熊元
一直以來,以太陽能為主的可再生能源,由于其間歇式的特性被認為難以預測,加上非常分散,在收集儲存上也存在很多問題。在未來的電力組合中,如果要大幅度提升可再生能源的比重,除了會給電網造成短期的不確定性之外,也會增加電網運營商在集成和控制這些新能源時的壓力。
不過,這些間歇式能源給電網系統的管理帶來了不確定性,也為新型電網——智能電網的誕生鋪平了道路。從2011年開始,由法國配電公司與阿爾斯通牽頭,在尼斯開啟歐洲第一個智能太陽能電網示范項目,目標是在4年之內實現這個創新電力管理解決方案,屆時周邊的居民和企業消費者都會成為使用新能源的受益者。
方案提交人:法國配電公司阿爾斯通
位于地中海沿岸的法國海濱城市尼斯,夏天日光充足。據法國配電公司的統計,從法國尼斯到西班牙邊境的整個地中海海域能夠產生可并網的間歇式和分布式能源約2000兆瓦,這個規模相當于兩座核電站的發電量。
位于尼斯郊區的Carros小鎮之所以被選為此次測試區,是因為其地理位置位于法國輸電網絡外圍,電力中斷的風險較高。其次,盡管當地的電力網絡設施能夠容納大量可再生能源的生產,但是這些可再生能源的來源是間歇且分散的。除此之外,當地商業園區密集,居民和企業的用電需求也非常大,當地1500名居民和企業消費者參與了該項目。
尼斯的智能電網項目則是一種具有嵌入式控制、IT和電信功能的能源傳輸和配送網絡,可以由始至終貫穿電廠到終端用戶的所有利益相關方,通過提供實時、雙向的能源和信息流,服務整條電力產業鏈。簡而言之,該智能電網可以允許用戶根據電力供應商的建議在用電高峰時段主動減少用電,實現能源自我管理。
方案點點看
阿爾斯通收集當地太陽能產能情況,并根據社區能源需求和使用規律,預測不同時段不同地區的能源需求量。然后將預測結果傳送至供電合作方——法國電力集團(EDF),由其提出次日的整體供電方案,并發布給社區的工業用戶以及居民,用戶則可根據方案的具體信息調整用電量。
項目還包括一個“孤島”區域,設有獨立的光伏發電能力和儲電設施,能夠在一定時間內脫離電網,這個微型電網能夠獨立保證電網線路中所需要的電壓和頻率。
尼斯智能電網除了可以管理電源合理配置之外,另一個核心是為MaxSineTM儲電變電提供解決方案,也就是完成儲存電力并且向外供電的任務,這對用戶來說是非常具有吸引力的,儲電功能意味著用戶可以將閑置的太陽能作為“商品”賣給電廠或者其他用戶。
在這個過程中,每一個獨立的用戶完成了從電力消費者向電力生產者角色的轉變, 在智能電網的模式下,用戶既是消費者,也成了電力的銷售者。“產銷者”們可根據電力供應商的建議,對比太陽能生產能力和電力消費,計算出第二天的用電預報,從而指導用戶在用電高峰時段主動減少用電或者進行儲電計劃,這就是真正意義上讓用戶實現能源的自我管理。
不難看出,尼斯智能電網讓“產銷者”與供電站,以及“產銷者”之間相互連接起來,從而實現整個社區智能電網內的自我循環,很好地應對電網線路的短期供電不足。智能電網這種新方法,改變了以往集中式的、單向的系統,更注重電力生產的流量管理,很好地發揮了人們的能源消費意愿,來實現真正意義上的能源合理配置。
截至2013年底,我國20余項智能電網綜合示范工程相繼完成了工程選址、論證和建設方案審查,且大部分已進入工程實施階段。尼斯智能電網示范項目可以為中國智能電網的發展提供借鑒,將能使中國城市的風電、太陽能光伏更為便捷地并入電網。