很多人眼里,能源行業是一種以臟兮兮的機器設備、污染、煤炭和石油、老國企為代表的陳舊事物,而現在突然變成了某種以軟件、互聯網、電動車、云計算和大數據、朝氣蓬勃的創業企業為代表的摩登符號。這一變化的基礎在于電力系統正在發生的巨變。 電力系統是為電能的產生、輸送、分配與應用
風電的問題尤其嚴重,我國北方風電集中開發地區大都遭遇較嚴重的棄風限電問題,據統計,2014年上半年全國風電場等效利用小時數僅為為976小時,相比去年同比減少約83小時,東北一些地區冬季棄風限電比例接近40%,直接經濟損失達近百億元。太陽能隨著規模的上升,也出現了因無法并網而不得不“棄光”的苗頭。
鑒于此,如何在不影響電網安全的情況下,將這些波動性很強的新能源電力盡可能多的并網,成為了目前各國電力系統面對的最大挑戰。與此同時,出力調節困難的火電和核電,卻正在日益大型化,單體裝機的規模越來越大,變的更加難以調節。而在需求端,隨著電動汽車的大規模普及,電力消費的波動性也在變的更加復雜,不久的將來,人類擁有的電動車將數以百萬計,甚至更多,德國政府早在2008年11月就提出未來10年普及100萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車。2014年,僅斯特拉一家企業的電動車銷量就預計超過3.5萬輛,而日產聆風電動車今年銷量將突破六萬輛。
根據特斯拉提供的數據,每輛特斯拉電動車平均每年行駛15000英里,需要耗費4800千瓦時的電力。4800千瓦時是什么概念呢,2013年,中國人均年用電量僅為3900千瓦時,美國2012年平均每戶居民耗電超過10800千瓦時,因此,如果電動車大量投入使用,社會耗電量將大量增加。更糟糕的是,高度城市化導致全球人口前所未有的集中,因此在下班后,電動汽車用戶一起充電將導致部分地區的電力負荷激增,嚴重威脅電網安全。如何滿足幾十萬輛電動車同時充電,又不至于因為電壓迅速下降導致電網崩潰,成為擺在電網企業面前的棘手難題。
正是由于以上原因,電網系統的調節空間正在從發電和用電兩端被前所未有的壓縮,這也對電力系統的調節和控制技術提出了更高的要求。在這樣的背景下,柔性,或者也可以稱為靈活性,將是決定整個電力系統先進與否的關鍵因素,而電力系統是否能夠滿足先進生產力的要求,將決定一個國家未來的競爭力。奧巴馬一直將電力系統的先進性視作國家競爭力的重要方面,他在2009年就公開表示“中國、印度、日本、德國,每個國家都在爭先開發智能電網和能源利用的新途徑,而贏得這場競爭的國家將在全球經濟中處于領先。我希望美國成為這個國家。”
作者:曹寅 來源:能源互聯網
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