对智能电网技术的需求来自对输电系统新功能的要求

美国电网正经历重大转型:美国公布《2014智能电网系统报告》

2014年10月21日

美国能源部近日公布了《2014智能电网系统报告》,认为因数字化技术的应用以及政策激励,美国电网可再生能源和分布式能源的发展正在经历重大转型。电网更强调对极端气候的应对能力,而消费者和各行业在电力管理和生产两方面的参与度不断提高。
2010年至今,美国公共和私营部门对智能电网的投资已达90亿美元,先进通信与控制技术在其中得到广泛应用,主要体现在以下方面。
先进量测基础设施相关技术(包括智能电表、通信网络和信息管理系统)增强了公用事业机构的运行效率,为消费者有效管理电力提供了便利。预计到2015年智能电表安装量将达6500万个,占全国电力消费者的1/3。
消费侧技术,如用于住宅的可编程通信控制器或工商业消费者采用的建筑能源管理系统,可以与智能电表协同工作,为消费者提供有用的能源利用数据,并有助于公用事业机构调峰。
分布式能源系统中传感、通信与控制技术的运用,提高了可靠性和效率,实现自动定位并隔离故障点,减少断电事故,通过动态优化电压和无功功率实现高效电力利用,监测电力资产状况引导维护。
先进传感器和高速通信网络在输电网的应用,加强了高压变电站及全网监测和控制运行的能力。例如同步相量技术使数据传输速度较普通技术高100倍以上,相量量测单元在输电网的应用,可以让运营者及时发现和修正频率和电压震荡等系统失稳现象,增大线路输电容量。
报告指出,美国各地智能电网的发展速度不同,取决于各州政府的政策、监管措施以及公用事业机构的技术经验水平,准确评估技术成本效益还需要时间,政府和行业应当加大部署实践和评估模式的分享力度。
对智能电网技术的需求来自对输电系统新功能的要求,这些功能是原有电网在设计时没有考虑到的。传统意义上,公用事业机构管理的是一个大体可预测的系统,电力供需是从大型、集中式发电厂到消费者的单向流动,而现代电网则远为复杂,它包括:输电网和配电网中各种可再生能源;来自于分布式能源及其他资产如屋顶光伏、电动汽车、储能设施等的双向电力流动;消费者和工商业的主动式管理和发电;网络安全保护下的先进通信与控制技术。
这些技术的集成与实践,都需要一个具有更快反应能力、更具灵活性的电网以及新的业务和监管模式,需要维护其可靠性,特别是消费者和第三方应更多参与到管理和发电中来。此外,还需要长期投资策略,以更有效地平衡对高效、可靠、安全、可负担电力传输的竞争性需求。