智能電網是電網的智能化,建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用,實現(xiàn)電網的可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。
“十二五”期間,國家電網將投資5000億元,建成連接大型能源基地與主要負荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網架和13回長距離支流輸電工程,初步建成核心的世界一流的堅強智能電網。
而根據(jù)最新報告顯示,修建智能電網所需的成本收益是可視化數(shù)字網絡的兩倍還多。傳感器網絡也由于智能電網在變化多樣的地理環(huán)境中有望成為在該領域的熱門應用之一。
據(jù)電力研究所(以下稱EPRI)報告,預估美國升級國家電網將要花費3380億美元至4760億美元之間,比2004年所預測的1650億美元多出不少,約為兩到三倍。收益預計也會飆升至1.2萬億美元到2萬億美元之間,遠高于2004年預估的6600億美元。
EPRI當前所作預測不包括插電式和混合動力汽車,可再生能源,網格式能量存儲,下一代分布式和需求響應解決方案,在改變能源價格上從而讓消費者調整能源使用。智能電網的好處還在于減少二氧化碳排放、節(jié)約能源和減少停電,以上每項均需花費100億美元成本。
建立智能電網所需大部分成本,預計2310億美元至3390億美元得花費在終端電力分布系統(tǒng),該報告指出。智能電網在電力設施上的終端信息系統(tǒng)也要花費高達323億美元和另需花費37億美元用于網絡安全軟硬件建設。
電力傳送線上的傳感器
傳感器網絡則為智能電網另外一個關鍵的應用,并且越來越受到關注。EPRI預計將要花費60億美元購買7萬個網絡傳感器和各種各樣的相關管理器件。
“在最后的18個月,其中令我們深感意外的是,傳感器在輸配電系統(tǒng)中的應用,”ClarkGellings表示,他是來自EPRI和報告其中之一作者。
“很多資產(電力設施)的老化和其產品使用壽命息息相關?!盙ellings指出?!袄?,當前的變電站使用壽命一般為42年,可是其設計壽命為40年?!彼f。
美國政府花費大約430億美元在各種智能電網項目上,并率先成為2009刺激經濟法案的一部分。EPRI專家指出,作為該項工作的一部分,還得致力于智能電網標準的制定,這或將對智能電網的建設造成影響。
報告指出,美國建設智能電網的的成本將會平攤到所有能源使用的消費者身上,某機構估計該用戶群體將從2007年的1.42億人上升到2030年的1.65億人。
到了2030約有1.439億人使用智能電網,而住宅區(qū)大部分用戶將大約每月消費12美元的智能電網資源,如果以十年為一周期來算,則總共大約花費1455美元。而這些用戶的花費相對于約兩千萬商業(yè)用戶每年花費1萬美金,或每月需支付84美元和超過90萬工業(yè)用戶每年支付15.1萬美元,或每月支付1266美元來說低得多。
大約10個EPRI經理們從事該報告的撰寫,而且選出了大約12個各工業(yè)部門主管。EPRI是一個獨立的部門,該智囊團由很多非營利性的美國社會學者構成,給予智力支持。
智能電網工程中運用了大量的傳感器,包括位置傳感器、轉速傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等。這些傳感器在電網中建立一個傳感器網絡。這種傳感器網絡和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎設施一起提供相關數(shù)據(jù),讓電廠能更有效地進行電力分配并檢測到潛在問題。