“未來電網(wǎng)”的實(shí)際應(yīng)用

"未來電網(wǎng)"（Smart Grid）是指基于先進(jìn)信息技術(shù)的電力系統(tǒng)，旨在提高電力系統(tǒng)的效率、可靠性、可持續(xù)性和安全性。以下是未來電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的一些方面：

• 智能計(jì)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控：部署智能電表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力使用的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理。這使得能源公司能夠更準(zhǔn)確地了解用戶用電模式，優(yōu)化電力配送，并提供實(shí)時(shí)的能源使用信息給用戶。
• 分布式能源資源管理：未來電網(wǎng)支持分布式能源資源，如太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成。通過智能控制和監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可以更有效地管理這些分布式能源資源，以最大程度地提高可再生能源的利用率。
• 智能電網(wǎng)調(diào)度和優(yōu)化：利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，未來電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的狀態(tài)，并進(jìn)行智能調(diào)度和優(yōu)化。這有助于減少能源浪費(fèi)、降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，并提高電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
• 電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施：未來電網(wǎng)可以支持電動(dòng)車的充電基礎(chǔ)設(shè)施，并通過智能調(diào)度和定價(jià)策略來平衡充電需求和電力系統(tǒng)的負(fù)荷，以避免過載和提高充電效率。
• 智能家居和能源管理系統(tǒng)：結(jié)合智能家居技術(shù)，未來電網(wǎng)可以與家庭中的設(shè)備和系統(tǒng)相互連接，實(shí)現(xiàn)更智能的能源管理。這包括智能恒溫器、智能照明系統(tǒng)等，通過與電力系統(tǒng)的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更高效的能源使用。
• 蓄電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成：未來電網(wǎng)支持電力系統(tǒng)中蓄電池和其他儲(chǔ)能設(shè)備的集成。這有助于平衡電力系統(tǒng)的負(fù)荷，提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)提供備用電力以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。
• 智能故障檢測(cè)和維護(hù)：利用傳感器和監(jiān)測(cè)技術(shù)，未來電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電力系統(tǒng)中的故障，并通過智能分析提前預(yù)警。這有助于提高系統(tǒng)的可靠性，減少停電時(shí)間。
• 參與性能源市場(chǎng)：未來電網(wǎng)為能源市場(chǎng)的參與者提供更靈活、透明的機(jī)制，以便各方更好地參與能源交易、定價(jià)和管理。

三個(gè)案例

這些應(yīng)用共同構(gòu)成了未來電網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)，旨在建立一個(gè)更加靈活、智能和可持續(xù)的電力系統(tǒng)。這有助于適應(yīng)不斷變化的能源需求和提高電力系統(tǒng)的整體效能。

電力是唯一一種通過可再生能源和數(shù)字解決方案的結(jié)合，為脫碳提供最快載體的能源。智能雙向電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的唯一途徑，有助于世界到2030年將排放量減少一半，并到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放，從而將升溫控制在1.5攝氏度以內(nèi)。“未來電網(wǎng)”通過允許多個(gè)本地生產(chǎn)的分散可再生能源安全可靠地組合在一起，同時(shí)提供彈性，從而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

以下三個(gè)案例研究說明了“未來電網(wǎng)”如何在不同的環(huán)境和地點(diǎn)出現(xiàn)。廣泛的清潔和可再生能源，以及基于數(shù)字和其他技術(shù)構(gòu)建的電力系統(tǒng)是“未來電網(wǎng)”的基礎(chǔ)。

智能工廠——智能能源運(yùn)營(yíng)促進(jìn)商業(yè)成功

CB Insights最近的一份報(bào)告發(fā)現(xiàn)，80%的行業(yè)制造商認(rèn)為智能工廠對(duì)其未來的成功至關(guān)重要。然而，盡管由于其復(fù)雜性和規(guī)模，各行業(yè)在智能工廠方面面臨著特定的挑戰(zhàn)，但該過程可能比看起來更簡(jiǎn)單。

借助智能自動(dòng)化技術(shù)和能源技術(shù)，例如現(xiàn)場(chǎng)可再生能源發(fā)電和綠色氫氣生產(chǎn)，工廠運(yùn)營(yíng)商擁有工具，可以輕松實(shí)現(xiàn)能源使用和其他工廠運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)代化、自動(dòng)化和優(yōu)化。

例如，Wilo是一家全球泵和泵系統(tǒng)制造商，希望通過實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立和集中管理所涉及的不同流程和能源流來實(shí)現(xiàn)脫碳。

該解決方案包括一個(gè)3MW屋頂太陽(yáng)能裝置，為300kW電解槽提供動(dòng)力，以生產(chǎn)綠色氫氣，并用一個(gè)500公斤的儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存。集成150kW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過75kW燃料電池實(shí)現(xiàn)調(diào)峰和應(yīng)急供電。還安裝了交換器，以便能夠利用廢熱進(jìn)行冷卻應(yīng)用。

通過將所有流程集成在一個(gè)數(shù)字平臺(tái)中、啟動(dòng)綠色氫氣生產(chǎn)的自動(dòng)化以及利用可用能源進(jìn)行調(diào)峰，該解決方案完全滿足了Wilo的需求。

綠色氫——人工智能如何加速能源轉(zhuǎn)型

盡管綠色氫在未來能源結(jié)構(gòu)中的所有潛在用途都存在爭(zhēng)議，但人們一致認(rèn)為，在重型運(yùn)輸?shù)入y以實(shí)現(xiàn)電氣化的脫碳行業(yè)，以及幾十年來一直將氫用作原料的行業(yè)，其將發(fā)揮重要作用。

然而，一個(gè)主要挑戰(zhàn)是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，在決定電解槽和存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施的地點(diǎn)時(shí)，要考慮到可再生能源生產(chǎn)綠色氫的需求。

ETIP SNET倡議的一項(xiàng)新分析認(rèn)為，電解槽不應(yīng)僅僅被視為電網(wǎng)的新負(fù)荷，而應(yīng)被視為系統(tǒng)架構(gòu)的一部分，以便氫生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展與相關(guān)可再生能源的發(fā)展相匹配。

分析表明，大多數(shù)電解槽可能是并網(wǎng)的。雖然較小的兆瓦級(jí)電解槽在可再生能源不可用的情況下應(yīng)該能夠依賴電網(wǎng)供電，但較大的吉瓦級(jí)電解槽將產(chǎn)生重大影響，需要傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商定位和微電網(wǎng)等解決方案來運(yùn)行。

電解槽和更廣泛的氫生態(tài)系統(tǒng)也有望在為電網(wǎng)提供需求靈活性方面發(fā)揮重要作用，無論是幾秒到幾分鐘的短期，還是長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的長(zhǎng)期，都可以儲(chǔ)存多余的可再生能源發(fā)電。

因此，它們提供了支持電網(wǎng)彈性的潛力，并通過避免需要其他更昂貴的電網(wǎng)管理選項(xiàng)來控制消費(fèi)者的電價(jià)。

數(shù)據(jù)中心——可再生能源機(jī)遇

數(shù)據(jù)中心是IT基礎(chǔ)設(shè)施中不斷增長(zhǎng)的關(guān)鍵組成部分，支持云和軟件即服務(wù)。由于其需要運(yùn)行的服務(wù)器數(shù)量以及相關(guān)的冷卻要求，是能源密集型的。通常，其還面臨著提供24/7可用性的額外挑戰(zhàn)，因此需要備用電源。

評(píng)估數(shù)據(jù)中心解決方案時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是，作為范圍3評(píng)估的排放水平，即整個(gè)價(jià)值鏈的間接排放，因?yàn)檫@些排放水平對(duì)于報(bào)告變得越來越重要。

根據(jù)購(gòu)買電力的碳強(qiáng)度，范圍3排放可能是總碳足跡的最大貢獻(xiàn)者。減少范圍3排放的主要行動(dòng)是使用更多的可再生和清潔能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能或水力。

使用清潔能源也是實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的備用電力的關(guān)鍵一步。傳統(tǒng)上柴油發(fā)電作為備用，第一步是引入生物柴油或綠色可再生柴油的混合物。

另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是電池儲(chǔ)能，具有雙重功能，即參與日常需求響應(yīng)機(jī)會(huì)，緩解電網(wǎng)擁堵，并在停電時(shí)作為備用。

例如，如果電網(wǎng)面臨非常高的電力需求，例如在熱浪期間，數(shù)據(jù)中心可以使用其微電網(wǎng)系統(tǒng)來減少電網(wǎng)負(fù)載，從而提高整體電網(wǎng)靈活性。當(dāng)該電池系統(tǒng)使用可再生能源充電時(shí)，其在運(yùn)行過程中碳排放量為零。當(dāng)可再生能源供應(yīng)有盈余時(shí)，這種盈余可以用來給電池存儲(chǔ)充電，而不是減少生產(chǎn)。

能源效率是數(shù)據(jù)中心的另一個(gè)機(jī)遇領(lǐng)域。例如，廢熱越來越多地被用來幫助附近建筑物供暖或?yàn)楣I(yè)供熱用戶供電，從而減少其他來源的能源使用。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的高效運(yùn)行，所有能源流都應(yīng)通過中央自動(dòng)化平臺(tái)進(jìn)行管理。

這些只是最新數(shù)字創(chuàng)新和其他技術(shù)如何構(gòu)建未來電網(wǎng)、加速清潔能源和可再生能源以及跨行業(yè)大規(guī)模電氣化的眾多例子中的三個(gè)。