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斯坦福大学电力学者:智能微网用电最经济

作者:李华 张群  来源:广州日报  发布时间:2017-8-18 16:49:31

中国储能网讯:利用大数据“配送”电力 国内已在广西成功运营

家用电灯突然熄灭,手机信号中断,城市陷入黑暗与混乱之中……在现代化的今天,人们对电的依赖越来越强,如何才能保证安全、可靠、持续的电力供应?智能微网的出现为解决此难题提供了可能。美国斯坦福大学助理教授Ram Rajagopal是美国智能电网研究领域的青年领军学者,近日应南方电网之邀来广州讲学。

Ram表示,智能微网不仅能够提供更高的电力可靠性,满足不同用户的多种需求,还能实现能源效益、经济效益和环境效益的最大化,是未来电力的发展方向。在供电不足的情况下,确保电灯、电梯等最重要电器的用电。

智能微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。它是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。

试验:一年节省电费12万元

在过去,电力供应多采用大型集中电网,电网内部出现问题,其他线路也受影响甚至可能导致电网系统瘫痪。2003年8月14日,美国东北部和加拿大东南部的联合电网发生大面积停电,两国共有6000万人受到影响。

Ram致力于研究多能互补技术,以综合利用包括太阳能光伏发电、风力发电在内的多种能源,实现清洁能源的高效利用。Ram还引入互联网和大数据等先进技术,通过抓取电表数据分析用户用电行为,智能微网能做出明智的能源管理决策,实现区域能源的自动化、智能化。

在我国,电力行业的发展紧跟时代前沿,从普通电网到微电网,从智能电网到智能微网,我国投入大量物力、财力与人力,积极推进技术进步和装备更新,推动电力行业转型升级与结构调整。早在2010年,广东珠海东澳岛太阳能电站就已建成并成功实现运行。它是我国首个兆瓦级分布式太阳能发电智能微电网系统。2015年5月,南方电网完成国家首个智能微网群(广西贵港三里一中微网群)工程的自验收,充分利用贵港市的风和光,进行清洁能源发电。一年可发电26万千瓦时,节省电费12万元,不但可以满足全校1600名师生的用电需求,甚至还可以反哺大电网。

多学科知识涉足智能微网

广州日报:你在伯克利大学所学专业与智能微网无关,后来是如何进入智能微网这个研究领域?

Ram:近10年来,我一直在为电力工作。虽然我的专业与电力关系不大,但我对智能电网很感兴趣,因为它能为世界的每一个公民提供更多的清洁能源和更可靠的电力供应。有一天,我突然想到:电力系统产生的数据那么多,我们如何有效利用这些数据来创建更好的电网呢?这便是我进入智能微网研究领域的开端。

广州日报:智能微网涉及到大数据、传感器、计算机科学等诸多领域的知识,这些知识你是如何获得的?

Ram:从小到大,我对不同学科都很感兴趣。我在读博士期间,还修读了统计学硕士学位,掌握了一些计算机技术。而且,我身边的人也会教给我许多知识。

做“聪明”的决策者

广州日报:智能微网的“智能”体现在哪些方面?

Ram:智能电网可以抓取有用信息,以此来协调各种资源。智能需要数据,“智能电网”就是收集有用的数据信息,并对数据加以分析,以做出更明智的决策。

广州日报:智能电网如何保证用户的用电需求得到满足?

Ram:关键问题在于如何充分运用数据,数据包括两个方面:一是用电数量,二是用电时间。智能微网可以利用园区和家庭用电情况的相关数据建模,预测未来的用电情况,并根据预测结果配送电力,以更好地平衡供应和需求。比如,如果一个人习惯在每周二早上八点到九点打开洗衣机,智能微网收集到这一信息后,就会在那段时间自动开启洗衣机的电源。

将有效节约家庭用电

广州日报:创建智能微网,广州这类大型城市有何不足的地方和有利的条件?

Ram:一个城市人口越密集,能源消耗就越多。所以相对于人口密度小、偏远的地区,广州创建智能微网所需的资金和技术投入会更多。不过,广州的能源利用率高,在相等的投入下广州所获得的经济效益会更大,电力供应的可靠性也会更高。在广州,建筑密集,屋顶太阳能发电受到限制。但是,随着储能技术的发展,智能微网的应用场景会越来越广泛。

广州日报:请介绍一下你的最新科研成果“家庭智能微调度系统”(home hub)

Ram:我们的项目从居家设备出发,“家庭智能微调度系统”与各类设备相连接,它通过一种智能算法去测量和收集不同设备的用电情况。例如,如果家庭有能源储备装备、太阳能发电板、智能温控器,微调系统会计算出,什么时候应该调节智能温控器以达到用户最喜欢的温度,以及如何以最节约的方式用电。

关键字:智能微网

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