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智能电网白皮书2:阶段部署

供稿人:朱文韵  供稿时间:2009-4-16   关键字:智能电网城市  Xcel能源公司  阶段  

美国Xcel能源公司总部设在明尼苏达州明尼阿波利斯,是美国最大的电力供应公司。该公司在美国拥有南达科塔州150MW风能发电场、明尼苏达州500MW风力发电场、造价7千万美元的德克萨斯州345千伏输电线路、美国最大的光伏电站等等,另外计划2010年建造美国首座地下碳储藏电厂。2007年年初,Xcel能源公司推出了“智能电网”概念,并且付诸于实施,选择美国波尔多市推进“智能电网城市”项目。当前,该项目受到了国内外能源行业的瞩目。现对该公司公布的《美国Xcel能源公司智能电网白皮书》做系列解读。本文是第二篇,介绍各阶段部署设想。

根据Xcel能源公司的商业模式,其制定的智能电网具体计划目标是:

——与有影响力的企业建立合作伙伴关系,制定一个明确的、易懂的智能电网设计,同时确定一个复合企业目标的计划完成智能电网的部署。

——制定公共策略,管理期望目标,发布长远目标和当前技术能力,并确保投资回报率。

——测试智能电网组成部分,以衡量和证明效益;并确定具体的部署策略。

结合模型,智能电网包括三个阶段:快达项目、智能电网城市、Xcel范围内已证明技术的部署。以下介绍阶段一和阶段二。

阶段一:快达项目
该阶段工作完成时间为2007年至2008年底。
 
风力储能。该项目对1MW电池储能系统进行测试,该系统与坐落于明尼苏达州西南部的MinnWind风电场的风力发电机组直接连接,用以储存风能并向电网输电。预计证明此系统通过风能利用率增加从而长期减少排放,有利于减少风变率,允许Xcel能源公司满足可再生能源配额制的要求。另外,该系统还能够测试风电规模化使用的技术。
 
神经网络。该项目拟创建一个美国最先进的有助于降低煤结渣和污垢的系统。锅炉结渣导致每年几百万美元的收入损失。将锅炉传感器直接插入分布控制。神经网络将导入历史数据“了解”锅炉性能从而建立结渣/防污模型。该系统还直接从工厂工程师和操作工人方收集和整合相关信息——有效捕捉、建模、使用几百年来的相关经验。智能电网技术同样有助于解决所有企业所面临的人口挑战。
 
智能变电站。该项目采用前沿技术改造现有变电站,以便远程监测临界和非临界运营数据。该项目开发了一个分析机器,以便处理实时决策和自动化运行的大量数据。项目团队将监测断路器、变压器、电池、变电站的环境因素,如环境温度和可变风速。
 
智能分布资产。该项目能够自动向Xcel能源公司发出停电通知,并帮助电力公司更迅速地恢复服务,并对现有仪表通信设备进行测试。
 
智能停电管理。该项目对采用8个因素(包括设备维护和实时天气)的统计数据诊断软件进行测试,以便预测电力分布系统存在的问题,并建立一个停电原因模型。变电站馈电线分析系统,能探测和预测受监控变电站的电缆和装置故障。
 
消费者网站入口。该项目允许消费者根据小时能源成本和环境因素,为特定装置(如空调或洗碗机)或计划预设能源用量,并自动控制电力消耗。
 
插入式混合动力电动汽车。该项目在之前研究基础上,进一步对插入式混合动力电动汽车进行测试。该组配备了六辆福特混合动力汽车——电网联接技术,该技术可以向电网充放电,这将是美国该前沿技术的首次测试。
阶段二:智能电网城市
该阶段工作计划完成时间为2008年至2010年。
 
智能电网城市的部署。智能电网城市项目的资金部署是多方合作伙伴资助的共同风险模型,扩大范围的同时控制了每个投资方的金融风险。该计划采用的融资模型是多方共同投资,并按比例以公司的知识产权或者产品与服务的改进和创新共享作为回报。Xcel能源公司计划与五到七个企业建立重要战略伙伴关系,另外几个二级合作伙伴。利用这种融资模式,预计可以融资Xcel能源公司投资的1500万美元的6至7倍,总的智能电网城市投资约1亿美元。
 
1、技术包括将现有计量基础设备转换为停电管理和客户信息系统的实际双向设备。另外,我们将变电站改建为“智能变电站”;提供/建造10000家用控制设备和必需的基础设施,全面实现家庭用电自动化;并且整合分布式发电技术(PHEVs、电池系统、垂直风力发电机和太阳能电池板)设计,通过消除开再生能源固有的变化性,尽量减少碳排量。

2、城市选择过程必须确保必要的政策和监管支持,以便该示范工作的开展和今后工作的部署。

3、智能电网咨询会监督整个智能电网城市计划并制定工作方向,委员会成员由该项目的战略伙伴公司组成。

智能电网城市特性。智能电网城市的理想城市应具有以下特性:
 
1、位于一个地理集中区域;

2、包括或者易于实现实施和验证“智能电网”概念所必要的组成部分;

3、规模适中的城市化地区(大约五万人口);

4、提供“友善”政策和政府支持;

5、具有一定知名度而非偏远或知名度低的城市;

6、拥有环保意识的消费者;

7、提供最优的经济、政治、公共关系和品牌发展机遇;

8、对向城市提供的新型服务保持开放。例如,消费者耗能和碳排放相关信息、具体的城市设施、交通信号灯、城市建筑相关的可靠信息。确定恢复电力优先次序的能力和监视城市电力恢复过程的能力。
 
相关链接

美国Xcel能源公司智能电网白皮书http://smartgridcity.xcelenergy.com/media/pdf/SmartGridWhitePaper.pdf


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