智能电网推动美国传统电力模式“变脸”

　　作为应对全球变暖的对策之一，世界各国对智能电网均充满期待。智能电网的构建，将使传统电力基础设施发生根本性变化，从而产生新的商机。气候组织2008年的一项研究数据指出，“到2020年，智能电网的应用可以减少全球电力系统二氧化碳排放量的14%。”英国能源及气候变化部也预测，未来五年内全球智能电网市场规模将达270亿英镑。本文作者对美国当前发展智能电网可能遇到的障碍和亟须发展的关键技术进行了研究，提出智能电网应上升至国家战略进行顶层设计，充分利用和整合我国现有的基础，网络“坚强”和智能并重，政府必须履行监管责任，把握好智能电网投资建设节奏……

　　美国智能电网：新技术带来的潜在效益

　　美国皮尤研究中心(PEWresearchcentre)发布的名为“智能电网”的报告，对美国当前发展智能电网需要处理好的多方面产业关系和亟需发展的关键技术进行了研究，在全景式展示的基础上，提出了有借鉴意义的政策建议。

　　现有电网存在的问题

　　美国电网是一个庞大和极复杂的系统，包括集中电厂、输电线路和配电网络，承载和持续保持着8500亿瓦电力的供求平衡。它的运行可靠性达到了99.97%，每年停运的时间约为160分钟。

　　然而，传统电网的设计没有采用最新技术，不能为提高能源效率、节能和实现低碳经济目标提供保障。

　　智能电网可以处理以下问题，但这些问题同温室气体减排并不直接相关。

　　首先，电力中断和电能储运损失耗资每年超过1500亿美元。对消费者而言，每年平均有2.5小时的电力中断，这是相当大的经济损失。对于普通消费者，电力质量干扰可能只是灯光闪烁或灯光变暗，但对于依赖高品质电力(如通信网络和管线)的高科技制造业和关键基础设施来说，这些事件则会破坏运营和花费数百万的经费。

　　其次，对电网峰负荷管理效率低。峰负荷是指一天、一季或一年之内最高的电力需求时段。电力需求表现为周期性和多变性，为满足这种需求的变化，电力成本也不断变化。但由于发电企业需求管理的工具有限，因此电力供应必须不断跟踪需求进行调整。此外，电网必须不断保持超额供应的缓冲储备，从而导致效率低、排放高和更高的成本。

　　第三，难以管理和处理复杂的信息。例如，接到消费者电话通知发电企业才能发现停电状况。此外，消费者很少了解电力如何定价以及他们正在使用的能源在不同时段具有不同价格等方面的信息。这些也是限制提高效率、节约能源和需求响应的因素。

　　第四，使用可再生能源的挑战。可再生能源发电由于其特点会产生比较大的波动(如风能和太阳能)。现有电网对可再生能源发电的支持水平，使超过大约20%的能量难以确定。

　　第五，对分布式发电支持不足。由于现有电网是以发电站为中心，输送电流到最终用户的单向设计，因此为支持小型分布式发电，它必须升级到支持双向电流的设计。添加如屋顶太阳能或微型风力发电等分布式发电单元，对现有的电网来说，都会使管理更为困难。

　　第六，插件式混合动力车的部署对电网压力大。在未来几十年，插件式混合动力车的部署是电力系统面临的主要压力。由于插件式混合动力车周期充电的特性，对现有的电网来说，不仅成本高昂而且技术实现也比较困难。