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未来配电网中的新技术(5)

北极星智能电网在线  来源:NE电气微信公众号    2016/9/21 11:04:39  我要投稿  

本地能源网络LEN控制器

如果用电决策可以基于当前信息进行分类和执行,并且这些信息能够很容易地搜集处理,那么用户就能轻松掌握并且愿意使用这样的系统。用户可以安装一个家庭局域网络(Home areanetwork,HAN):一个是连接在EMS上的电子信息网络,一个决策处理器。HAN容纳了信息流并形成网络节点。每个节点均与家庭电力系统的一个设备或元件相关联。节点可以是代表有大量电能消耗的硬连接设备,比如抽水泵、照明电路,也可以是带插头的负荷。设备和EMS通过无线、有线或者HAN中的电力载波进行通信。

EMS主要负责协调HAN中的各个设备,根据用户定义的规则来决定其中的设备和负荷何时开启或关闭。这些规则基于一定时期的电价信号(比如:电价超过一定的阀值时),当前的情况(比如:家用负荷按预期需要启动的时候)或者是响应外部代理机构下达的指令(比如:对一个需求响应参与者用户下达的负荷削减指令)。

EMS根据外部环境并基于预先制定的规则做出决策。HAN就像是神经系统,可以传递节点状态的信息,并且可以传达命令,确定命令的接收者和发布者。它是一个电子设备,目的是在用户离线时仍然能够为用户管理好电能。为了达到这一目标,就需要了解用户的用电规律和用电态度,建立效用函数,表征不同系统状态下用电满意度的相对值,然后根据预先设定的规则执行。

当前能源网络的结构正向智能电网和低碳发电、本地能源网络(Local energy networks,LENs)和电力交通相结合的方向发展。LEN包括终端用户的能源服务设备,分布式发电,本地储能,基于建筑、校园或社区层面的需求侧响应功能。分布式、集中式的控制结构决定了LEN和配电网、大电网之间的交互关系,而系统的整个布局则能够促进基于这两种控制结构的高度交互的网络的发展。

这些结构有利于整合连接在高压电网中的集中式发电电源。特别地,这种结构使得不太可控的可再生能源发电,如风电、光伏和一些起平衡作用的电源互联起来了。预计到2030,10%的既有馈线和25%的新建馈线将包含LEN控制器。

住宅EMS系统

住宅EMS系统专注于管理建筑中的构件、产品或设备。住宅EMS系统并不是典型的门户。门户是常用于门户网站的一个术语。住宅EMS包括居民EMS和智能家居设备(Intelligent home device,IHD)。除此以外,系统还可以根据预先设定的计划,按用户的喜好对负荷或其他自动化设备进行管理。

在线能量管理的门户使用户可以了解能量使用情况、能效自动管理情况,通过网页显示出来,方便用户浏览查看。可以展示价格信息,并将客户的能量消耗和产能情况与发电企业的生产计划关联起来。这一技术的推广应用将促进资源的整合和第三方平台信息的共享,从而推动住宅EMS的应用。然而,至今为止购买这一系统的人还很少。

与此相似,但成本更低的智能家用显示设备却在随着智能电网的推进而迅速应用起来了,主要用于显示能量、费用、环境等信息,比如:实时的以及计划小时内的电费和耗电量(kWh),购电费用,最近24小时内的用电量,当前月(或者前一个月)的用电量和总费用,计划用电量,月峰值负荷,当前使用模式下的温室气体排放,不同时期的户外温度等。

电动汽车充电设施

几乎所有的知名汽车制造商都在进军电动汽车行业,研发全电动、插电式混合动力和增程式电动汽车,如通用汽车、雪佛兰、日产。值得一提的是,特斯拉是当今唯一能生产双座跑车的制造商,并且它还在持续研发低成本家用电动轿车。

曾经,电动汽车主要由库仑科技、ECOtality公司、银泉网络公司等充电站运营商采用封闭、专门的充电网络为其服务。现在,国家、地方都在采取积极措施鼓励充电设施的新建、扩建,此举有利于全面推动电动汽车的大规模应用,有利于培育新的技术增长点和一批高科技民族企业。例如,许继集团公司就在这股浪潮下迅速发展成为国内目前唯一能够成套提供“充、换、储、放”一体化设备的制造商。下图是许继参与建设的青岛薛家岛电动汽车智能充、换、储、放一体化示范电站。

电能存储

以铅酸蓄电池为代表的电储能系统广泛应用于不间断供电的住宅区、商业区和工业区。商业和工业用储能系统可以以75%的效率提供长达8小时的连续电力,并且具有高达5000次循环周期的使用寿命。往宅区储能系统一般具有以75%的效率连续提供2小时电能的能力,也具有5000次循环周期。待机和在线的UPS技术均可使用。在线式UPS一般比较贵,但是当电力环境很差时,其还是显现出其必要性。通常应用于电气绝缘的环境和对功率波动敏感的设备,功率在10kW以上。随着科技的进步,储能装置现在可以作为一个普通的供电设备,提供500W,甚至更小的功率。在刚刚结束的杭州G20峰会,厦门科华恒盛提供了数十套高端UPS电源及整体电源解决方案,成功护航了G20峰会文艺晚会。

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