未來的智能電網城市——博爾德

博爾德是美國科羅拉多州北部的一個城市，面積65.7平方公里，人口不足11萬，是美國中部的一個小城市。該市坐落在風景秀麗的落基山腳下，博爾德河流經整個城區，因此而得名。博爾德是科羅拉多大學博爾德分校的所在地，該市人口的三分之二是由學生和教職員工組成的，屬于典型的大學城。2008年，美國的埃克希爾(Xcel Energy)能源公司宣布，計劃投資1億美元將博爾德市建造成為美國第一座智能電網城市，并作為美國智能電網建設的技術試驗平臺。選擇博爾德市作為智能電網建設的試點，一方面是因為其獨特的地理優勢和適當的城市規模，另一方面是因為該市一直被視為進步思想和新興技術的引領者，為聯邦政府智能電網做出貢獻的國家標準與技術研究院也坐落在此。

美國電網運營的方式在過去100年里沒有太多變化。然而，由于現在美國部分地區電力的放松管制和市場定價，公用事業部門正在尋找一種使電力消耗和發電相匹配的方法。埃克希爾能源公司的智能電網概念，依賴于先進的信息技術系統，一方面可以降低輸配電過程中的電能消耗，提高運營效率、降低成本;另一方面可以影響人們的用電行為方式，倡導更為節能、環保的用電習慣。這些先進的信息技術系統包括高速實時雙向通信、遍及整個電網的快速診斷和糾正傳感器、峰值效率的決策數據和支持、智能化變電站、居家能源控制裝置和自動化能源使用等。

根據埃克希爾能源公司發布的白皮書，智能電網是智能化自動平衡監測電網，能夠在最低人工干預下，將各種能量來源(例如煤炭、太陽能、風能等)轉化成消費者最終使用的電能。埃克希爾能源公司在博爾德市構建的智能電網計劃實現如下幾項功能:

神經網絡:該項目創造了有助于減少鍋爐結渣和積灰的最新系統。鍋爐傳感器直接接入發電廠的分布式控制系統，神經網絡通過采用歷史數據來“學習”鍋爐運行方式，模仿結渣和積灰，從而改善運行方式。

智能變電站:該項目采用前沿技術改造現有變電站，以便遠程監測臨界和非臨界運營數據。該項目團隊開發了一個分析儀器，處理實時決策和自動運行的大量數據，同時團隊還將監測斷路器、變壓器、電池、變電站的環境溫度和變化的風速等因素。

智能停電管理:該項目運用統計數據診斷軟件對可能造成停電故障的設備、實時天氣等8個因素進行測試，以預測電力分布系統存在的問題，并建立一個停電原因模型。變電站的饋電分析系統，能探測和預測受監控變電站的電纜和裝置故障。

智能用電管理:該項目可以讓消費者獲取實時電力消費數據，并根據實時消費成本和環境因素，為空調、洗碗機等特定裝置，或其它用電項目預設能源用量，自動控制電力消耗。

風能儲存:該項目將對明尼蘇達州西南部的Minn Wind風場的風力渦輪發電裝置構建電池儲能系統。該儲能系統不僅能夠儲存風能，還能夠在必要的時候將儲存的風能返回電網。這一工程項目提高了風能的利用率，減少了能源浪費，還可以實現電網系統中可再生能源的高配額使用。

整個智能電網城市建設項目預計要到2010年結束。目前，居民用戶的智能電表已經安裝了1.5萬個。埃克希爾能源公司聯合其他7家公司共同為博爾德市建造智能電網。其中，埃森哲公司為商業用戶和居民提供信息技術集成等方面提供咨詢指導，卡倫特集團將為連接所有智能網絡組件提供通信網絡(電力線寬帶)并實現組件間的信息互通，施瓦茨工程實驗室將為智能變電站提供變電站技術和基礎設置(例如監測器、繼電器、傳感器和開關等)，Ventyx公司為智能電網建設提供管理解決方案。

該項目作為美國智能電網建設的試驗項目，也面臨很多的挑戰和困難。但是，該項目實施中積累的經驗必定會為今后的智能電網建設產生重要的借鑒意義。

參考資料:

[1]美國能源部官網，http://www.oe.energy.gov/smartgrid.htm

[2]維基百科，http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_grid

[3]博爾德市政府網站，http://www.bouldercolorado.gov

[4]《美國科羅拉多州伯德市建造智能電網城》，中國能源信息網，2009年6月

[5]《建設美國第一座“智能電網城市”》，http://www.process.vogel.com.cn/ShowArticle