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浅析智能电表的应用与未来发展

2018-03-28

  随着大量的可再生能源引入电网,保持高质量电力的稳定供应正成为一个更大的全球性挑战。高品质的电力在电压和频率方面都是很稳定的,这也是电源必不可少的特性。而采用新能源配套使用的储能系统克服这一挑战的需求正在上升。日立欧洲公司社会创新业务首席数字官兼首席商务官Ram Ramachander日前阐述了日立公司如何开发新电池储能解决方案、扩展智能电表电动汽车计划的努力,并对能源的未来发展进行了展望。

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  网络连通性和前所未有的数据量正在使许多行业发生革命性改变,能源也不例外。数字化正在改变人们生产、分配和管理能源的方式。人工智能和机器学习可实现整个能源网络的预测性维护,而电池储能技术则可实现可再生能源的集成。在家庭应用中,安装智能电表,计划购买电动汽车。这些进步促使能源实现民主化,让消费者成为既是生产者又是能源消耗者。随着技术不断变化,下一个发展将会发生在哪里?日立公司与咨询机构弗若斯特沙利文公司合作撰写的最新白皮书探讨了这些问题。这个调查研究强调了创新快速发展的三个领域:电池储能的蓬勃发展,智能电表的广泛应用,以及进入电动汽车的时代。

  (1)电池储能的繁荣发展

  电池储能是将可再生能源成功整合到电网的关键。其存储能量的能力可以为电网提供平滑、拥塞管理和频率调节服务,这对电源的有效整合至关重要。这些进步取决于电池技术的发展。新的锂离子电池延长了产品寿命,提高了储能容量,缩减了体积,而先进的电池管理系统通过关税价格跟踪和套利服务最大限度地节省了成本。

  在未来,一旦降低前期成本,安装自己的储能系统的消费者将看到显著的成本节约,以及通过基于云计算的社区销售回电网来创造收入的能力。这些社区不仅可以接入家庭,还可以接入电动汽车(EV),从而允许采用电网充电点进行廉价和绿色的充电。区块链技术目前正在用于试点项目,为已安装和连接太阳能电池板、储能系统、电动车的消费者提供互联网对等能源交易所需的信任层。

  报告指出,“为什么电池储能对未来的能源路线图如此重要?它有双重用途。首先,它促进了间歇性可再生能源的整合,同时可以创造收入。电池储能推动2020年以后住宅储能系统的大规模市场采用。到2025年,我们预计住宅储能将成为所有可再生能源项目的一个综合和必不可少的组成部分。”

  (2)智能电表的应用日益广泛

  智能电表是智能电网和数字能源的基石之一,因为它们产生了大量的数据。随着越来越多的用户通过智能仪表连接,系统可用的数据量也随之增加。智能电表的重要性在于其简单性。与电池储能和电动汽车相比,其进入门槛较低(前期成本通常由能源供应商承担),这意味着它们有可能对普通消费者产生最直接的影响。在欧洲,欧盟对智能电表安装有着强力的监管,瑞典、意大利和芬兰等国家已经接近100%的智能电表普及率,并在客户参与和积极的能源管理举措方面受益。

  随着越来越多的智能电表的安装,向数字零售服务开放的大门,例如关税优化、客户参与和物联网(物联网)技术。在这些优势中,物联网技术可能是最令人兴奋的:智能电表在消费层面提供网关服务,如对商业和工业客户的需求响应、远程楼宇控制、家庭能源管理和能源优化。创造效率的机会是巨大的。

  (3)进入电动汽车的时代

  “能源行业的电气化是一个转型趋势。电动汽车的应用增长迅速加快,2017年全球电动汽车销量超过100万辆。汽车行业本质上以客户为中心,并且节奏快,企业通过投资研发和积极推广电动车来应对这一变化。再加上各国政府制定了禁止内燃机汽车销售的目标,推动了电动汽车市场的发展。

  电子机动和能源的融合是明确的。将有机会解决充电基础设施和电网平衡问题,以及部署数以百万计的电动汽车,创建分布式储能网络。电动汽车、太阳能光伏发电和家庭储能的整合推动了车辆到家庭(V2H)概念的出现。V2H解决方案可最大限度地提高电动汽车所有者的能源效率和成本节省,因为能源将在低价时段从电网中释放,并储存在电动车辆中,并在高峰时段将电能回收到电网,创造收入。2020年以后,电动汽车用于电网服务的多余存储的电能提供给家庭、商业设施和公共充电基础设施。一旦能够利用电动汽车作为创收手段的能力得以大规模实现,就可以缓解前期成本高昂的挑战,到2025年,预计每年新车的需求量将上升至近2000万辆。

  对能源的未来发展的展望

  这三个领域代表了数字能源领域最热门的创新机会。据预测,到2025年,智能能源基础设施的价值每年至少可以达到1.5万亿美元,从商业、客户和社会的市场机会和效益来看。致力于让人们的生活更加可持续发展不再是一种选择,而是一个真正推动利用智能技术的发展来最大限度地利用可再生能源的机会。能源数字化转型背后的动力和机遇是巨大的,政府、企业和消费者必须为此共同努力。