“智能电网”的下一个主要步骤的转换交流电网。现有的网格从集中式发电厂提供电力,并已很少或根本没有了解个人用户(工业、商业或住宅)加载和使用;与此同时,用户没有把握自己的使用和基于负载的成本。此外,现有的网格体系结构并不适合当地,独立的来源(例如,家庭太阳能电池板),提供在不可预测的时间回电网,以及借鉴网格。
智能电网是为了更有效地提供电力和平衡负载。它还提供了更好的了解最终用户为负载均衡成本与分时,同样重要的是,它将容纳越来越多的断断续续的当地来源可能供电电网条件保证这样做时,或能量存储起来,供以后使用。
智能电网变成现实的一个关键是传感器的引入各级网格的层次结构(图1)。根据一份报告市场研究公司IHS,智能电网相关传感器的市场将从2014年到2021年增长近10倍,达到3.5亿美元。处理这些传感器,智能电网依赖智能电表安装在每个用户的网站,向用户和电力公司的电力供应,装入和运营成本。这些米将与智能控制的内部电器和照明,和当地的电源/存储,以及电力公司电网。
图1:智能电网是一个主要从传统的电力系统和电网升压;不仅是设计增加来源,传播,和利用效率,还允许小规模采购和本地化存储。
智能电网概述
从历史上看,交流电源电网连接多个发电站,是否受煤炭、石油、天然气、水、或核燃料,成网状,这样任何这些来源可以支持用户的系统的任何地方。公用事业运营的电厂和电网可以测量多少电力和能源是通过网格的每个部分,如果需要调整可用性和节流阀,可以测量每个终端用户所消耗的能源成本(kW-Hr)通过各种遥测技术。
然而,洞察他们的极限。反馈回路的时间常数是相对较大的,因为它主要是为了回应大规模的变化,如在夜间使用更少的力量和快速启动/时间在早上和晚上,白天有点稳态高价值。当然,在我们日益24/7的世界,即使这些传统模式正在改变。
智能电网的目标是允许灵活组合的能量水闸、配送路径,和存储,需要平衡所有驱动的可用选项,根据需要动态调整组合,在一个相当快速,实时环境。成功的智能电网实现的目标是最小化需要大型发电厂或其他大规模的输电线路。实现这一点,强大的财政激励措施鼓励使用负载均衡,力量用在萧条时期,当地的电力采购,甚至本地存储(例如,见特斯拉汽车公司最近宣布他们的Powerwall系统为家庭和办公室)。
高级体系结构由低级构建块
预测潜在的智能电网的灵活性和它可能产生的益处是诱人的,但现实是,让它发生需要许多低级构建块在终端用户级别。特别是住宅设施的情况,每一个家庭只是有点不同,也没有“建筑管理”专业人员。智能电网功能金字塔开始监控,也许上进行控制的能量被送到,或者提供的,回家。有几个阶段实现这个目标。
首先,每个家庭将需要一个智能电表,被称为先进的计量基础设施(AMI)测量电源使用,并提供数据的效用计费和跟踪。它还提供了洞察消费者监控使用情况和价格,和更多的实际控制能源使用的可能性。AMI,反过来,适用于家庭住宅能源管理监控/控制函数(REM),使用一个utility-installed家区域网络(汉族)和米,恒温器,灯,和其他设备这也许是要监视和控制;汉族连接是通过无线链接或电力线通信(PLC)。
一般来说,消费者怀疑的想法效用控制能源使用的金额和时间,和进展尚不清楚。另一种,utility-provided REM取而代之的是一种消费者所提供的一个独立的快速眼动(iREM),连接通过AMI计量子系统和积极监控能源使用,但允许用户维护的个人控制。