國家主席習(xí)近平在研究中國能源安全戰(zhàn)略時,提出能源行業(yè)要推動能源消費(fèi)、能源供給、能源技術(shù)和能源體制四方面的革命。筆者認(rèn)為,以“智能云平臺、智能用電平臺、智能生產(chǎn)平臺、智能存儲平臺”為軟構(gòu)架的智能電網(wǎng)將推動中國乃至世界能源革命。
無論是用繁衍和學(xué)習(xí)機(jī)制對抗個體消逝保持整體延續(xù),還是百折不撓地探索外太空的茫茫宇宙,人類進(jìn)化的歷程就是突破時間和空間限制的歷程。為了克服時間和空間對能源利用的限制,人類提出了新的能源發(fā)展理念并加以實施,這就是智能電網(wǎng)。
近日,國家主席習(xí)近平在研究中國能源安全戰(zhàn)略時,提出能源行業(yè)要推動能源消費(fèi)、能源供給、能源技術(shù)和能源體制四方面的革命。筆者認(rèn)為,以“智能云平臺、智能用電平臺、智能生產(chǎn)平臺、智能存儲平臺”為軟構(gòu)架的智能電網(wǎng)將推動中國乃至世界能源革命。
“智能云平臺”促進(jìn)能源體制革命
何時生產(chǎn)、何時消費(fèi)、生產(chǎn)多少、消費(fèi)多少等問題,是能源體制要解決的基本問題。筆者認(rèn)為,計劃經(jīng)濟(jì)傾向于以生產(chǎn)定消費(fèi),市場經(jīng)濟(jì)偏重于以消費(fèi)定生產(chǎn)。我國改革開放的過程,就是從“以生產(chǎn)定消費(fèi)”到“以消費(fèi)定生產(chǎn)”的轉(zhuǎn)變。今天,中國仍然延續(xù)“以生產(chǎn)定消費(fèi)”的能源舊體制,依靠人來調(diào)節(jié)何時生產(chǎn)、生產(chǎn)多少等問題。近年來,大量的人力物力投入到能源生產(chǎn)當(dāng)中,確保了能源的相對平衡。但是,由于人力永遠(yuǎn)不能實時獲得完全對稱的信息,能源短缺和過剩的現(xiàn)象經(jīng)常會交替出現(xiàn)。
因此,我們需要建立“智能云平臺”,將能源的“生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲、消費(fèi)”四個環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行收集處理、實時通訊,對歷年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對,在某一個時段預(yù)測到下一個時段的負(fù)荷走向,作出預(yù)調(diào)節(jié),從而避免能源浪費(fèi),提高單位能效。同時,處理需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)在時間和空間上的“梗阻”和“延遲”癥狀,讓電力需求始終處于在線調(diào)節(jié)狀態(tài)。
這是革命性的體制變化,能源資源配置的主體由原來的人工,變革為由需求側(cè)的市場信息,能源價格自然地調(diào)節(jié)著供求關(guān)系,能源的商品屬性在這個平臺上得以實現(xiàn)。
“智能用電平臺”促進(jìn)能源消費(fèi)革命
筆者認(rèn)為,能源消費(fèi)的最大問題是觀念問題。比如認(rèn)為只要花了錢,愛用多少能源是個人的事。要改變能源消費(fèi)觀念,并非一日之功。既然道德教育和社會風(fēng)氣的養(yǎng)成尚需時日,那么,就要轉(zhuǎn)而從規(guī)則和制度上尋找方法。這就需要建立“智能用電平臺”,將需求側(cè)精細(xì)地管起來。表面來看,“智能用電平臺”是一種技術(shù),其實它是一種規(guī)則,這種新的規(guī)則就是“分類別、分時段差別電價管理”。
筆者在《請不要誤讀“智能電網(wǎng)”》一文中提出了“當(dāng)令負(fù)荷管理”的概念。所謂“當(dāng)令負(fù)荷管理”,就是規(guī)定什么時段用電干什么,這個時段的負(fù)荷類型就是“當(dāng)令負(fù)荷”,超出這個時段的負(fù)荷則是“反季負(fù)荷”。
比如在上下班高峰期,交通用電為“當(dāng)令負(fù)荷”,用電相對平價,而如果某個家庭一定要在這個時刻燒開水洗衣服,那么搶奪的是交通用電負(fù)荷等“當(dāng)令負(fù)荷”,按照規(guī)則,就必須付出遠(yuǎn)高于燒開水洗衣服“當(dāng)令負(fù)荷”的價格。
“智能用電平臺”在負(fù)荷精細(xì)化分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行分時分類需求側(cè)管理,對粗放的需求側(cè)管理進(jìn)行顛覆性的改造。這不僅涉及到軟硬件的更新,還要重構(gòu)整個需求側(cè)負(fù)荷管理體系。有人擔(dān)心如此復(fù)雜的工程,實現(xiàn)起來難度太大。表面看他們的擔(dān)心是技術(shù),其實還是觀念的問題,守舊思想讓他們不愿改變。
“智能用電平臺”有兩個接口,一個對著“智能云平臺”,上傳用電數(shù)據(jù),例如各類負(fù)荷的表現(xiàn)周期和峰谷值,“智能云平臺”將信息進(jìn)行運(yùn)算后共享給其它平臺,作為能源生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸?shù)臎Q策基礎(chǔ)。同時,另一個接口對著電力消費(fèi)者,改造后的家庭電器插口,會對負(fù)荷分類,不同類別賦予不同的電價,用價格來調(diào)節(jié)用電行為。
“智能生產(chǎn)平臺”促進(jìn)能源供給革命
“智能用電平臺”將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到“智能云平臺”上,“智能云平臺”按照規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算形成指令,對電能的生產(chǎn)側(cè)發(fā)出請求。于是,就需要“智能生產(chǎn)平臺”來接受并處理指令,對發(fā)電廠進(jìn)行“生產(chǎn)指標(biāo)”分配,根據(jù)出力效率等主要參數(shù)決定哪些機(jī)組停發(fā)、哪些機(jī)組發(fā)電。
“智能生產(chǎn)平臺”指揮著各類電能生產(chǎn)廠家,包含火電、水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等。我們知道,不同的發(fā)電方式的成本不同,就是同一種發(fā)電的方式在不同時期的成本也不會一樣。為此,“智能生產(chǎn)平臺”應(yīng)具備篩選功能。例如,在豐水時節(jié),自然匹配到水力發(fā)電。這樣,有利于各種發(fā)電方式相互補(bǔ)充和平衡,同時促進(jìn)了能效提升。
由于“智能云平臺”掌握了歷年數(shù)據(jù)的負(fù)荷規(guī)律,具備了預(yù)測負(fù)荷的能力,為“智能生產(chǎn)平臺”提供了科學(xué)的決策基礎(chǔ)。什么時候發(fā)電,用什么方式發(fā)電,發(fā)多少電的問題就會迎刃而解!爸悄苌a(chǎn)平臺”根據(jù)“智能云平臺”傳遞的信息進(jìn)行機(jī)組的開啟和停運(yùn),同時動態(tài)地接收指令并加以執(zhí)行,保持電能生產(chǎn)與消費(fèi)的平衡。
“智能存儲平臺”促進(jìn)能源技術(shù)革命
電既有普通商品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲、消費(fèi)的普遍特征,又有不易存儲的獨(dú)有特征,電能必須在瞬時完成發(fā)、輸、配、供、用。這需要在電能存儲技術(shù)方面尋求突破。
儲能就像存錢,將今天的錢存起來,以備不時之需。儲能是將不能立即消納的電能儲存起來,放到另一個時段去用,打破時間對電能利用的限制。
我們知道,可再生能源一般情況下具有不確定性。例如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等發(fā)電方式不穩(wěn)定,接入電網(wǎng)將會給電網(wǎng)帶來擾動,威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。不發(fā)電浪費(fèi),發(fā)電上網(wǎng)又不安全,因此,發(fā)展可再生能源迫切需要儲能技術(shù),將不穩(wěn)定的能源通過儲能手段存儲起來,以特定的