其次,它应该具有高度的自愈能力,主要是对故障的自愈。如今,电网已经实现配电自动化,但在此基础上,今后它的速度需要大幅度的提高。现在配电网的自愈速度是秒级的,但未来必须到快到毫秒级。
再次,未来配电网将是交直流混合的配电网。随着社会经济的发展,直流负荷会越来越多,包括普通居民家里的直流负荷也越来越多了。根据有关研究表明,在未来20年,直流负荷将超过一半以上。只有发展交直流混合的配电网,供电质量才能满足用户的要求。
中国电力科学研究院首席专家马钊则认为,未来我们应发展一种主动配电系统。
“现在我们处在一个信息化大数据的时代,能源的消费模式将在能源流的基础上叠加信息流和数据流,我们面临新的形势,新的挑战,必须要有新的想法,新的服务。跨界融合是大的趋势,只有这样才能使我们的配电网从从前的老旧设备,逐步跨界融合形成云大物移为代表的创新型企业。不光是投资和运营管理,还加上信息和全方位的服务,这是未来我们配电系统大的方向。”他说。
马钊认为,未来能源的开发方式会向着从集中到分散,分散跟集中相结合,集中生产与分布式生产并重的方向转变。可再生能源将逐步成为电网中的主要一次能源,但电能依然是最重要的终端能源,是实现各能源网络有机的互联的连接枢纽,用户也具有双重的角色,既是用户又是发电商。电网运行格局呈现大电网和微电网并存的趋势。此外还有灵活性和可扩性集合的配电系统,能够向用户提供差异化的服务。而为了实现这样的特性,需要在规划和运行、新能源发电技术、需求侧集成技术、储能技术以及智能装备等关键技术方面加强发展。
微电网、储能技术迅猛发展
伴随着智能电网时代的开启,世界各国智能电网建设已经全面启动,中国的智能电网也进入了全面建设阶段,美国欧洲等各主要国家进一步加大智能电网的投资和支持。这一发展过程中,分布式能源和储能系统作为智能电网必要的组成部分,将为可再生能源多点分散接入配电网提供重要的技术支撑,促进能源使用效率的提高,能源集约化发展的实现,并且为相关企业带来前所未有的发展机遇。
智能微网是未来配电网的一项重要内容,很多国内外企业都通过建设小规模的智能微网项目,开展相关探索实践。
日本早稻田大学名誉教授、环境能源技术研究所所长横山隆一就介绍了他们研究的一种面向亚洲智慧社区及岛屿的可扩展及防灾的智能微网。横山隆一表示,基于之前福岛核电站发生的重大事故,目前日本只有两家核电站恢复了运营,所以现在日本面临着电能短缺,必须要节约能源。为此,日本大力发展智能微网和智慧能源管理,比如建立智能房屋,把房屋变成一个集群,让房屋之间可以得到能量的交换。
近年来,储能也是能源行业的一大热点,国内外做了大量研究,也取得了相应进展。随着光伏等可再生能源接入比例的逐步提高,电网的频率将会受到一定的挑战,只有发展好储能技术,才能让电网更稳定。
材料科学家、北京大学教授齐鲁介绍了锂电池储能技术的发展,最近,他们在腾格里沙漠当中拍摄了一组照片,一户牧民家的院子里面堆满了各种各样过去用铅酸电池支持的所谓光电系统,每块电池12伏,各重60公斤,这样的电池他们家有8块,即使这样,发出的电也只能维持照明和冰柜用电。而另一户游牧民家用的微电站,由于锂电池功率特性好,寿命长,低温性能好,体积小、重量轻,所以这户牧民家中所有的家用电器,都可以正常使用。