世界各国智能电网应用概况
“日本不需要智能电网”的理由
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/110257.htm美国正在积极采取措施提高输电网基础设施的功能。这种运用了通信/IT技术电网称之为“智能电网”。不仅是美国的电力运营商,通信及IT相关厂商也对智能电网充满了期待。
而在日本国内的市场上,对“智能电网”的看法迥然不同。电力运营商相关人士表示,“日本不需要智能电网”。是什么原因使得日本对智能电网的看法与美国截然不同?
美国需要智能电网,但日本不同
很多人认为“日本不需要智能电网”的理由之一是,日本电网已经具备很高的通信功能,而且一直在维护并增强功能。而美国电网的传感器及网络控制功能等尚存在很多不完善之处,从而导致停电等故障时恢复供电需要较长的时间,这是需要智能电网的主要原因。有看法指出,就这一点而言,日本和美国的情况大不相同。还有人认为,“日本早就是智能电网了。现在还谈什么”(日本国内某电力运营商相关人士)。
比如,东京电力在铺设输电线时,还同时铺设了光纤线路和RF微波线路,绝大部分输配电网都具备通信功能。因此,具有停电等故障时,可在极短的时间内恢复供电。在东京电力的管辖区域内,每座房屋的年平均停电时间为4分钟,“而美国却长达约90~100分钟,日本在美国的1/20”以下(东京电力)。东京电力每年的设备投资额约为6000亿~7000亿日元,其中的30~50%用于输配电网投资,而“美国大多数为小规模运营商,而且受到了电力自由化的影响,因此网络设备投资额一直很低”(某电力运营商的相关人士)。
在基础设施尚不十分完善的美国,推进“智能电网”非常有意义,但对基础设施相对完善的日本没有必要,这一观点导致日美对智能电网的看法截然不同。
不仅需要提高可靠性
但目前美国倡导的“智能电网”概念,并不仅仅停留在诸如减少停电等故障以提高电网的可靠性上。还包含旨在解决多种电网问题的各种措施。这一概念如此模糊,难怪会令人们在期待的同时又有误解。
比如,在其设想用途中,包括今后可能会普及到家庭的插电式混合动力车及电动汽车的充电管理、家庭中家电设备的运转控制、将太阳能发电等可再生能源接入电力系统时的控制,以及通过输配电网提供的各种服务等。在这些用途当中,也包含将来可能会在日本国内发挥重要作用的技术。
前面提到的东京电力在分析了美国与日本的基础电网的差异之后也指出,即使是在日本,高级电网研发的重要性也在增加。并明确表示将与东京工业大学等共同进行“日本版智能电网”相关研究项目。“我们认为,将来电力使用情况会发生巨大变化。另外,由于太阳能发电及燃料电池的普及等,用户生产的电量也会增加。因此需要预测这种情况的变化,并考虑适当的对策”(东京电力)。该公司还指出,今后太阳能发电所产生的供电量增加,将为电网整体控制带来变化。“比如,5月份放长假等时,工厂及事务所同时放假造成电力需求大幅减少时,如果晴天较多,太阳能发电产生的电量增加,太阳能发电产生的供电量就可能超过需求量。这时,就需要进行某些远程调整”(东京电力)。供需平衡要由火力发电站的发电量等调整,如果供电量超出了这种调整能力,就可能造成如电力系统的频率发生改变等不良影响。此时,需要将网络控制功能扩展至比此前更接近普通住宅。“在日本,变电站附近的网络控制网很健全,但由于不需一直扩展到普通家庭附近,因此接近普通住宅的网络控制尚不完善。今后,网络控制功能可能需要扩展到每个角落。”(日本国内电力相关研究所负责人)。
日本国内此前以NEDO等为中心,实施了微电网的实证研究等,积累了可再生能源协同控制等方面的相关经验。NEDO计划根据这些经验,与美国共同研究智能电网项目。如果这些研究取得进展,美国力争实现的“智能电网”与日本所需的“智能电网”的差异就会更加明显。
美国的目标
美国政府已明确表示将向智能电网相关领域投入1万亿日元以上的预算,其“趁此机会提高电网的可靠性,并同时实现更高功能”的目标由此可见一斑。如果能够使电网成为易于导入太阳能发电及风力发电等可再生能源的电网,可为相关产业的发展作出贡献。智能电网将积极采用的通信技术,正是可发挥美国企业的竞争力优势的领域。可以认为,美国目前是将智能电网作为可同时导入可再生能源并提高美国产业竞争力的战略项目积极推进。“尽管美国电网比日本电网略逊一筹,但仍不可轻视。有时后进也能迅速赶超为先进。理解美国人的目的是必须的”(资源能源厅负责人),日本政府也在关注美国的行动。
除美国外,中国及欧洲也传出了推进智能电网的相关话题。今后,在扩大导入可再生能源等的同时,全世界无疑均会要求提高电网功能。即使日本电网的可靠性已达到全球最高水平,也不能因此忽视海外动向。尤其是对日本的电子厂商而言,以前曾有过类似的教训:“像手机终端市场那样,日本的先进性反而导致了其与海外市场的距离”(某能源领域分析师)。
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