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带有SEQ光伏板的胡佛塔

专家们勾画了输配电改造的蓝图

2012年4月2日
Precourt能源研究所

由马克黄金

在不远的将来,当美国电力系统在很大程度上依赖于风能和太阳能,瞬时果汁由于萎靡不振的风或云层的短缺可能会被成千上万的反击闲置电动汽车将在电网和空调时自动缓解电力市场价格飙升。

十博网站怎么进入研究人员、公用事业公司高管、投资者和科技初创企业经理在斯坦福大学(Stanford University)概述了当前破败不堪的系统如何转变为“智能电网”的愿景。10博官网10bet bwin主办这次为期一天的研讨会的汤姆卡特可持续能源中心(TomKat Center for Sustainable Energy)主任斯泰西·本特(Stacey Bent)说,美国迫切需要扩大其输电和配电系统,使其现代化。

本特说:“要做到这一点,我们必须克服许多挑战。“除了预计超过8000亿美元的成本,还有技术、投资、监管、立法和文化障碍。这就是为什么像这样一个聚集了不同能源领域领导人的会议非常重要。没有一个专业领域可以解决所有这些问题。”

一项全面的改造需要这么大的投资,Bent认为这是美国国家科学与工程学院最近的一份报告。现有的电网是为一个时代而建的,在那个时代,公用事业公司可以跟踪电力使用情况,并根据需要启动效率越来越低的发电机,以满足需求,避免停电。一些情况已经开始改变,许多大企业在电力短缺期间得到了补贴以减少用电,但在地方层面上,主要是电线。当有客户打电话来时,电力公司会发现附近一片漆黑。

建立一个电网,能够以成本效益管理断断续续的可再生能源供应、数百万对价格敏感的客户、巨大的电池和其他广泛分布的资源——同时限制化石燃料发电——似乎势不两立。但是,研讨会的联合主席Amit Narayan说,关于解决方案的许多工作现在才刚刚结出果实。

“这是一个非常激动人心的时刻。纳拉扬说,他是斯坦福大学智能电网建模与仿真研究的负责人,也是自动电网公司的首席执行官。十博网站怎么进入10bet bwin

专家们一致认为,由于美国大多数州要求公用事业公司在不久的将来从可再生资源获得很大一部分电力供应,电力公司必须对部分电力使用进行更大的控制。

“从根本上说,分销系统从来就不是为实现我们的目标而设计的。新港咨询集团董事总经理保罗•德•马提尼表示:“这款车的生命周期已经结束,需要进行重大更换。”“我们如何确保不会以同类产品替代同类产品?”21世纪的分销系统应该是什么样的,才能支持我们希望它做的事情?”

虽然一些问题在一种全新的网格将如何工作已经回答,专家认为,成本暴跌通信和传感装置存在的可能性减少对化石燃料的依赖,降低成本,提高安全性,对于某些公司,赚了很多钱。

“智能电网为改变电力输送和消费方式提供了巨大的机会。利用新的传感器技术和复杂的优化工具可以显著提高电网的稳健性,”斯坦福大学电气工程系教授Andrea Goldsmith说。10bet bwin戈德史密斯的研究团队开发十博网站怎么进入了一种算法,可以优化传感器的使用,以立即检测电网中的断电和网络攻击。

许多州的公用事业公司正在花费数十亿美元在家庭中安装先进的电表,尽管专家们一致认为这些设备没有得到很好的利用,至少目前还没有。纳拉扬说:“这对开发者来说是一个巨大的机会,他们可以将所有数据转换成智能信息,并将其反馈给公用事业公司。”纳拉扬正在为公用事业公司搭建基于云的软件,以模拟大型动态系统,使大大小小的消费者能够自动对价格变化做出反应。

Ram Rajagopal是土木与环境工程的助理教授,也是研讨会的联合主席,他正在进行一系列的项目,帮助可再生能源的广泛应用。一种是帮助公用事业公司以分散但协调的方式控制它们的配电系统,就像它们现在控制发电和输电系统一样。

Rajagopal说:“问题是你必须收集所有的信息,然后再分发回去,这可能是不可能的。”相反,你可以将资源分组到集群中。集群管理器将平衡集群内部和与其他集群之间的流,寻求以最少的成本满足需求。你可以利用更多的闲置空间,创建一个可以整合新服务的界面。”

Rajagopal公司也在开发空中风传感器,这种传感器足够便宜,可以大量部署在涡轮场的逆风处。这种传感阵列可以更好地预测风力发电输出的变化,并使系统操作员对变化的条件作出更有效的反应。与现有的部署相比,这种传感器的成本效益将显著提高,能够以很小的成本安装大型网络。

另一个阻碍可再生能源发展的因素是距离。田纳西大学电气工程和计算机科学教授凯文•托姆索维奇指出,像北达科他州大风肆虐的平原这样的地区,是风力和太阳能发电的好地方,通常远离大城市。“你无法让人们移动,所以传输网络必须扮演重要角色。”

托姆索维奇正在研究一种系统,以平衡供需,并管理诸如发电机意外关闭等骚乱,自动关闭的范围很宽,比如整个美国西部。到目前为止,当地的公用事业公司大多自食其力,在需要帮助的时候会打电话给对方的控制室。

研讨会上还讨论了许多其他的创新。斯坦福大学电子工程教授Stephen Boyd的研究课题是如何优化数以万计的分布式资源,以在数秒内实现最具成本效益的调度。10bet bwin通用电气正致力于从价格敏感型电器到风力涡轮机更平稳输出的所有领域。Foundation Capital的普通合伙人史蒂夫·瓦萨罗(Steve Vassallo)表示,该公司希望投资于“颠覆性低成本的传感设备”。

公用事业公司将依靠研究人员和科技公司开发所需的十博网站怎么进入工具——从托姆索维奇扩大控制区的规模,到能自动对电价做出反应的家用电器。

南加州爱迪生公司(Southern California Edison)负责高级技术工程的罗伯特·舍里克(Robert Sherick)注意到,公用事业公司能够进行的创新数量有限,他的目标是邀请大学研究人员参加:十博网站怎么进入“你们必须找到一种方法,想出非常好的想法,弄清楚如何在这个非常复杂的环境中实施它们,然后说服政客和监管机构,我们应该这么做。”

从经济上讲,系统升级可以减少输电线路拥堵,从而促进电力供应商之间的竞争。斯坦福大学经济学家弗兰克•沃拉克最近的一项10bet bwin研究表明,加拿大阿尔伯塔省的电网理论上可以在三年内为该省消费者节省20亿美元的电力成本。

马克·戈尔登,Precourt能源研究所通讯/能源作家。