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应急预案评审

能源互联网的基础——蜂窝式供配电的三大优势

“蜂窝式供配电”是所谓能源互联网的基础系统架构。本人早些年即提出“蜂窝配电”的概念与方法,随着时间的推移,其核心思想被更多的人以不同的文字表达出来,使这个话题可以更清晰地展现。可以预期,作为真正地“中国人自主常识产权”,在未来,“蜂窝式供配电”应该是大有所为的。

 

供电体系的优势

 

“蜂窝式供配电”是指按电压级别将同一级别的供电节点按蜂窝结构进行分布。它不同于分布式供电体系——仅能靠供给一个用户群的变压器供电,倘若该线路出现故障,则必然导致这个用户群被停电困扰;同时,它也不同于微网式供电体系——供电仅能满足一个用户群,为保障该用户群的用电,其必须具备足够的冗余,否则也会影响该用户群的用电质量。

 

所以说,蜂窝式供电体系是一个可以将电能灵活调配的供电体系——不仅可以撤消不能满负荷利用电能的用户群体的冗余电能,还可以用其它部分的冗余电能来补充用电紧缺的用户群体,从而达到充分利用电能、提高电能利用率的目的。

 

就传统的电力行业产业链来说,首先由发电站发电,然后通过电网把它输送到变电站,再经过变电站输送到千家万户。要把电网变成一个智能电网,就要实现电力生产的分布式。也就是说今后电网的电力的来源应该是多种多样的,它不仅仅只有化石能源,可再生能源诸如风能、太阳能等,也与化石能源一样都可以注入到电网当中去。

 

飞思卡尔全球销售和市场行销部工业市场行销副总裁Bruno Baylac在详细破解了智能电网概念和应用,以及飞思卡尔的未来战略时指出,智能网关亦是智能电网的一个重要因素。智能网关可以以一种非常迅速、即时的方式,把电流转入到最需要这些电流的地方去。比如白天上班期间,大型建筑物、办公室用电量肯定是非常大的。智能网关就应该是把更多的电流引导到去这种大用户那里。不仅如此,智能网关还可以在其他的时候发挥很好的功能,例如某个地方发生了暴风雨,使电网的某一部分受到了损害,智能网关就能够把受到损害的那个电网的一部分隔离开来,把它相应的电流引导转入到电网的其他地方去。

 

与以上方案相比,本案所提出的蜂窝式供电体系的优越性在于,当电网的某个局部因故受到破坏时,该体系不仅可以将此部分电网进行隔离,把它相应的电流引导转入到其它地方,还可以将这部分所需要的电能通过其它的通路提供,以确保向该电网下辖用户提供电能,以避免这部分用户因电网故障饱受停电之苦。

 

创新的配电模式

 

在任何情况下,电网的可靠性、安全性都是至关重要的。蜂窝式电网可以对此提供有效的支撑与保障。

 

当前分步式的供电网络是由多个不同层级关键节点递推而构成。当其中任何一个节点受损,都会导致该节点项下的所有节点及用户的用电受到影响。而蜂窝式电网则是由不同电压等级的层级构成,每个层级包含相互支撑与补偿的多个节点。这就意味着,当某层级的一个节点出现供电故障时,同层级的其它节点可以通过智能网关将该节点进行隔离,并通过有效的补偿,确保层级整体的持续供电,以达到安全、可靠供电的作用。“增加发电、传输和配电系统的整体效率”是蜂窝式电网的另一种优势。

 

蜂窝式电网的层面设计理念,可以充分调动小型可再生清洁能源发电的企业或家庭的发电上网,增加发电能力。同时,在同一个层级上,利用网络将已有的电能调动到缺电的地方,从而使电能能够被充分地利用。这是现有配电体系无法实现的。

 

蜂窝式电网不仅可以对于一般用电环境进行改善,对于某些特定的用电环境亦有帮助。例如,日本福岛核电站事件表面上看是由于地震所导致的。而实际上是由采用的分布式配电网络所造成的初始问题而引发。首先,核电站由于受到地震的影响,导致电站不能自行发电,而自备的发电设备又不能使用,由此而来,导致核燃料过热而发生爆炸。倘若采用了蜂窝式配电网络,它就会很容易地在短时间内获得由旁路提供的电源,就会有效地阻止事件的发生。再如,蜂窝式电网也可以帮助建立高速铁路的高效配电体系。比如:机车的行进是靠电能的。当无列车时,其电能就不会被利用。众所周知,高速铁路的配电是以5KV为单位,每50KM为一段,中间50M的间隔为滑行段。是否可以利用这种特点,以蜂窝切割方式的进行配电,从而可以达到能源的有效配给与节约呢?

 

蜂窝电网的电能交易平台

 

蜂窝式电网幻化了电能提供者与消费者的界线,无论是电能提供者还是消费者,都可以成为这个交易平台的用户,这不像分步式电网下明确区分的发电者与用电者角色。这将有利于用户进行用电直购。例如:一个住在弗吉尼亚州的用户,可以根据自身对于用电量与用电价格的需要,通过电网购买加利福尼亚州的发电单位的电能。同时,它还可以促成非货币化的能源交易,也可以促成发电厂间的非等价电能交易模式。

 

另外,当采用了上述新型交易平台进行供用电交易时,对消费者用电量抄收的权力归属问题以及采用直购电交易的电价等问题都应在交易平台的建设中予以探讨与确定。

 

需要提醒的是,在智能电网的环境下,消费者也是潜在的发电者。而上述蜂窝式电网的结构,使发电门槛降低。当发电可以成为获利的手段时,消费者就会建立小型的发电装置,进而刺激可再生清洁能源的使用。

 

值得注意的是,当发电者和消费者角色共存时,它应该具有两个不同的计量装置,即一个用电表,一个发电表。而二者不应该共用的。因为有可能,对于其消费电能的提供者具有不确定性,而对于其发电的使用者也是不确定的。

 

由于采用蜂窝式电网的层级管理模式,必然会导致跨行地理区域的远程购电行为,这就需要银行介入,以提供相关信誉担保及结算业务。

 

庞大的电能购销群体,需要网络信息检索业务及网络交易业务平台的支撑,以帮助用户进行合理的销售与购买选择。

 

可以产生电能的大量期货交易,以使供电者与消费者选择恰当地发电与用电方式。

 

对于小规模企业或家庭而言,当发电可能成为一种获利方式的时候,将更大地刺激可再生清洁能源的发展与应用。

 

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