智能电网为什么说能省电?
智能电网是下一代电网发展的方向,该念由美国提出,在欧美等发达国家得到广泛重视。欧美国家的电力发电、售电机制与中国不同,智能电网在欧美,主要用先进的计算机计算、信息技术、传感技术、量测技术,实时监测电力供应和用电负荷需求,采取实时电价,简单点讲,用户的电表是智能电表,不但计费,还能显示实时电价(高峰电价、低谷电价等)、监控用户的实时用电情况,用户可以选择在用电高峰时不使用和少使用电量,在用电低谷,电价低时,使用电量,这样,一进一出,对于用户就节省了电价,对于整个电网及电力供应,能减少用电高峰时电力供应设备投入成本,增加用电低谷时电力能源及发电设备闲置的浪费,通俗点讲,就省电了。智能电表能双向计费,也就是,用户可以在用电低谷时用储电设备将电储存,用电高峰时,将电输送给电网(买电),以赚取差价
智能电网是世界电网发展的重要方向,具有()等显著优势,为全球能源互来自联网的智能化发展奠定了基础。
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智能电网的基本特征和主要优势-电子发烧友网
智能电网是一种基于信息化技术的电力系统,致力于实现电网的高效化、可靠化和智能化。智能电网通过数字化技术和现代化通讯系统,将传统电力系统中的各种电源、电网和负载连接起来,并进行全系统、全程的监测、诊断、调度和管理,以提高电力系统的可靠性、经济性和安全性。
通俗地说,智能电网是一种采用现代网络技术,能够自动化调控、实时监测、自动保护、智能预测和优化能量调度的电力系统。智能电网的主要目标是在保证电力系统稳定运行的同时,更加灵活、高效、智能地适应多变的供需,促进清洁能源、分布式能源和新能源的开发利用,并实现电力系统的可持续发展和社会效益的最大化。
智能电网是一种基于信息技术、通信技术和能源技术等的新型电网,具有以下基本特征:
1.可持续性:智能电网采用新型的能源技术,如可再生能源技术,实现对能源资源的高效利用,并减少对环境的污染和破坏,实现可持续性发展。
2.智能化:智能电网采用先进的信息技术和通信技术,实现电力系统的智能化监测和控制,优化电网的运行和管理,降低电网建设和运行成本。
3.高效性:智能电网利用智能化的控制策略和新型的设备技术,实现电能的高效利用和设备的高效运行,提高电网的经济效益和资源利用效率。
4.灵活性:智能电网采用模块化设计,具有良好的扩展性和适应性,能够根据不同地域和用电需求,灵活调整电网的容量和配置。
5.安全性:智能电网采用多重措施保障电网的安全性和可靠性,如设备监测和故障隔离等,能够快速响应和处理各种异常情况。
综上所述,智能电网是一种能够实现可持续发展、智能化控制、高效经济、灵活适应和安全可靠的新型电网,具有重要的现实意义和发展前景。
智能电网是一种基于先进的信息、通信和控制技术的电网,其具有以下功能特点:
1.具备自适应能力:智能电网具有自适应能力,可以自动调整电力系统的运行状态,以适应复杂多变的电力负荷和电源接入情况。
2.具备智能监控和管理能力:智能电网可以实现对电力系统的智能监控和管理,包括对电压、电流、频率等参数的实时监测和分析,以及对故障的自动诊断和处理等。
3.具备优化能源配置能力:智能电网可以实现对多种能源的优化配置和协调控制,例如协调清洁能源和传统能源的配置,提高能源利用效率,降低能耗和排放。
4.具备智能响应能力:智能电网可以根据电力系统的实际情况,自动响应负荷和能源需求的变化,及时进行调整和平衡,以确保电力系统的平稳运行。
5.具备信息通信能力:智能电网可以通过建立信息与通信网络,实现对分布式发电系统、负荷侧管理等方面的远程监控和控制,提高电网的安全性和可靠性。
综上所述,智能电网的功能特点主要体现在其自适应能力、智能监控和管理能力、优化能源配置能力、智能响应能力以及信息通信能力等方面。这些特点使得智能电网拥有更好的适应性、响应能力和稳定性,可以更好地支持可靠、可持续和高效的电力系统运行。
智能电网是一种基于信息技术和现代传感器、通信、控制等技术的电力系统,其主要优势如下:
1.高效运行:智能电网采用先进的控制技术,能够快速响应电力系统的需求变化,实现电网在动态条件下的高效运行。
2.高可靠性:智能电网采用了高密度传感器、虚拟现实技术等先进技术,能够对电力系统各个部分进行实时监测和管理,发现故障并进行保护,提高了电力系统的可靠性和鲁棒性。
3.群体协同:智能电网利用分布式电源等新能源的特点,实现了电网的群体协同,提高了电网的可持续性和稳定性,促进了新能源的快速发展和利用。
4.智能化控制:智能电网采用智能化控制技术,能够对电力系统的各项运行参数进行智能化调整和优化,提高了能源利用效率和发电效率,降低了运营成本。
5.灵活性:智能电网采用多种能源的集成方法,减少了对传统能源的依赖,提高了电力系统的灵活性和可塑性,更好地满足了不同场景下的用电需求。
6.大数据分析:智能电网采用大数据技术,对电力系统的各项数据进行智能分析和挖掘,帮助电力运营商更好地了解电力系统的运行和状况,优化决策和管理。
综上所述,智能电网具有高效运行、高可靠性、群体协同、智能化控制、灵活性和大数据分析等优势,成为推动电网变革和可持续能源发展的方向,具有广阔的应用前景。
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城市化,生活水平的提高和技术的进步增加了对能源需求的需求。这使电耗上升到了如果不加照顾的情况下将不再可管理的水平。这不仅是提供可持续能源,而且还维护全球环境的令人震惊的情况。城市消耗了总能源消耗的近75-80%,而城市的温室气体排放量占80%。传统的,集中控制的电能分配系统已经使用了很长时间。这通常称为电网。
这些传统的电网仅专注于一些基本功能,例如发电,配电和控制。当前形式的电网不可靠,传输损耗高,电能质量差,容易出现电力不足和停电,电力供应不足,不鼓励集成分布式能源。传统的非智能系统缺乏监控和实时控制,这为智能电网作为实时解决方案创造了一个挑战性的机会。要解决这些问题,就需要对电力输送结构进行彻底的改革。
智能电网技术提供了一种解决方案,可以更好地发电,并提供一种有效的电力传输和分配方式。由于其多功能性,与传统网格相比,它可以更轻松地安装且所需空间更少。智能电网设计的概念旨在实现电网的可观察性,创建资产的可控制性,增强电力系统的性能和安全性,尤其是运营,维护和计划的经济方面。这就是为什么还考虑将智能电网技术用于微电网级别,最终将其连接到所有其他微电网以形成大型智能电网网络的原因。
本文讨论了智能电网的概述,其特性和功能包括可靠性,安全性,能源管理,自我修复。它还将讨论智能电网如何改变电网技术的概念,以及在现代电网中有多少潜在的革命。
没有特定的智能电网起点。随着电力分配系统的启动,这个概念开始发展。到那时,需要不同的要求,例如控制,监控,价格以及电力传输和分配的服务。通常,智能电网的实施与智能电表的安装相关。最新发展正在考虑的基本需求是通过电网传输和分配能量的可靠性和效率。
为了将电力分配给消费者,需要一种被称为电网的电导体网络。如果该网络具有自动控制和监视系统,那么它可能就是智能电网。从技术上讲,智能电网是常规电网的概念,具有一些最新的自动化功能,使它们更加可靠和可持续。传统电网仅用于传输和分配电力,但是这种智能电网的现代概念可以根据情况进行通信,存储甚至决策。
智能电网是一种智能的电力网络,它整合了所有利益相关者的行为,这些利益相关者是发电机,消费者以及两者的所有利益相关者,以便以经济,安全的方式为电力提供效率,可持续性。因此,智能电网并不是要实施的单一技术。它的利益相关者增加了它的广泛性和依赖性。
它为利益相关者提供了一个机会,可以最大化其电气网络的效率,可靠性,经济性能和安全性。
网格系统的成功取决于以可靠性衡量的客户需求。这意味着具有连续供电的无缺陷和无误差系统。智能电网有潜力检测任何故障并允许系统自我修复。常规电网存在有关可再生资源,微电网和需求响应的相互作用的问题。随着需求的增加,这些网格的尺寸和复杂性使得分析其可靠性变得更加困难。但是智能电网很好地解决了这些问题。为此,智能电网具有监视和存储所有数据并评估其服务可靠性的能力。还可以远程监视电网的混合发电和管理,从而增强其可靠性。动态随机最优潮流(DSOPF)等技术有助于估算和优化智能电网中的潮流。因此,随着通信系统的发展,智能电网可以具有更好的可靠性。
安全性是智能电网发展中具有挑战性的问题之一。随着自动化程度的提高,对网格的远程监视和控制使网格更容易受到网络攻击。根据电力研究所的数据,系统的网络安全是智能电网的最大问题之一。Suleiman等人提出了一种方法,该方法可通过使用智能电网系统对待分析和集成系统安全威胁模型来识别通常由攻击者利用的智能电网的弱点。同样,在2014年,Ashok等人从协调的网络攻击角度提出了一种解决广域监视和保护与控制的网络物理安全问题的方法,最终将提高安全性。在智能电网的不同安全领域中,一些有前途的正在进行的研究包括:具有多个数据使用者的保护隐私的智能计量,使用环网通信体系结构和安全威胁模型的智能电网中的正交代码隐私机制。由于安全性将被视为实施智能电网技术的最大障碍之一,因此正在进行的这些研究有望解决这一障碍。
智能电网通过两种通信能力提供给需求方或用户与电网进行交互。它为消费者提供了一种以经济的方式使用电力的机会。它不仅有助于提高需求方的效率,而且还有助于提高配送端的效率。通过将电力需求减少或转移到替代品上,它有助于电网在高峰期减少需求和压力。当前,为了解决经济,可靠性和经济方面的问题,在智能电网领域进行了大量投资,包括需求侧资源,负荷管理系统和能源效率计划。通常,需求方管理系统仅关注公用事业公司与消费者之间的通信。
随着智能电网的发展,这个定义也开始了设备和公用事业的革命,成为被称为“智能设备”的“智能”设备。这些具有与电网通信的能力,这使得房屋更加自治,并方便用户有效而高效地使用电力。这些电器改变了家庭用电的需求。诸如“ZigBee”之类的不同网络协议提供了对家用电器进行无线控制的解决方案。这些协议具有与参与家庭能源管理系统的所有利益相关者进行沟通和协调的能力,从而为用户提供最佳的最佳解决方案。因此,智能电网正在将传统家用电器的趋势转变为“智能”。
配电系统中的自动化与智能自动仪表相关联。计量提供了一个通道,以实现用户与分配器之间的智能电网概念中的双向通信。它们不仅可以帮助分销商建立更准确的计费系统,还可以帮助消费者控制电能的使用。这些仪表配备了用于自动化,电能质量监控和停电通知的传感器。电力市场放松管制后价格上涨,消费者不满意以及鼓励智能电表的月度电表指示都有不同的驱动因素。
高级计量基础架构(AMI)提供了一种实时解决方案,该解决方案可以收集消费者数据并提供从电网到公用事业部门的通信网络。AMI通过将消费者与配电系统相结合,为大型电网的现代化提供了前进的机会。它为停电管理,电动汽车和智能设备的集成,变压器和馈线监控以及故障隔离提供了机会。研究人员设计了一种用于通过变电站自动化系统(SAS)进行配电自动化的新系统。该系统具有通过本地控制措施解决拥堵的能力,而对可再生能源的限制最小。
从可再生资源(例如太阳能,风能,电池存储设备)发电是充分考虑满足不断增长的电力需求和减少温室气体排放的可可豆。它们甚至有助于减少高峰时段电网的电力压力。通常,这些资源的站点位于偏远地区。甚至有时候,不可能有一个完整的功能网格来传输或分配电力。这里使用微电网,这些微电网聚集在一起形成一个庞大的配电网络。因此,使用大量的微网格和源将导致要处理大量数据。因此,研究人员通过使用一种架构来解决此问题,该架构在整个电网中使用智能系统来有效地分配电源。
对于一个健壮的智能电网,它不应该仅仅*限于诊断故障发生在电网中,而且还可以将其消除以保持稳定的电力供应。对于具有自我修复能力的电网,它使用实时通信和安装在整个电网中的数字组件来监视电网的电气特性。有了此功能,网格就足够聪明了,并且能够找出自然或某些人为错误可能引起的潜在问题。这些智能系统会立即对任何此类异常做出反应,并在问题滚滚而成为大问题并造成重大停电之前将问题系统隔离出来,并自动重新分配电力传输以实现连续服务,除非消除了错误。具有自我修复功能的智能电网有三个主要优点:
为了智能电网的发展,正在进行许多正在进行的研究活动,以使其更可靠,更可持续地满足现代需求。这些研究集中在不同的技术上。很难涵盖所有这些研究和进步,但是本节将介绍与智能电网相关的一些著名的最新技术和研究活动。
对于可靠的电网,至关重要的是所有组件必须从发电到消耗都必须协同工作。网格中涉及很多复杂的组件。这些组件通过某些计算机软件进行通信并一起工作。因此,规划和在网格上的实现是通过互操作性来完成的。NIST发起了智能电网互操作性(SGIP),它负责制定和维护智能电网标准,并且涉及的所有组件都必须进行有效的通信和运行。还有责任为电网的所有利益相关者(包括客户,市场,服务提供商,电力系统,发电,输电和配电网络)提供一个平台,以共同形成一个现代,可靠和高效的电网系统。为了理解和实施能源管理,电网和用户端都必须发挥作用。诸如先进计量基础设施(AMI),用于电网的通信网络和网络安全之类的技术可实现电网中的自我决策功能,从而使能源管理系统对智能电网更为现实。
物联网(IoT)将互联网带入了下一步发展。通过计算和通信功能,将整个世界压缩到一只手中,它使生活变得更轻松,自动化和方便。随着智能电网及其组件的发展,需要一种有效,可靠且更智能的方式来交互这些组件的技术。物联网有望完全填补所有这些特征,从而将智能电网带入新时代。但是,随着这项新技术的出现,一些严重的安全问题出现了,包括假冒,数据篡改,滥用,授权,隐私问题和网络攻击。物联网基础智能电网必须具有身份验证,机密性,用户隐私和数据完整性等服务,以避免任何安全风险。物联网为客户提供的连接性,可以提高他们的体验和效率。它允许客户与电网进行灵活轻松的交互,从而通过诊断和邻域范围内的抄表功能来降低成本。简而言之,它使智能电网变得更加智能。
智能电网完全取决于其接收的数据。它不仅是网格的眼睛,而且还可以作为网格的背骨。为了可靠,高效地运行智能电网,需要从发电,输电,转换和电力利用中收集大量数据。网格所做的所有决定都取决于它。它在智能电网的自主功能中也起着关键作用。智能电网技术中的大数据面临许多挑战,包括从存储到其可视化和安全性。研究人员还致力于如何将数据组合成信息和有益的应用。
从不同的传感器,无线传输和通信收集的大量数据被累积。从生成到使用的所有数据收集都被不同的算法用来预测,并且也将有助于充分识别功率使用的模式。这最终将对实现智能能源管理系统有用。能源大数据不仅包含从电表收集的数据,而且还包含与天气和环境有关的大量数据。如果没有“4V”(体积,速度,多样性和价值)和“3E”(能量,交换和同理心),则此数据的特征是不完整的。针对大数据的分析开发了不同的算法和模型,但仍然存在与大数据相关的一些主要问题,例如:IT基础架构,数据收集和治理,数据处理和分析,
智能电网的开发正在进行大量研究。在智能电网的不同领域中,针对不同方面的未来研究仍具有很大的潜力。其中包括预测,潮流优化,通信,微电网集成,需求和能源管理系统,符合互操作性,可伸缩性,经济因素,数据加密以及最重要的是发电,输电和配电自动化等方面的标准。
技术和设备的进步可以经济和环保的方式改变能源的利用。智能电网概念的演进有潜力通过减少碳排放并与更多可再生能源组合来以最佳方式满足未来所有能源利用需求。通过提高电力输送的可靠性,效率和质量,它可以使传统的电网和用户行为朝着能源利用的方向发生重大变化。需要**政策来促进智能电网的实施。由于这只是现代电网新时代的开始,因此仍有大量潜力可用于改进和实施此概念。
在过去的十年中,智能电网的研究和进步已经大大增加。这就是为什么智能电网技术已从虚拟现实和概念转移到实施阶段的原因。过去五年来,智能电网方面的研究有了巨大的增长,不久之后,它将以更大的灵活性和更有效的方式改变配电领域的格*。
电气智能化有哪些优点?
电气智能化优点一:自我完善方面 电气自动化智能化设备的系统具备非常明显的能力,可以通过自我检查和调控来操控整个生产过程,无需人们过多的操心,这样的智能化设备中具有自检的相关系统,可以通过系统网络的自我检测和评估,就可以完美的检测到哪个线路和电网出现问题,可以及时的解决。 电气智能化优点二:灵活性 智能化的电气设备系统每一方面都会展现的非常的灵动,可以通过自动化电力系统了解到更多的产业信息,并且可以通过信息进行大规模的接入,智能系统和现在的电力范围市场交易进行了连接,减轻管理中的超负荷工作,实行最为简单的资源优化,强化系统管理。 电气智能化优点三:多级别 对于智能系统来说,有很多的级别,各种级别具备着不能的能力和质量问题,之所以分类如此的明确,目的就是可以配合不同需求的客户,利用的技术也不同,但是大体上的性质都是一样的,所发挥的效果不同而已。在智能电力系统中可以通过实时监控来进行运作,减少工作是带来的能源浪费。
智能电网具备哪些主要特征?
智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。主要特征如下:
一个智能电网对我们国家的未来意味着什么(一个更智能的电网将加强我国的经济、环境、安全和独立性)
序言
美国能源部(DOE)根据《2007年能源独立和安全法案》(EISA2007)负责对国家电网进行现代化改造,以提高其可靠性和效率。作为这一努力的一部分,美国能源部还负责提高人们对我国智能电网的认识。《智能电网:简介》是一份由美国国防部赞助的出版物,于2008年在www.smartgrid.gov上发布,该出版物是旨在更好地让离散的利益相关者群体了解智能电网的承诺和可能性。利益相关者团体包括公用事业公司、监管机构、政策制定者、技术提供商、消费者权益倡导者和环保组织。
第01节 智能网格:欢迎来到我们这一代的太空计划。
在全国范围内,到2030年,电力需求预计将增长30%。预计在未来7年内,电价将上涨50%。
国家建设者的维度
该电网的大致尺寸确实令人印象深刻:100万兆瓦的发电能力,20万英里的高压输电线路和550万英里的配电线路。1
当人们被要求说出20世纪最重要的工程成就时,一个典型的反应是美国赢得了登上月球的竞赛。一个可以理解的答案,但不正确。具有讽刺意味的是,这是第一个登上月球的人,尼尔·阿姆斯特朗,他宣布了获奖者:我们国家的电网。
几乎从爱迪生时代起,美国价值数万亿美元的电网就推动了我们国家的繁荣。它继续保持我们的灯光,我们的企业富有成效,我们的公民感到舒适。它响应了我们的分裂秒要求99.97%的时间。2.然而,它在几个方面的装备都不足以满足我们共同的未来。考虑到电网可靠性下降,早在十年前就认识了。上世纪90年代下半叶,影响5万人或更多消费者的停电人数比今年上半年增加了41%。它仍然是中断和中断的受害者,这些中断不仅给我们带来不便,而且危及所有美国人的安全,每年花费1500亿美元,也就是我们每个人500美元。3
使电网未来面临的挑战更加复杂:
新一代能源和交付基础设施的成本正在急剧攀升。据专门从事经济、金融和监管的咨询集团布拉特集团称,未来20年就需要大约1.5万亿美元的投资。
到2030年,全国电力需求预计将增长30%
预计在未来7年内,电价将上涨50%。5
螺旋化的电价和碳成本(将通过拟议的总量管制与交易立法的结果来完全确定)正在结合起来,揭示了真实的——即更高的能源成本。
2007年,去年有统计数据,美国发电厂排放了25亿吨二氧化碳;全国二氧化碳排放总量为6022亿吨,比2006年增加了7590万吨。
它被评为20世纪最重要的工程成就。然而,一些管理它的人并没有意识到它不起作用,除非人们“留在黑暗中”告诉他们。
显然,电网的未来不可能像过去的那样。这就是我们的机会
就像之前的电信和互联网革命一样,技术是智能电网及其好处的关键。智能电网及其内部所体现的技术是一组必不可少的投资,这将有助于使我们的电网进入21世纪,利用兆字节的数据,更有效、更可靠、更经济地移动兆瓦的电力。在这个过程中,我们国家的电力系统将从一个集中的、由生产者控制的网络转变为一个不那么集中的、更与消费者互动的、更环保的模式。
除了“智能电表”,一个功能齐全的智能电网将在整个传输和配电网中配备传感器来收集数据;实时双向通信在公用事业和消费者之间移动数据,以及使智能可操作和交易所需的计算能力。
将电网中的待办事项列表转换为待办事项列表
提高可靠性
管理负担得起的能源成本
最大限度地提高能效
充分开发可再生能源,如风能、太阳能和地热
减少我们国家的碳足迹
加强我国的国家安全
减少我们对外国石油的依赖
创造一个数百万的绿衣劳动力
显然,对于这些问题的价值有广泛的共识,其中一些问题上升到国家优先事项的水平。同样明显,在这些挑战时期,我们必须或多或少同时解决这些问题。作为一种组织原则和启用引擎,只有智能电网将作为统一计划的一部分,将工具、技术和技术将互联网带给公用事业、电网和广大消费者。
更智能的电网/智能电网
因为它现在部署,但只会完全实现随着时间的推移,有必要将一个智能电网分成两个讨论:智能网格指当前状态的转换,一个技术正在部署今天或在不久的将来。智能电网是最终的愿景——充分实现它所能做到的一切。
标题第十二章。1301.关于电网现代化的政策声明
美国的政策是支持国家输配电系统的现代化,以保持可靠和安全的电力基础设施,以满足未来的需求增长,并实现共同定义智能电网的最终目标。
这是你所拥有的力量
可以肯定的是,创建一个智能电网将面临着财政、监管和文化障碍。如果没有**意愿,这些障碍就会变得更高。然而,联邦和州的立法者可以对智能电网部署的速度和有效性产生巨大的影响。在利益相关者议程必然相互冲突的情况下,国会和州在气候和能源问题上的行动可以为智能电网的投资和采用提供急需的动力。
在下面的几页中,你将了解决策者需要了解的智能电网的当前状态;它带来的好处,包括创造就业机会的潜力;不同利益相关者采取的措施;以及它如何在面对攻击时保持我们的系统安全。
在电信革命的开始,很少有人能想象当时诞生的技术将如何最终改变和丰富我们的生活。同样,智能电网的旅程承诺会带来现在没有人能预测到的进步和好处。
作为一名政策制定者,作为我们国家愿景的缔造者之一,你的工作就是看到未来,并引导美国走向未来。
标题十三的要素
(1)增加对数字信息和控制技术的使用。
(2)优化电网运营和资源,具有充分的网络安全能力。
(3)部署和整合分布式资源和发电,包括可再生资源。
(4)整合需求响应、需求侧资源和节能资源。
(5)部署`智能计量技术、有关电网运行和状态的通信以及配电自动化。
(6)`智能电器和消费设备的集成。
(7)部署和集成先进的蓄电和剃顶技术,包括插电式电动和混合动力汽车,以及蓄热空调。
(8)向消费者提供及时的信息和控制方案。
(9)制定与电网相连的电器和设备的通信和互操作性标准。
(10)降低不合理或不必要的收养障碍。
第02节 智能的力量:一个现代化的电网所产生的社会效益。
住宅客户将首次拥有与当今许多商业和工业客户相同类型的需求响应选择
正如许多研究表明的那样,采用智能电网的社会案例是基本的、持久的和真实的。
在过去20年的时间里,通过避免发电厂、输电线路和变电站的建设成本,可以节省460亿至1170亿美元。7
到2025年,提高能源效率、可再生能源和分布式发电每年可节省360亿美元
分布式发电可以显著降低传输拥塞成本,目前估计每年为48亿美元。9
耗资6亿美元的智能电器为电网提供的备用容量堪比价值60亿美元的发电厂。10
这种规模的财务利益将流向所有利益相关方。
实现智能电网将或多或少地需要智能传感器和控制系统、一个被广泛接受的通信平台、先进的规划和运营工具以及动态定价。它还将需要对互连、性能和指标制定明确的标准。不断交流,主动和几乎自我意识,智能电网被描述为一个复杂的生态系统。
这是一个合适的表征。
相对于“我们现在的电网”,向现代化电网的转变将产生增强,并承诺对发电、输送和消费的各个方面产生积极影响,正如能源部的现代电网战略和电力咨询委员会最近详细介绍的那样。
以下是智能电网是如何提供的:
好处:让消费者能够积极参与。
一个更智能的电网通过给予消费者参与和选择的权力来实现这一点。双向通信将在公用事业公司和消费者之间创建一个对话,使消费者能够看到他们使用什么电力,何时使用什么电力,以及它的成本。这是第一次,许多公司将能够主动管理他们的能源成本,无论这是意味着投资于智能、节能的最终用途设备,还是将能源卖回公用事业公司以获得收入,或作为实施环境管理的一种手段。
从公用事业的角度来看,“客户参与”将使公用事业能够将消费者需求作为另一种资源,抵消对额外发电的需求。随着消费者的参与,公用事业公司将能够帮助平衡供需关系,并确保可靠性。更智能的电网使住宅客户在这方面拥有与商业和工业客户相同类型的机会。
效益:优化资产利用率和高效运营。
智能电网将能够利用经过验证的技术来优化其资产的使用——发电厂、配电变电站和其他关键基础设施。这些改进将导致更多的电力通过现有资产,并使公用事业公司更精确地了解更多发电厂的需求。操作改进将从改进负载因素到降低系统损失,从而使整个系统的效率最大化。
好处:预测和响应系统干扰。
通过进行持续的自我评估,智能电网将能够防止中断,而不是简单地对中断做出反应,并在解决快速移动的问题方面比运营商更快地采取行动。
优点:可容纳所有生成和存储选项。
智能电网成功的核心是能够安全无缝地容纳各种各样的发电,从大型集中电厂到小型太阳能电池板以及两者之间的一切。“介于两者之间的一切”指的是不断增长的分布式能源资源(DER)名册,其中包括:
分布式发电(DG)-小型的、广泛分散的工厂,通常接近能源负荷
可再生能源--风能、太阳能等。
能源储存——本质上是巨大的“电池”和“电容器”
需求响应(DR)—减少需求而不是增加供应
插电式混合动力汽车(PHEV)
今天,有机会实现更多的电网分布式发电。随着电网的日益智能,分布式能源资源预计将沿着价值链快速增长,从供应商到营销人员再到客户。结果是:一个电网更便宜,更可靠,更环保。
效益:为数字经济提供电能质量。
现代生活中的一个事实是,我们的经济正在日益数字化。查看你最近的服务器群,经纪业务或高清电视。根据电力研究所(EPRI)的数据,到2011年,我国整整16%的电力负荷将需要数字质量的电力。而且我们再也没有回头路了。智能电网将能够提供不同等级的电力质量和各种定价选择。它还将在其影响变得显著之前检测和纠正不良的电力质量,显著减少由于电力质量问题造成的客户损失(目前估计为每年250亿美元),并加强电网的整体质量控制。11
好处:支持新的新产品、新服务和新市场。
与今天有些巴尔干化的市场相比,智能电网的原理和技术支持建立整合良好的电力市场。这种市场所固有的确定性和活力将吸引新的市场参与者——经纪人、聚合商等——并为新产品和服务打开大门。
好处:弹性应对攻击和自然灾害。
今天的电网太容易受到自然灾害、物理攻击和网络攻击的破坏。智能电网将从一开始就解决关键的安全问题,使安全成为其所有要素的要求。
第03节 智能电网安全:内置的安全。
早在2002年,70%的能源和电力公司就经历了某种对计算或能源管理系统的严重网络攻击。
据我们所知,电网是在“安全”指的是电网本身的持续运行,而不是恐怖分子和其他个人的努力下设计、设计和建造的。
时代肯定改变了。今天,电网的完整性本身就是一个国家安全的问题。问题的焦点不仅是对电力系统的攻击,即物理攻击,还有通过电力系统的攻击或网络攻击。据**问责*(GAO)称,网络攻击正在以惊人的速度增长。美国**问责*报告称,早在2002年,70%的能源和电力公司就经历了某种对计算或能源管理系统的严重网络攻击。
具有讽刺意味的是,最近对电网的技术变化——包括对不受保护的电信网络的依赖——可能会加剧安全问题。此外,易于获得通过互联网获得的开放信息源也可能使基础设施处于危险之中。
更智能的电网从一开始就使安全措施势在必行。电力安全的系统方法将识别关键漏洞,评估威胁的可能性,并确定攻击的后果。弹性将建立在系统的每个元素中,整个系统旨在阻止、探测、响应和从人为的破坏以及飓风和地震中恢复。对人为威胁的计划将考虑多个潜在的失败点。
根据美国能源部的说法,这种方法可以应用风险管理方法来优先分配安全资源,包括研究和开发。安全计划的具体目标将包括:
识别关键的地点和系统
使用监视和屏障保护选定的地点,防止物理攻击
使用信息拒绝(掩蔽)保护系统免受网络攻击
分散作为高价值目标的站点
耐受破坏
电表安全
一个协作性公用事业工作组——高级计量基础设施安全工作组(AMI-SEC)——目前正在与能源部合作,为高级计量基础设施(AMI)开发一套共同的网络安全要求。
抵抗攻击的关键
必须在组件层面上设计智能电网,以减少:
通过隐藏、分散、消除或减少单点故障而造成的攻击威胁
通过保护关键资产免受物理和网络攻击
通过将资源集中于恢复而导致的成功攻击的后果
为了成功完成这项任务,智能电网的“系统需求”依赖于更大、更复杂的自动化水平来提供广域监控、远程系统控制和预测工具,以在即将发生的中断发生之前应对它们。此外,该系统必须能够启用“孤岛”(选定的网格单元的自主运行),并确保增加的设备和控制系统不会产生额外的攻击机会。
系统方法对网格安全的价值
一种涉及**和行业的系统方法鼓励平衡投资,以确保安全需求的成本将在整个智能电网中分配。应制定联邦、州和地方的政策和法规,允许公用事业公司和其他电力行业收回合理的安全升级成本,这是整个系统设计的一部分。
电力安全的系统方法将识别关键漏洞,评估威胁的可能性,并确定攻击的后果。
第04节 智能网格效应:振兴我们国家的劳动力和经济。
智能电网项目的影响可能会导致创造约28万个新职位。
现在是时候了
根据《2009年美国复苏和再投资法案》(ARRA),45亿美元已经被用于数百个智能电网项目。
无论从短期还是长期来看,创建智能电网对美国的整体就业状况和经济福祉都带来了显著的好处。在一个充满挑战的经济形势下,这确实是个好消息。
GridWise联盟成员KEMA最近的一项研究预计,由于成本分担和其他因素,联邦**对智能电网的160亿美元投资将会推动价值640亿美元的相关智能电网项目。这些项目的影响可能导致直接创造大约28万个新职位。KEMA认为,到2009年底,可能会创建超过15万家公司。该研究还表示,“在智能电网部署之外,作为永久性的、持续的高价值岗位将持续存在。”
一个开放给机会的网格使我们的经济成为可能
取决于可靠的能量。如前所述,智能电网技术可以显著降低总燃油消耗,从而潜在地降低所有消费者的燃油价格。此外,随着私营企业开发节能和智能电器、智能电表、新的传感和通信能力以及乘用车,更智能的电网创造了新的市场。
更具体地说,凭借先进的组件和广泛的通信支持市场运营,并向所有人提供全面的数据可见性,更智能的电网将鼓励新的市场参与者,实现各种新的负载管理、分布式发电、储能和需求响应选项和机会。这些贡献使需求成为供应资源,从而增强了智能电网的经济优势——最近推迟了对发电厂、变电站以及输配电线路的一些大额资本投资。因此,根据太平洋西北国家实验室的数据,在20年内将节省数百亿美元。通过提高电网的稳健性和效率,这样的选择将有助于降低峰值价格和需求,从而为所有利益相关者节省成本并降低费率压力。
随着私营企业开发节能和智能电器、智能电表、新的传感和通信能力以及乘用车,更智能的电网创造了新的市场。
智能电网“roi”
对于这种规模的投资,我国对智能电网的回报将开始相对迅速地实现。考虑以下估计:
EPRI未来电力部门框架估计,到2020年,如果电网的效率和可靠,每年新增收入将达到1.8万亿美元。
加尔文电力倡议组织认为,智能电网技术每年可以为美国经济减少490亿美元的电力干扰成本。
研究还发现:“广泛部署能让消费者轻松控制能耗的技术,到2015年可能为美国经济增加50亿至70亿美元,到2020年每年增加150亿至200亿美元。”假设渗透率为10%,住宅和小型商业应用的智能交互存储容量到2020年每年将再增加100亿美元。
案例:能源部智能电网示范项目
美国能源部正在进行的许多演示项目,比如目前在柯林斯堡进行的演示项目,旨在在系统环境中创建、收集和评估真实生活中的数据,以支持成本效益分析、商业案例开发和技术验证。
该市及其由城市拥有的柯林斯堡公用事业公司支持各种清洁能源倡议,包括在城市内建立一个零能源区(称为FortZED)。
该示范项目将在公用事业运营中整合广泛的可再生能源和需求响应。它试图通过开发混合分布式资源的集成系统来改造配电系统,以提高可再生能源(如风能和太阳能)的渗透率,同时提高效率和可靠性。为了实现“零能源区”的潜力,该项目涉及五个客户地点的近30个分布式发电、可再生能源和需求响应资源,总容量超过3.5兆瓦。通过增加可再生能源和分布式能源在高峰负荷期的使用,该项目寻求在多个配电馈线上实现20%-30%的峰值负荷降低。
智能电网就业银行
智能电网的其他“领先的经济指标”包括:
在未来的8年里,太阳能产业估计可以创造44万个总就业岗位和3,250亿美元的经济发展收入。12
在25年的太阳能购买协议中投资100亿美元,将产生4000兆瓦的能源,并创造35万个就业岗位。13
第05节 智能电网和环境:使未来的能源更加清洁。
更智能的电网能够建立更集中的和更持久的消费者参与,从而提供了最终用途的保护和效率。
为什么能源效率本身就有其*限性呢
如果没有智能电网,即使是最大胆的节能举措也是不够的。美国人口普查*预计,30年后,美国将增加1亿人,比我们现在多出大约三分之一。像EPRI和其他机构这样的领先组织已经运行了这些数字,并认为人口增长和稳步改善的经济将不仅会抵消效率项目带来的收益。
2008年,美国燃料燃烧产生的二氧化碳排放量下降了2.8%,是自20世纪80年代以来的最大年下降。这主要归因于全球经济衰退的长度和深度,人们普遍认为这是一种异常现象。大多数人都认为,随着国家和全球经济的改善,碳排放量将恢复其上升趋势。
由于它能够建立更专注和持久的客户参与,一个更智能的网格提供了最终用途的保护和效率。通过这样做,它也积极地解决了我们国家不断增长的碳足迹问题。
为了证明时间就是一切,一个更智能的电网可以从峰值负荷转移中捕获碳节约——即使没有节约能源。当峰值负荷通过需求响应来降低时,许多峰值工厂——以及它们排放的碳——就会被放在一边。
从行为的角度来看,当消费者参与时,有可衡量的能源节约,在住宅部门约为6%。15.消费者对通过反馈机制来管理峰值负荷的意识,可能会引起人们对消费模式的更多关注,从而节省开支。
实现碳节约
充分开发风能和太阳能等可再生能源对于管理我们的集体碳足迹至关重要。然而,面对当前电网的*限性,这两种技术都面临着全面部署的障碍。更智能的电网使电网运营商能够进一步深入了解该系统,并使他们能够灵活地更好地管理可再生能源的间歇性。这反过来又克服了一个重要的障碍,使风能和太阳能能够迅速部署,并以更大的比例部署。
总量管制与交易&智能电网
如你所知,国会正在制定拟议的立法,限制温室气体排放,并将其转化为一种可以买卖的商品(即限额和交易)。通过更智能的网格来精确地计算实际的碳足迹,可以提供可靠的验证,从而捕获价值,并提高碳抵消的可交易性。
优化风
尽管可再生能源拥有无数的属性,但它也增加了电网运营的复杂性。更智能的网格使运营商能够对这种复杂性进行管理。
智能电网可以通过通过需求响应调节波动来降低风电的净成本。结合需求响应、能源存储和分布式集中发电资产,可以管理这些波动(即风不吹时),降低风能集成到系统的成本,优化可再生能源进入电网的渗透。
一个更智能的电网可以结合需求响应控制来优化风能资源,通过积极管理“风洞”来处理这些资源的间歇性。
优化太阳能
每个屋顶上都有一个光伏阵列将是一个受欢迎的景象。然而,尽管现有的配电网能够安全地支持光伏太阳能的初始穿透,但将多余的电力放回电网也可能带来问题。智能电网控制系统可以帮助电网应对这一挑战。
更智能的网格就是更绿色的网格
据估计,智能电网可以减少高达25%的二氧化碳排放量
从现在到2030年,美国20%的风能可以节省通常用于发电的4万亿加仑水,由于我国供水压力的增加,节省的费用更加重要。17
要了解更多关于各州对能源效率和可再生能源的激励措施,请访问美国能源部的官方网站dsireusa.org,以追踪此类激励措施。
有关智能电网和我们的环境的更多详细信息,请参阅2009年8月由PNNL发布的“智能电网:对能源和二氧化碳效益的估计”。
采取行动的州:
32个州和哥伦比亚特区已经制定并采用了可再生能源组合标准,要求最早在2013年,一个州的能源组合(高达20%)完全来自可再生能源。
第06节 智能电网和电动汽车:驶向一个更清洁的星球。
私人电动车的广泛采用将减少包括二氧化碳在内的温室气体排放,并显著减少我们对外国石油的依赖。
一个主要的“换油”
目前,美国进口了近60%的石油,其中70%直接流向了交通运输部门。全电式混合动力汽车可能取代52%的石油净进口(或每天670万桶),并将二氧化碳排放减少27%
智能电网在实现碳节约方面的最大单一潜力是为插电式电动汽车(pev)提供具有成本效益和日益增长的清洁能源。这类车型包括插电式混合动力汽车(PHEVs),即下一代混合动力汽车。
以下是它们的工作原理。pev可以插入一个标准的家用电源插座来给电池充电。根据爱迪生电气研究所(EEI)的数据,目前他们能够在纯电动模式下行驶40英里,大多数使用电池供电的pev可以满足大多数司机的日常需求。根据美国节能经济委员会(ACEEE)的一份报告,与目前的混合动力汽车相比,仅电动汽车行驶里程为20英里的PEV可以减少约三分之一的燃料使用。EPRI估计,与非混合动力汽车相比,同样的PEV可以减少约60%的燃料消耗。
虽然这些车辆将产生节省,而不是智能电网,但只有智能电网技术才能让我们挖掘它们的基本潜力。请考虑以下后果:
今天电网的闲置生产能力——目前还没有被利用的潜力——可以满足今天拥有现有发电厂的汽车、suv、皮卡和货车的73%的能源需求。19
平均而言,全电式混合动力汽车产生的温室气体仅为传统汽油燃料汽车排放的温室气体(温室气体)的三分之一——排气管。根据EPRI和自然资源保护委员会(NRDC)的一项联合研究,从2010年到2050年,EPRI有可能将美国累计温室气体排放量减少103亿吨。根据EPRI/NRDC的研究,到2050年,他们可以将全国石油消费量减少400万桶。
此外,通过在相同的基础设施上销售更多的电力,智能电网有可能降低电价。然而,只有当这些车辆严格在非高峰时段收费时,这些好处才会累积起来。在高峰时给PEV充电只会进一步给电网带来压力。
全电式混合动力汽车可能取代52%的石油净进口(或每天670万桶),并减少27%的二氧化碳排放。
在碳排放方面,美国的汽车产生的碳排放量与美国的燃煤电厂大致相同。通过将排放从数百万排气管排放到少得多的烟囱,智能电网可以大大降低行业正在进行的“清理细节”的规模和复杂性。也就是说,智能电网的功能让我们不再思考如何处理数亿个四轮发射器,而是让我们能够将重点转移到从碳管理到使用更多可再生能源的挑战上。
广泛部署PHEV将减少包括二氧化碳在内的温室气体排放。在这个过程中,它将致力于改善美国的总体健康状况,并减少我们对外国石油的依赖。
外国石油消费者请注意。
根据EEI的数据,根据2009年的燃料价格,插电式混合动力汽车的汽油价格将大约相当于每加仑75美分。
混合动力汽车高渗透对美国电网的潜在影响
第07节 利益相关者观察/监管机构:FERC、NARUC和智能电网清算所。
简单地说,协作的目的是为了解决智能电网问题、技术和最佳实践的状态。
智能电网“为我们其他人服务”
与信息交换所类似,美国能源部也将推出www.smartgrid.gov。这个网站是为更广泛的受众——一个“典型的”美国电力消费者,对美国的能源计划感兴趣,但可能对其复杂性感到困惑——这个网站将以一种简单易懂的方式让公众了解能源部支持智能电网的活动。该网站还将作为一般新闻媒体和贸易新闻媒体的单一入口点,为这一关键的外展选民提供一个增值的参考点。
美国能源部赞助的各种规模和范围的智能电网项目正越来越多地提交给全国各地司法管辖区的监管委员会。
就为电网和社会产生持久利益而言,智能电网代表了七个定义和有益的功能:
可容纳所有的生成和存储选项
支持客户的知情参与
支持新的新产品、新服务和新市场
为21世纪的各种需求提供电力质量
优化资产利用率和高效运营
通过自动预防、遏制和恢复来解决干扰问题
弹性应对物理和网络事件和自然灾害
显然,这些函数以任何标准衡量都是可取的。然而,在美国监管机构面前协调其价值与日常业务,充其量是复杂的。监管机构正在努力平衡相互竞争的优先事项;保持公用事业服务的可靠和负担得起;“绿化”电力供应;现代化传输;和应对气候变化。智能电网在他们繁忙的日程中“适合”?这对他们服务的纳税人意味着什么?
ferc/naruc智能电网协作
为了进一步了解与智能电网相关的一系列问题,联邦和州监管官员联合成立了FERC/NARUC智能电网合作组织,利用合作从复杂性中获取清晰信息。
智能电网交流中心将作为公共智能电网信息的存储库,并将其用户导向其他相关来源或数据库,以获取更多的公共智能电网信息。
该合作为监管机构带来了信息,以便他们能够更好地了解智能电网问题、技术和最佳实践的状况。在联席会议上,监管机构与广泛的主题专家就从AMI到互操作性标准到智能电网部署的适当时机进行互动。此外,他们还了解了已经在工作中的智能电网项目。最近,在这两个组织的要求下,美国能源部建立了智能电网信息交换所,这是一个综合性的网站,旨在容纳“所有的智能电网”,详细介绍和分析最佳实践,并使监管机构能够做出更明智的费率决定。
智能电网交换所
该合作组织将智能电网交流中心视为智能电网利益相关者在推进智能电网概念和实施时使用的额外工具,也是许多联邦和州机构以及公共和私营部门组织评估智能电网发展和实践的场所。公共和私人实体及其代表协会——统称为智能电网社区——也可以从票据交换中心的访问中获益。这些实体可以包括,但不限于:
州和联邦政策制定者
联邦**机构或附属机构(例如,美国能源部及其电力咨询委员会;联邦能源管理委员会、国家标准与技术研究所和多机构的联邦智能电网特别工作组)
全国公用事业专员协会;国家监管机构(如公用事业或能源委员会)
工业或行业协会(如电力公司、产品和服务供应商、电力研究所、爱迪生电力研究所、国家农村电力合作协会、美国公共电力协会、GridWise联盟、国家电气制造商协会)
最终用户和许多其他智能电网的利益相关者
智能电网交流中心将作为公共智能电网信息的存储库,并将其用户导向其他相关来源或数据库,以获取更多的公共智能电网信息。信息交换所将成为有兴趣研究高级智能电网发展和保持更新的利益相关者的卓越资源。
一般来说,信息交换所将及时建立和维护,为公众提供来自智能电网示范项目和其他来源的数据。
为了确保透明度和最大化“经验教训”,美国能源部智能电网投资拨款的接受者将被要求报告该网站上的挫折和成功情况。强调这些经验教训将加快知识转移,促进最佳实践,并加快所有智能电网计划的进展。
第08节 利益相关者观察/公用事业:SMART网格成熟度模型。
成熟度模型以智能电网为愿景,创建了一个包含活动、投资和最佳实践的路线图。
没有两个电力服务提供商是相似的。他们的商业计划或投资策略也没有出台。随着全国各地的公用事业公司考虑投资智能电网,他们也在寻找合理程度的坚实基础。公用事业公司的高管们想知道,让电网更智能是一项有明显好处的好业务。
实际上,一个对智能电网感到好奇的公用事业公司是如何“做”智能电网的呢?
如果不采用系统视图,就无法实现向前走向智能电网。公用事业公司和政策制定者在寻找起点时,只需要看看智能电网成熟度模型(SGMM)。成熟度模型以智能电网为愿景,创建了一个包含活动、投资和最佳实践的路线图。那些使用该模型的人将能够建立一个适当的发展路径,沟通战略和愿景,并评估当前的机会。成熟度模型还可以作为供应商、监管机构和消费者的战略框架,这些消费者拥有或希望参与创建一个更智能的网格。
成熟度模式——使高管们能够回顾企业在转型或改变其运营方式方面所取得的进展——在推动整个行业向前发展方面有着令人钦佩的记录。例如,考虑一下它们是如何改变软件开发行业的。
在2007-2009年期间,IBM和来自四大洲的七家公用事业公司开发了成熟度模型,并在最近将其捐赠给了卡内基梅隆软件工程研究所(SEI)。SEI已经开发了世界范围内事实上的标准,如用于过程改进的能力成熟度模型集成(CMMI),并通过其全球公认的计算机应急响应团队(CERT)项目领导国际努力改善网络安全。
美国能源部正在与SEI合作,使该研究所能够作为全球SGMM的独立管理者,主要负责其基于涉众需求、用户反馈和市场需求的持续治理、增长和发展。
为了支持广泛的采用和使用,SEI将确保模型的可用性和对用户社区的支持材料和服务,包括一套关于如何使用该工具的产品和“培训培训师”课程。
值得注意的是,智能电网成熟度模型不是对一种效用进行比较的方法;相反,意图严格是自我评估。公用事业公司的第一步是通过联系customer-relations@sei.cmu.edu来进行智能电网成熟度模型调查。该调查提供了对公用事业公司当前相对于采用和发展商业计划的立场的见解,为实现智能电网的好处设定里程碑——为住宅和商业客户。
第09节 一个更智能的网格在运动中:一个进度报告。
虽然一些消费者会选择持续的被动性,但更多的人想要参与管理他们如何以及何时消耗能源
大胆的步骤
国会已经采取了大胆的步骤,通过了2007年EISA和2009年ARRA,每一项法案都包含了关键的智能电网政策和联邦资金来完成工作。在全国各地,许多州、城市和城镇都纷纷效仿。
试图衡量对智能电网的接受率,揭示了一个不断变化的态度、成功的智能电网项目和那些正在思考的电器的流动景观。
人民
智能电网将为消费者做些什么?消费者会关心多少呢?
除了使电网运行更加可靠和高效——这本身是一个非常有价值的目标——智能电网还将使普通能源消费者达到几年前难以想象的程度。有了新的认识、理解和工具,他们将能够做出能够省钱、增强个人便利性、改善环境的选择——或者三者兼得。
直到最近,绝大多数消费者还认为能源是一种被动购买。根据传统观点,没有人真的想去思考它。坦率地说,他们为什么要这样做呢?从历史上看,该系统从未向消费者区分真正的电力成本,所以他们被设定为不关心。然而,最近的研究表明,这种看法已经发生了显著的变化。能源洞察公司在2007年进行的研究表明,消费者对智能电网为他们提供的机会很感兴趣。
虽然一些消费者会选择持续的被动性,但许多人会希望参与管理他们如何以及何时消耗能源。生活在一个看似无穷无尽的客户选择的世界里——由于互联网、电信和YouTube——消费者对以单向通信和消费为特征的系统越来越不耐烦。能源洞察公司的研究还显示,70%的受访者对一个能让他们了解能源使用和动态价格的单位表示“高度兴趣”。
推动这一消费者阶层增长的另一个关键因素是环境意识的提高。一个关键的挫折是,这个类的成员没有做出这些选择的工具。一旦智能电网技术将这些信息纳入他们的手中,客户将享受到更高水平的满意度和服务(以停机分钟来衡量),并感觉到他们可以控制自己的账单。更广泛地说,他们将能够尽自己的一份力来降低峰值,从而带来环境和经济效益。
当增加传输和配电传感器时,奥斯汀能源公司100%的消费者基础将由智能电网技术提供服务。
地方
德克萨斯州奥斯汀
奥斯汀能源公司是一家致力于创新以控制成本的市政公用事业公司,它认为自己正在着手一个现代化项目。相反,它远远超出了这一目标,通过一系列广泛的项目,包括需求响应/负荷管理、分布式发电和可再生能源项目。这样的项目使公用事业公司能够资助新技术的投资。最近的部署包括13万个智能电表和7万个智能恒温器。当增加传输和配电传感器时,奥斯汀能源公司100%的消费者基础将由智能电网技术提供服务。
奥林匹克半岛,华盛顿
第一个多维能源部智能电网示范项目要求电力客户指定一组简单的能源偏好,然后忘记它们。在后台,公用事业公司代表客户通过智能电器和恒温器来管理能源,平均为客户节省了约10%。这是衡量客户接受度的真正标准——许多人不希望这个项目结束。
全国各地的城市、城镇和公用事业公司都在效仿这些领导人,努力在他们自己的后院建立一个更智能的电网。
(聪明)的东西
至于智能电器的状况,主要的家电制造商已经充分相信智能电网的商业可行性。
惠而浦是全球最大的大型家电制造商和营销商,该公司宣布,计划到2015年实现其所有电子控制电器的智能电网兼容。该公司将生产其在世界各地生产的所有电子控制电器,它们能够接收和响应来自智能电网的信号。该公司提到,它在这一时间框架内成功实现这一承诺的能力取决于两个重要的公私伙伴关系。首先,在2010年底之前制定一个开放的全球标准,用于向家电传输信号和接收来自家电的信号;第二,采取适当的政策,奖励消费者、制造商和公用事业公司增加和使用这些新的峰值需求减少能力。
通用电气的智能电器或需求响应电器包括冰箱、冰箱、微波炉、洗碗机、洗衣机和烘干机。目前,这些电器作为一个试点项目运行,从公用事业公司的智能电表接收信号,当电力使用高峰和费率有效时,向电器和参与者发出警报。在试点程序中,显示屏上出现“eco”。这些电器的程序是为了避免在这段时间内使用能源或在较低的瓦数下运行;然而,参与者可以选择覆盖该程序。
第10节 下一步:一起走向一个更智能的网格。
在实现有价值的社会和经济目标以及确保我们国家的安全方面,很少有机会如此大声或坚持地敲门
我们的电网正处于十字路口,全国的政策制定者应该规划前进的道路。
如果我们什么都不做,环境研究表明,到2030年,美国的碳排放量预计将从现在的1.7亿吨碳每年增加到2.3亿吨
如果我们致力于智能电网,同样的研究表明,公用事业,通过实现能源效率计划和使用可再生能源,不仅可以取代增长,但实际上有机会减少碳产量不到10亿吨碳到2030年。
如果我们不把利益相关者和政策制定者的领导结合在一起,我们就会选择在一个资源日益减少的世界中保持我们当前的电网进程。
如果我们能让消费者通过智能电网的双向通信成为解决方案的一部分,他们将能够采取行动来减轻电网上的压力,行使他们的环境管理,节省资金——或者三者兼得。
如果我们什么都不做,那么风能和太阳能等可再生能源充其量仍是边缘性的。
如果我们将它们集成到智能电网中,并通过能源存储解决方案来加强它们,它们就可以真正帮助我们的各州实现其可再生能源投资组合的标准目标。
最后,如果我们逐步解决可靠性、可负担性、能源独立和电网安全等问题,我们将得到所有零碎的解决方案。只有智能电网的组织原则使我们能够同时处理这个复杂问题的矩阵。
根据EPRI的说法,通过实现电网现代化和实施智能电网技术,美国可以在20年内节省638-8020亿美元,总体效益与成本比为4:1到5:1。换句话说,这意味着花在智能电网上的每一美元都将节省4到5美元。
作为一名政策制定者,你处于一个独特的地位
在智能电网的利益相关者中,你独自负责确保我们国家的繁荣、安全和未来。将智能电网转化为现实需要只有你才能带来的远见和**意愿。你的工作是明确智能电网及其周围的问题。
幸运的是,在这方面,您并非没有一个路线图。考虑三种“电线业务”——电信、电缆和电力。其中两个已经被数字化,取得了非凡的成果,并显著提高了效率。市场已经形成,鼓励创新,客户选择开启了新时代。在提供电力方面,也有可能进行同样的改造。
作为一个智能电网的拥护者,你必须确保让公众充分了解智能电网的好处。您必须尽可能地促进大规模智能电网实施所需的快速协作和共识建设。您应该支持公众宣传活动、智能电网示范项目,并倡导电网技术的互操作框架。在实现有价值的社会和经济目标以及确保我们国家的安全方面,很少有机会如此大声或坚持地敲门。
现在是建立智能电网的时候了。
建设智能电网对我国电网发展的主要意义
智能电网的意义可以归结为以下5点:1)电能的可靠性和电能质量的提高。2)电力设备、人身和网络安全方面的收益。智能电网持续地进行自我监测,及时找出可能危及其可靠性以及人身与设备安全的境况,为系统和运行提供充分的安全保障。3)能源效率收益。智能电网的效率更高。通过引导终端用户和与电力公司互动进行需求侧管理,从而降低峰荷需求,减少能源使用总量和能量损失。4)环境保护和可持续发展的收益。智能电网是“绿色”的。通过支持分布式可再生能源的无缝接入以及鼓励电动车辆的推广使用,可减少温室气体的排放。5)直接经济效益。智能电网是电网最经济的运行方式。它可以带来的直接经济效益包括削减运行费用和提高资产利用率等。它也能振兴经济,带动众多产业发展。企业家可加快把新技术引进到电能的生产、分配、存储和应用当中去。美国电科院在2004年对其后20年在美国实现智能电网成本所做的初步估算(以2002年美元的价值计)是,电网智能化所需追加的总成本为1650亿美元(其中输电380亿美元,配电和用户参与1270亿美元),效益为6380~8020亿美元,效益与投资比为4:1~5:1。
智能电网专业报考国家电网有什么优势?
智能电网信息工程专业创建于2014年,是依据国家发展战略新兴产业,紧密结合国家智能电网建设之急需而开设的一个新兴交叉学科专业。
智能电网信息工程属于工学中的电气类,是特设专业。本专业培养具有扎实的专业理论和专业技能,具备较强的综合素质和一定的创新精神,掌握信息采集和处理的基本理论和电力系统通信技术,掌握电力系统生产、运行的规律和特点,并对智能电网体系结构和关键技术有一定认识,可以在信息化、自动化、互动化的电力系统领域从事研究、开发、设计、制造、运行维护与管理等工作的复合型高级工程技术人才。
**特设专业是针对不同高校办学特色,或适应近年来人才培养特殊需求设置的专业。
华北电力大学电气与电子工程学院副院长艾欣教授说:“这是智能电网信息工程专业设立的社会背景和行业背景。在这样的背景促使下,现代电力系统的电能生产和传输、分配和消费都要彻底改变。应用现代的信息通信技术、智能化技术、有效消纳和采用间歇性的、分布式的新能源是现代电力系统变革的主要动力,由此产生了传统电力与现代信息相融合的智能电网技术。”
智能电网核心在智能上,简单来说,就是传统的电网加上现代的信息通信技术。两者结合,电力行业可以通过数字化信息系统,将能源开发、转换、传输、存储、配送等环节,与终端用户的各种用电设备连接在一起,通过智能化控制,实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能。
课程设置及人才培养
智能电网信息工程专业主要包括电网和信息工程两部分,电网传输的是能量,属于强电;无线电、电子、通信、网络传输的是信号,是以弱电为主。所以专业课包括“强电”和“弱电”两部分。当然,各高校在实际学科建设中课程设置也是各有特色。
以华北电力大学为例,必修课中强电类包括:电路理论、电机学、电磁场与电磁波、自动控制原理、信号与系统、微机原理与接口技术、电力系统分析基础、电气测量技术;弱电类包括:模拟电子技术基础、数字电子技术基础、数字信号处理、通信原理、嵌入式系统、智能电网导论、智能电网技术、物联网应用技术。
选修课程中强电类有:电力系统暂态分析、电力系统自动化、电气设备在线监测和故障诊断等;弱电类如:智能电网信息技术、DSP技术及应用、可编程逻辑器件原理与应用、单片机原理及应用等。
专业与就业
行业发展为专业带来机遇
智能电网信息工程涉及到的学科领域宽广,涵盖电气工程、能源技术、信息技术、控制技术、计算机等领域。毕业生能在电网公司、发电公司、信息技术公司、科研设计、高等院校、相关行业或部门从事设计、开发、生产运行与管理、科学研究、技术支持等工作。
随着社会经济飞速发展,各行业对电力的依赖消耗明显增强,对供电可靠性及电能质量的要求日益提高。为此,世界各国不约而同将目光聚焦在电网建设上,希望把本国电网建设成具有高效、清洁、安全、可靠和互动特征的智能电网。智能电网已成为世界电网发展的共同趋势。电力行业发展的同时也给相关专业发展带来了前所未有的机遇。
毕业生少,就业率高
2010年教育部为了加大互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术等重要战略性新兴产业的人才培养力度,鼓励有条件的高校申报开办战略性新兴产业相关专业。当时批准开设智能电网信息工程专业的院校全国只有两所:一是华北电力大学,一是南京邮电大学。2011年开始招生至2015年,新专业有了第一批毕业生。
从华北电力大学智能电网信息工程专业2011级毕业生毕业去向分析,该专业总就业率为94%,其中,出国攻读学位的占3%,国内读研占21%,直接就业比例为70%。在直接就业的70%之中,去国家电网公司的占53%,去南方电网的占6%,其他国企占11%。
每年就业单位招聘,都会有专门的招聘计划和招聘专业目录。国家电网公司列专业目录的时候,专门把智能电网信息工程这个专业录进去了。所以想要报考国家电网的同学们,你们还在犹豫什么呢?趁现在开始你的国网备考之路吧!小思会在路上一直陪伴你们的~