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美国智能电网发展现状及前景

发布时间:2019-10-18 02:43:14 编辑:笔名

,又被称为 高速公路 ,是当今国际前沿的新能源产业之一,已成为许多发达国家争相研发的热点。美国是智能电网概念早的提出者,也是发展智能电网早的实践者,经过多年的发展已积累了一些成功的经验。

美国的智能电网又称统一智能电网,是指将基于分散的智能电网结合成全国性的赌场黄金城_澳门游戏app体系。这个体系主要包括:通过统一智能电网实现美国网格的智能化,解决分布式能源体系的需要,以长短途、高低压的智能赌场黄金城_澳门游戏app联结客户电源;在保护环境和生态系统的前提下,营建新的输电电网,实现可再生能源的优化输配,提高电网的可靠性和清洁性;这个系统可以平衡跨州用电的需求,实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制,从而实现美国整体的管理,实现美国跨区的可再生能源提供的平衡。这个体系的另一个核心就是解决太阳能、、水电能和车辆电能的存储,它可以帮助用户出售多余电力,包括解决电池系统向电网回售富裕电能。实际上,这个体系就是以美国的可再生能源为基础,实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。

美国发展智能电网重点在配电和用电上,推动可再生能源发展,注重商业模式的创新和用户服务的提升。它的四个组成部分分别是:高温超导电网、电力、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统,这个电网发展战略的本质是开发并转型进入 下一代 的电网体系,其战略的核心是先期突破智能电网,之后营建可再生能源和分布式系统集成(RDSI)与电力技术,终集成发展高温超导电网。

美国智能电网发展现状

根据美国能源部数据显示,虽然目前美国电网的可靠率高达99.97%,但美国仍需每年花费1500亿美元弥补0.03%故障率带来的损失。因此美国有人提出,即使投资上万亿美元,将现有电网升级成智能电网,把剩余0.03%故障率排除在外,美国也能在10年以内收回成本。

2009年2月,美国总统奥巴马发布的《经济复苏计划》中提出投资110亿美元,建设可安装各种控制设备的新一代智能电网。美国商务部和能源部已经共同发布了批智能电网的行业标准,美国智能电网项目正式启动。新一届美国政府将智能电网项目作为其绿色经济振兴计划的关键性支柱之一。奥巴马总统将智能电网视作降低用户能源开支,实现能源独立性和减少温室气体排放的关键措施。随着配电系统进入计算机时代,现代化的数字电网将使美国能耗降低10%,温室气体排放量减少25%,并节省800亿美元新建电厂的费用。据美国能源部西北太平洋国家实验室的研究结果表明,仅使用数字电表设定家庭温度及融入价格信息,每年可减少15%的能耗。

美国政府围绕智能电网建设,重点推进了核心技术研发,着手制定发展规划。美国政府为了吸引各方力量共同推动智能电网的建设,积极制定了《2010―2014年智能电网研发跨年度项目规划》,旨在全面设置智能电网研发项目,以进一步促进该领域技术的发展和应用。(1)技术领域研发项目。主要集中在传感技术、电网通信整合和安全技术、先进零部件和附属系统、先进控制方法和先进系统布局技术、决策和运行支持等方面,包括建立 家用配送水平 、 低耗 、 安全通信 的概念,发展配送系统和客户端传感系统技术,发展电网与赌场黄金城_澳门游戏app的互联技术,在创造高渗透性能源配送和充电赌场黄金城_澳门游戏app条件的过程中发展安全、高效和可靠性强的保护和控制性技术,发展运作支持工具技术等。(2)建模领域研发项目。主要集中在准确建立电网、从发电到运输、再从运输到配送的整个过程中,其运作情况、配送成本、智能电网资产以及电网运行所产生的各种影响的模型构建等方面,包括建立电力配送工程方面的智能电网元件和运行模型,建立智能电网电力运输和发电系统的准恒定和动态反应的降维模型,发展和示范整合通讯赌场黄金城_澳门游戏app的模型、批发市场模型和可再生能源模型等。

为推进智能电网的建设,美国积极探索组建相关的机构。从功能上而言,大致包括以下几类:(1)政策制定和咨询。按照美国政府的要求,能源部建立了一个专门致力于智能电网领域研究的咨询委员会(SmartGrid-AdvisoryCommittee),用于为政策制定提供咨询建议。该委员会的责任是:向有关官员就智能电网的发展、智能的应用和服务、智能电网技术和使用标准及协议的制定与改革(以支持智能电网设备间的互联),以及联邦政府使用何种激励手段来促进这些领域的发展等方面提供咨询意见。在实际操作中,这项任务由电力咨询委员会(ElectricityAdvi-soryCommittee)执行。(2)协调、组织和运行。能源部还建立了一个智能电网特别行动小组(SmartGridTaskForce)。该小组由能源部下属的电力提供和能源可靠性办公室(OE)领导,其中的专家成员分别来自美国能源部(DOE)、商务部(DOC)、国防部(DOD)、国土安全部(DHS)、环境保护局(EPA)、联邦通信委员会(FCC)、联邦能源管制委员会(FERC)和农业部(USDA)等七个联邦机构。其主要任务是:确保、协调和整合联邦政府内各机构在智能电网技术、实践和服务方面的各项活动。其具体职能包括:智能电网的研发;智能和协议的推广;智能电网技术实践与电子公共事业规范之间,与基础设施发展、系统可靠性和安全性之间,与电力供应、电力需求、、电力配送和电力方面政策等之间关系的协调。该小组在2008 2020年间通过政府的资金资助维持有效运转。

智能电网建设是一项耗资大、跨时长的巨大工程,在建设正式实施前进行标准的制定以及各项评价体系的完善对于智能电网的大规模推广是至关重要的。美国政府要求美国标准与技术研究院(NIST)为主管单位,建立智能电网相关协议和标准,以提高智能电网设备和系统应用的灵活性;同时要求美国能源部在实施智能电网研发和部署工作时制定相关评价方法来评估节能成效、研发项目及各方面工作的落实情况。此外,在《2010―2014年智能电网研发跨年度项目规划》中也涉及了有关标准制定和评价体系建立的研究内容。美国能源部考虑到标准制定对于电子和通信互联、电网整合、电网协同、统一测试和推广运行等各环节的重要性,配合NIST进行了一项关于制定发展维护电网互联、整合、协作和符合赌场黄金城_澳门游戏app安全并且能够在能源配送方面进行统一检测手续的国家和国际标准的研发项目。在评价体系方面的研发项目主要集中在智能电网部署和投资进程的评估、客户端设施中使用的能源管理设备的能效影响的评价、政府出台的商业政策和规则的考评、研发新部件和系统协议及方法的测试评价、消费者学习和接受各种政府实施项目(包括需求反应项目、现场发电项目、插入式电动赌场黄金城_澳门游戏app项目、储能项目和提高能效项目等)的评价等。

   

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