電力系統(tǒng)巨變,能源互聯(lián)網(wǎng)在敲門
為了解決電力系統(tǒng)目前正在面臨的挑戰(zhàn),能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。有眼光、有勇氣的先行者已經(jīng)開始在探索能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新技術(shù)和商業(yè)模式。
發(fā)電設(shè)備、電網(wǎng)設(shè)備、用電設(shè)備和用戶連接到能源互聯(lián)網(wǎng)后,進(jìn)行實時的信息交換,從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的效率優(yōu)化和安全調(diào)度。基于信息技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,目前被動的、弱信息化的、單向傳輸?shù)摹㈧o態(tài)的、封閉式的電網(wǎng),將進(jìn)化為市場導(dǎo)向的、服務(wù)化的、分布式和集中式相結(jié)合的、動態(tài)的,開放式系統(tǒng)。電網(wǎng)將能夠?qū)崿F(xiàn)交互式優(yōu)化,基于高度信息化的基礎(chǔ)設(shè)施,企業(yè)能夠開發(fā)出新的商業(yè)模式和服務(wù)應(yīng)用。互聯(lián)后的電力系統(tǒng)不僅將實現(xiàn)分布式發(fā)電和新能源裝機的大規(guī)模安全并網(wǎng),還能通過用戶側(cè)管理系統(tǒng)和能源路由器幫助家庭用戶,公共建筑以及中小型企業(yè)減少能源消耗,實現(xiàn)錯峰用電以減少電費支出。
從傳統(tǒng)電網(wǎng)體系向能源互聯(lián)網(wǎng)體系的轉(zhuǎn)換的過程中,將涌現(xiàn)出一批很有意思的新商業(yè)模式。未來,電網(wǎng)公司將逐漸從輸配電資產(chǎn)的投資和運營管理企業(yè)進(jìn)化為信息服務(wù)企業(yè),很多新的服務(wù)模式將應(yīng)運而生,例如:
●電網(wǎng)企業(yè)可以同發(fā)電企業(yè)合作向下游電力消費者提供能源管理服務(wù),根據(jù)其用能特征提供能源打包服務(wù)
●電網(wǎng)企業(yè)還可以根據(jù)大數(shù)據(jù)甄別出優(yōu)質(zhì)的電力消費者,向發(fā)電企業(yè)推薦優(yōu)質(zhì)電力消費者,促成雙方達(dá)成令人滿意的售電協(xié)議
●期貨交易所可以根據(jù)電網(wǎng)企業(yè)提供的大規(guī)模歷史數(shù)據(jù)向金融投資者和電力消費者提供更多更好更多元的電力期貨
●電網(wǎng)企業(yè)將成為災(zāi)害預(yù)警中心,設(shè)備發(fā)生短路,電網(wǎng)將第一時間獲知,及時通知用戶或者消防隊處理
●電網(wǎng)企業(yè)還能夠利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對不同電力消費群體的用能習(xí)慣進(jìn)行分析,來制定針對不同消費群體的精細(xì)差別電價,獎勵那些節(jié)能用戶,懲罰那些浪費用戶,而不是像現(xiàn)在那樣,僅僅根據(jù)用電量絕對數(shù)進(jìn)行一刀切的電力階梯定價
在首先提出能源互聯(lián)網(wǎng)概念的德國,已經(jīng)有一些非常有趣的能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式投入實踐。例如2013年德國四大輸電網(wǎng)公司共同推出的靈活投切負(fù)荷調(diào)峰平臺,四大輸電網(wǎng)公司每月提出總量為1500MW的調(diào)峰容量的招標(biāo)公告。參與調(diào)峰的用電負(fù)荷每MW·月能獲得2500歐元固定費用,然后根據(jù)實際的主動參與調(diào)峰負(fù)荷實現(xiàn)價格浮動,允許的競價容量從最小50MW到最大200MW。這個平臺主要針對直接介入高壓電網(wǎng)的大型用電單位,比如電解鋁廠、多晶硅廠、鋼鐵廠等,為大型用戶提供一種新型的盈利方式,使得企業(yè)不僅能夠發(fā)電上網(wǎng)掙錢,還能通過節(jié)電調(diào)峰掙錢。
試想一下,如果一個多晶硅廠在電力供應(yīng)緊張時停產(chǎn),把相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)移到后面的電價便宜時段,這個企業(yè)就可獲得三重收益,既獲得了主動參與調(diào)峰的補貼收益,還降低了自己的電力消費成本,另外每月每個參與調(diào)峰的MW還能獲得2500歐元的固定收益,當(dāng)然,這種商業(yè)模式的實現(xiàn)必須以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),要求電網(wǎng)企業(yè)在用戶側(cè)引入智能控制系統(tǒng),才能使瞬間的智能化操作成為可能。
另外,虛擬電廠(Virtual Power Plant,VPP)這種新的業(yè)態(tài)將大規(guī)模涌現(xiàn)。一個虛擬發(fā)電廠可以由不同類型電源組成,如風(fēng)力發(fā)電機、光伏組件、微型水電站以及微型生物質(zhì)電站、電梯勢能發(fā)電等小規(guī)模并且不穩(wěn)定地電源。虛擬電廠運營商可以像現(xiàn)在的金融工程一樣,利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、通信技術(shù)和機械技術(shù),在各種現(xiàn)有電源的基礎(chǔ)上,進(jìn)行不同電源、不同項目之間的組合和分解(消納和儲能),以設(shè)計出符合客戶特定用能需要并具有經(jīng)濟(jì)性的電源組合。通過虛擬電廠工程,可以彌補不同類型可再生能源發(fā)電本身的不穩(wěn)定性缺陷,從而虛擬電站也可以當(dāng)成傳統(tǒng)電站一樣對待。
在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地德國,已經(jīng)有多個虛擬發(fā)電廠“落成”,電廠的構(gòu)成包括熱電聯(lián)產(chǎn)機組、水電站、風(fēng)電場、光伏電站等電源,其實際能效和經(jīng)濟(jì)效益均要高于單獨運行這些電源。德國電信還在向家用客戶銷售小型燃?xì)忮仩t發(fā)電機,這些發(fā)電機將接入互聯(lián)網(wǎng)和電網(wǎng),讓它們在為家庭供暖之余,還可以共同作為一個虛擬電廠,供能源公司調(diào)用。根據(jù)美國調(diào)查公司Navigant Research 2014年10月最新公布的預(yù)測,全球虛擬電廠合計容量到2023年將擴(kuò)大至28GW,相當(dāng)于1.3個三峽電站,而這些發(fā)電能力將大部分由居民屋頂?shù)墓夥娬竞秃I系娘L(fēng)力發(fā)電機組提供。
對于中國來說,能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用看似有點略顯遙遠(yuǎn),但其實能源互聯(lián)網(wǎng)離我們的距離很近,因為技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)成熟,包括:
●需求側(cè)管理技術(shù)
●分布式發(fā)電技術(shù)
●輸配網(wǎng)級別的智能電網(wǎng)控制和調(diào)度技術(shù)
●智能電表技術(shù)
●物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
●大數(shù)據(jù)及云計算技術(shù)
●新能源及儲能
●先進(jìn)電力電子技術(shù)
●超大型系統(tǒng)管理及規(guī)劃技術(shù)
●新能源汽車技術(shù)
其實,實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的瓶頸并不在于技術(shù),而在于觀念。在很多人眼里,能源行業(yè)是一種以臟兮兮的機器設(shè)備、污染、煤炭和石油、老國企為代表的陳舊事物,而現(xiàn)在突然變成了某種以軟件、互聯(lián)網(wǎng)、電動車、云計算和大數(shù)據(jù)、朝氣蓬勃的創(chuàng)業(yè)企業(yè)為代表的摩登符號,大家是否能夠接受?另外,政策層面和企業(yè)是否預(yù)見到未來能源革命的方向?是否意識到人類社會運行和生產(chǎn)方式正在發(fā)生巨大變化?從目前社會上的討論看來,能源互聯(lián)網(wǎng)觀念的普及仍需一定努力。對于企業(yè)而言,每個企業(yè)都有權(quán)等待,直到他看到市場上有哪些在自己能力范圍內(nèi)的產(chǎn)品和服務(wù)獲得承認(rèn)為止。當(dāng)然,這樣不可避免地要放棄市場優(yōu)先地位,因為這個地位屬于那些有眼光,有勇氣的先行者。
但是,對于一個國家而言,等待則意味著失敗,因為電力系統(tǒng)是工業(yè)技術(shù)的動力之源。先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)需要先進(jìn)的電力系統(tǒng),現(xiàn)在正是生產(chǎn)力革命的前夜。以德國為代表的工業(yè)4.0和以美國為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在顛覆著人類的生產(chǎn)方式,傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足以分布式制造(DM)、信息物理融合系統(tǒng)(CPS)、物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)(IOTS)為代表的新工業(yè)技術(shù)。因此德國和美國都已經(jīng)在能源互聯(lián)網(wǎng)方面提出自己的計劃,比如德國聯(lián)邦政府2008年開始推動的”E-Energy“能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目,就是以新型的ICT通訊設(shè)備和系統(tǒng)為基礎(chǔ),在六個城市試點不同側(cè)重的智能電網(wǎng)示范項目,以最先進(jìn)的調(diào)控手段來應(yīng)付日益增多的分布式電源與各種復(fù)雜的用戶終端負(fù)荷。美國能源部和聯(lián)邦政府也陸續(xù)推出了一系列政策支持能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,留給中國的時間真的不多了。

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