智能电网推动能源革命
来源：财新-无所不能 | 0评论 | 3780查看 | 2014-07-04 08:35:00
无论是用繁衍和学习机制对抗个体消逝保持整体延续,还是百折不挠地探索外太空的茫茫宇宙，人类进化的历程就是突破时间和空间限制的历程。为了克服时间和空间对能源利用的限制，人类提出了新的能源发展理念并加以实施，这就是智能电网。
近日，国家主席习近平在研究中国能源安全战略时，提出能源行业要推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制四方面的革命。笔者认为，以“智能云平台、智能用电平台、智能生产平台、智能存储平台”为软构架的智能电网将推动中国乃至世界能源革命。
“智能云平台”促进能源体制革命
何时生产、何时消费、生产多少、消费多少等问题，是能源体制要解决的基本问题。笔者认为，计划经济倾向于以生产定消费，市场经济偏重于以消费定生产。我国改革开放的过程，就是从“以生产定消费”到“以消费定生产”的转变。今天，中国仍然延续“以生产定消费”的能源旧体制，依靠人来调节何时生产、生产多少等问题。近年来，大量的人力物力投入到能源生产当中，确保了能源的相对平衡。但是，由于人力永远不能实时获得完全对称的信息，能源短缺和过剩的现象经常会交替出现。
因此，我们需要建立“智能云平台”，将能源的“生产、运输、存储、消费”四个环节的信息进行收集处理、实时通讯，对历年的数据进行分析比对，在某一个时段预测到下一个时段的负荷走向，作出预调节，从而避免能源浪费，提高单位能效。同时，处理需求侧和供应侧在时间和空间上的“梗阻”和“延迟”症状，让电力需求始终处于在线调节状态。
这是革命性的体制变化，能源资源配置的主体由原来的人工，变革为由需求侧的市场信息，能源价格自然地调节着供求关系，能源的商品属性在这个平台上得以实现。
“智能用电平台”促进能源消费革命
笔者认为，能源消费的最大问题是观念问题。比如认为只要花了钱，爱用多少能源是个人的事。要改变能源消费观念，并非一日之功。既然道德教育和社会风气的养成尚需时日，那么，就要转而从规则和制度上寻找方法。这就需要建立“智能用电平台”，将需求侧精细地管起来。表面来看，“智能用电平台”是一种技术，其实它是一种规则，这种新的规则就是“分类别、分时段差别电价管理”。
笔者在《请不要误读“智能电网”》一文中提出了“当令负荷管理”的概念。所谓“当令负荷管理”，就是规定什么时段用电干什么，这个时段的负荷类型就是“当令负荷”，超出这个时段的负荷则是“反季负荷”。
比如在上下班高峰期，交通用电为“当令负荷”，用电相对平价，而如果某个家庭一定要在这个时刻烧开水洗衣服，那么抢夺的是交通用电负荷等“当令负荷”，按照规则，就必须付出远高于烧开水洗衣服“当令负荷”的价格。
“智能用电平台”在负荷精细化分类的基础上进行分时分类需求侧管理，对粗放的需求侧管理进行颠覆性的改造。这不仅涉及到软硬件的更新，还要重构整个需求侧负荷管理体系。有人担心如此复杂的工程，实现起来难度太大。表面看他们的担心是技术，其实还是观念的问题，守旧思想让他们不愿改变。
“智能用电平台”有两个接口，一个对着“智能云平台”，上传用电数据，例如各类负荷的表现周期和峰谷值，“智能云平台”将信息进行运算后共享给其它平台，作为能源生产、存储、运输的决策基础。同时，另一个接口对着电力消费者，改造后的家庭电器插口，会对负荷分类，不同类别赋予不同的电价，用价格来调节用电行为。
“智能生产平台”促进能源供给革命
“智能用电平台”将收集到的数据发送到“智能云平台”上，“智能云平台”按照规则进行运算形成指令，对电能的生产侧发出请求。于是，就需要“智能生产平台”来接受并处理指令，对发电厂进行“生产指标”分配，根据出力效率等主要参数决定哪些机组停发、哪些机组发电。
“智能生产平台”指挥着各类电能生产厂家，包含火电、水电、核电、风电、太阳能发电等。我们知道，不同的发电方式的成本不同，就是同一种发电的方式在不同时期的成本也不会一样。为此，“智能生产平台”应具备筛选功能。例如，在丰水时节，自然匹配到水力发电。这样，有利于各种发电方式相互补充和平衡，同时促进了能效提升。
由于“智能云平台”掌握了历年数据的负荷规律，具备了预测负荷的能力，为“智能生产平台”提供了科学的决策基础。什么时候发电，用什么方式发电，发多少电的问题就会迎刃而解。“智能生产平台”根据“智能云平台”传递的信息进行机组的开启和停运，同时动态地接收指令并加以执行，保持电能生产与消费的平衡。
“智能存储平台”促进能源技术革命
电既有普通商品的生产、运输、存储、消费的普遍特征，又有不易存储的独有特征，电能必须在瞬时完成发、输、配、供、用。这需要在电能存储技术方面寻求突破。
储能就像存钱，将今天的钱存起来，以备不时之需。储能是将不能立即消纳的电能储存起来，放到另一个时段去用，打破时间对电能利用的限制。
我们知道，可再生能源一般情况下具有不确定性。例如风力发电、太阳能发电、潮汐发电等发电方式不稳定，接入电网将会给电网带来扰动，威胁电网的安全运行。不发电浪费，发电上网又不安全，因此，发展可再生能源迫切需要储能技术，将不稳定的能源通过储能手段存储起来，以特定的方式转换成稳定的电能再上传至电网。或者，通过分布式微电网的方式，实现就地消纳和平衡。
目前，笔者知道的主要储能技术有物理储能、化学储能，抽水蓄能电站就是物理储能方式的典型代表。在电力较为充足的时候将海拔低的水抽到高处，在缺电时放水发电。化学储能就是利用蓄电池技术储能，目前国际上还没有大容量的化学储能解决方案。
当前，电动汽车应该引起高度关注，它不仅是交通方式变革，更是一种分布式储能解决方案。在负荷低谷的深夜，电动汽车充电就是“当令负荷”，此时充电是再经济不过的事，“智能存储平台”所要做的，就是帮助储能中介确定充放能量的时段和数量。
今天，智能电网不仅以储能技术打破时间的限制，而且以大容量、远距离的输电打破空间限制，将人类利用能源的方式带入一个崭新的时代，以中国力量推动着能源革命。
【无所不能特约作者，夏伟，智能电网研究员、能源领域的传播学者、现就职于某大型能源企业】
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