主题：【原创】闲聊智能电网 -- 乃力
家园 【原创】闲聊智能电网 (二) 竟然还能发主题帖，受到鼓励，就再接再厉，接着聊。因为是闲聊，就没有什么预设的题目，只有编号。纯粹的一家之言，大家发现不对的地方，尽管砖头招呼。
楼下天涯说了，新能源和智能电网应该组成互助小组共同进步。在另一个版面，井大也提到了这点。我也想，这智能电网要是不搭新能源的车，搞不好就是个和配电自动化一个结局。只不过，配电自动化是演变成了卖开关的，智能电网可能会发展成卖电表的。如果是这样，也还能混日子，但和最初带动产业链的期望相比，就不成了。反过来，新能源是优点和缺点都很明显，不弄个缰绳，恐怕反伤其主。新能源和智能电网的结合，看来是个很好的方向。
那么，新能源需要什么样的智能电网配合呢？这个问题我也琢磨了有一阵子了。以前写过一个新能源的帖子，本意就是想从新能源的特性入手，理出个头绪来，到底新能源有哪些问题，需要我们加强控制。最大的问题，就是大家都熟知的，能量不可控，说来就来，说走就走。这里为避免歧义，先说明一下，只讨论风和太阳能。
电力系统运行的本意是什么？以前讲过，三个基本点：维持发电和用电平衡，保证系统稳定，适当提高经济性。新能源的这种不可控性，对这三个基本点都可能会造成危害。其中前两个是肯定的，很好理解。后面一个就比较复杂，视情况而定。从基于节点电价的电力市场角度看，新能源可变成本是零，系统总体电力价格应该下降。但是，这三个基本点在电力系统运行中的权重是不同的，经济性显然优先级最低。一旦前两个基本点受到危害，经济性首先被放弃。最直接的反映是新能源接入系统后，必须提高系统的备用水平。而这些备用是必须依赖系统内其它传统发电机的。随着新能源比例的提高，电能价格下降，必然压缩传统发电的空间。如果大量传统发电退出系统，系统备用从何而来？到时候，难保不物以稀为贵。
基本意思是这个样子，但具体的新能源和传统发电的比例如何确定，系统备用如何确定，都是悬而未决的问题。我自己曾经做过一个简单的算例，在一个特定系统上，当负荷增加到一定程度以后，需要同时增加新能源和传统发电，以维护系统可靠性。而两者的比例，可能高达1:1。这是从装机容量考虑。从系统运行备用考虑也有类似的现象。
再进一步考虑风和太阳能发电的另外两个特点，远距离输电和自身缺乏无功支持能力。这意味着更多的一次性投资。
所有这些加起来，新能源的成本，比想象的可能要高很多。按照现在的新能源政策，可能很大一部分成本都是由社会均摊的。新能源的开发商反倒似乎不需要花很多钱，除了他自己的设备和土地。不管怎样，这些巨额的投入和日后的运行成本必将给电价带来巨大影响，最终传导到社会各个领域。另一方面，新能源向电网卖电，自己能挣到钱吗？难说。完全取决于上网电价。这个电能经济的问题，具体会是什么样，不是我一个小小的电力工程师能想象得到和解决得了的。希望河里能有高人来指点一下迷津。
有没有什么从工程师的角度解决问题的办法呢？我想了又想，想了有想，可能也就两个办法。
真想在此挖个坑。但被楼下“一切向潜看”河友的回帖）吓住了，那让我想起了以前没有抽水马桶的时代。
接着写。哪两个办法呢？
一是大规模电能存储，用来解决远距离集中新能源发电的问题；二是分布式发电加小规模电能存储，用于负荷侧的小风电和小太阳能发电。
说了半天，可能有人会问，好象没智能电网什么事嘛？那什么是智能电网呢？
在开头说过，这次，除了看过一个IBM做智能电网的广告，好象是说什么“我们是聪明人，我们做智能电网”，我没看任何关于智能电网的资料。所以，我也不知道什么是智能电网的标准定义。在我看来，智能电网只是一个很泛泛的概念，并不是指某一特定技术。或者，和朋友讨论时说的，智能电网是个筐，什么都能往里装。
也许，协调大规模电能存储和新能源发电的技术就是一种智能电网技术。什么时候存，什么时候发，甚至在哪里存，往哪里发，都取决于用什么样的智能控制技术。这些因素将有助于提高系统维持功率平衡的能力，提高系统稳定性。这些因素也将进一步影响新能源的成本。随着存储技术的成熟，新能源+存储的总建设和运行是有可能降下来的。当然，现在还不行，毕竟1MW的存储容量，大概还需要一百万美元的样子。太贵了。
相比之下，可能方法二更象是大家通常理解的智能电网。现实中，好象方法二的研究也更多一些。如果要深入地写，就必须要看看资料了。近期内我可能还没有精力去开辟这个战场。所以暂且按下不表。如果有河友愿意分享自己的心得体会，那就最好了。
按现有新能源发电技术看，如果真的要使新能源的比例达到很高(20% 甚至30%)，可能还是要靠远距离集中式新能源发电。但从智能电网应用角度来看，好象需求量不是很大。分布式的新能源发电因为和负荷直接挂钩，虽然不太可能构成新能源的主力，但却可以应用更多的“主流”智能电网技术。也许新能源对烘托智能电网概念的保驾护航功能就到此为止，以后不同的控制技术各自依附于发电技术的发展，前景如何就看造化了。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 IBM的smart energy grid 就是一个数据实时采集和处理。IBM还是在卖它的数据库处理方面的软硬件。
家园 【原创】有中国特色的智能电网 按美国IBM、GOOLGE、MS的定义，智能电网的定义似乎是灵活高度可定制化的配电加新能源的分布式接入。IBM、GOOGLE们到中国忽悠国家电网和南方电网，但是似乎国内电力巨头不买这个帐。中国的电网有其特殊性，那就是历史投入不足，欠账到目前还没还清，很多地方的新建高效电厂在负荷高峰期开工不足，反而是调度压着落后低效的电厂发电来维持电网稳定。在这种情况，市场化都不足，谈何智能电网。所以国家电网公司最近搞了一个中国特色的智能电网概念---Super Smart Grid 坚强智能电网，说白了就是把特高压电网、可靠安全、配电自动化糅杂在一起。上头提出这个概念的时候，大群的专家傻了眼，这个智能电网可怎么定义啊？SGCC的刘总说句话，大群专家跟着解释；感觉就跟胡core说句话，那些搞理论的笔杆子可以写出一堆符合科学发展观、符合可持续发展原理，领导高瞻远瞩、高屋建瓴，一样——都TMD胡扯
家园 关于可再生能源发电有两点意见 1）可再生能源的电价，不同国家和地区补贴政策不一样，导致其在不同电力市场中的报价行为也不一样。按容量补贴的，成本和收益点固定。按容量、电量两部分补贴的，变化就会很大，拿到容量补贴后，为了挣电量补贴，竞价时就敢提出负报价。但是讲社会总体购电成本，我不认为就能降下来。即使计算不可算的环境成本，还有火电机组备用燃耗在托底。而电网中的智能负荷到底能消纳多少可再生能源发电的波动，搞市场就得分析所有市场参与者的行为，而这些人的行为又是受主客观多重因素控制的，目前还没有看到一个合理可信的压力测试方法或者结论。上世纪八十年代某次花街崩盘，就是大量计算机交易账户群体响应的结果，理想中的美式智能电网里会否因为一个有意无意的数据故障而再现这一幕？
2）可再生能源穿透功率占比不同电网差别相当大，欧洲项目的输电距离就比美国小许多，较之中国这个差值更是悬殊。不同的输电需求，决定了不同输电技术的使用，说白了就是线路电压等级。所以这个比例不可一刀切，有些省网已经出现因为风场内部10千伏线路故障导致联络线越限的情况，荒野环境下10千伏线路的事故率是什么水平？这样的电网能就地消纳和欧洲小国比例持平的规划风电装机吗？有些大规模风电基地的注入点就在更大的既有火电集群送出主通道上，大量风机集体自投入消耗的无功，对重载线路本已十分严苛的电压水平绝对是一种恶化，这样的问题又该如何解决呢？
家园 问题问得好！希望能进一步给出答案 我先胡说几句。
1、指望智能负荷吸收风能波动，可能就是美丽的传说。但现在吃这碗饭的人太多了，越传越象真的。
2、风场内部的故障率问题，正好我最近在琢磨建个模型，研究研究。不过这纯属业余爱好，不保证能出结果。
3、如果是竟价上网的话，同一个走廊上的火电机组就发不了电了。不过，因为失去了火电机组的无功支持，电压同样是问题，需要加超大的SVC或STATCOM，而且控制环节需要重新设计。
家园 我本来想写一些有关ES的东西的 不过后来实在是文笔太差，太监了。。。
在欧洲做ES的很多，美国也有，国内目前还没有见到。
我是想，如果说能用太阳能光伏+储能的方式把居民用电和商业用电搞定，也算是我们电力行业给国家的贡献了，远距离的大规模的新能源发电，环境因素和技术因素都得仔细思量。
智能电网似乎现在和新能源在一起忽悠的主要手法是配合新能源向电网发电让终端设备卖钱，我对这个完全不同意，这样等新能源到了一定比例，电网不崩溃就怪了。要么就是要有旋转机组备用，一来经济性就下降了，二来调度问题不好把握。
我心目中的电力行业，一是能源安全能保障，核能主力+新能源分布式发电+IGCC补充；二是跳出美国人给我们下的carbon tariffs的套，也少排放点NOx之类的；三是提高能源利用效率，这个我觉得是智能电网的主攻方向。
期待乃力兄更多好贴，上。
