無(wú)論是用繁衍和學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)抗個(gè)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(shí)間和空間限制的歷程。為了克服時(shí)間和空間對(duì)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(shí)施，這就是智能電網(wǎng)。
近日，國(guó)家主席習(xí)近平在研究中國(guó)能源安全戰(zhàn)略時(shí)，提出能源行業(yè)要推動(dòng)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(tái)、智能用電平臺(tái)、智能生產(chǎn)平臺(tái)、智能存儲(chǔ)平臺(tái)”為軟構(gòu)架的智能電網(wǎng)將推動(dòng)中國(guó)乃至世界能源革命。
“智能云平臺(tái)”促進(jìn)能源體制革命
何時(shí)生產(chǎn)、何時(shí)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(jì)劃經(jīng)濟(jì)傾向于以生產(chǎn)定消費(fèi)，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)偏重于以消費(fèi)定生產(chǎn)。我國(guó)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(guó)仍然延續(xù)“以生產(chǎn)定消費(fèi)”的能源舊體制，依靠人來(lái)調(diào)節(jié)何時(shí)生產(chǎn)、生產(chǎn)多少等問題。近年來(lái)，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(duì)平衡。但是，由于人力永遠(yuǎn)不能實(shí)時(shí)獲得完全對(duì)稱的信息，能源短缺和過剩的現(xiàn)象經(jīng)常會(huì)交替出現(xiàn)。
因此，我們需要建立“智能云平臺(tái)”，將能源的“生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)”四個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行收集處理、實(shí)時(shí)通訊，對(duì)歷年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，在某一個(gè)時(shí)段預(yù)測(cè)到下一個(gè)時(shí)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(shí)，處理需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)在時(shí)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(lái)的人工，變革為由需求側(cè)的市場(chǎng)信息，能源價(jià)格自然地調(diào)節(jié)著供求關(guān)系，能源的商品屬性在這個(gè)平臺(tái)上得以實(shí)現(xiàn)。
“智能用電平臺(tái)”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(gè)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(huì)風(fēng)氣的養(yǎng)成尚需時(shí)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(tái)”，將需求側(cè)精細(xì)地管起來(lái)。表面來(lái)看，“智能用電平臺(tái)”是一種技術(shù)，其實(shí)它是一種規(guī)則，這種新的規(guī)則就是“分類別、分時(shí)段差別電價(jià)管理”。
筆者在《請(qǐng)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(shí)段用電干什么，這個(gè)時(shí)段的負(fù)荷類型就是“當(dāng)令負(fù)荷”，超出這個(gè)時(shí)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(duì)平價(jià)，而如果某個(gè)家庭一定要在這個(gè)時(shí)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(jià)格。
“智能用電平臺(tái)”在負(fù)荷精細(xì)化分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行分時(shí)分類需求側(cè)管理，對(duì)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(gè)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(shí)現(xiàn)起來(lái)難度太大。表面看他們的擔(dān)心是技術(shù)，其實(shí)還是觀念的問題，守舊思想讓他們不愿改變。
“智能用電平臺(tái)”有兩個(gè)接口，一個(gè)對(duì)著“智能云平臺(tái)”，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(tái)”將信息進(jìn)行運(yùn)算后共享給其它平臺(tái)，作為能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)臎Q策基礎(chǔ)。同時(shí)，另一個(gè)接口對(duì)著電力消費(fèi)者，改造后的家庭電器插口，會(huì)對(duì)負(fù)荷分類，不同類別賦予不同的電價(jià)，用價(jià)格來(lái)調(diào)節(jié)用電行為。
“智能生產(chǎn)平臺(tái)”促進(jìn)能源供給革命
“智能用電平臺(tái)”將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到“智能云平臺(tái)”上，“智能云平臺(tái)”按照規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算形成指令，對(duì)電能的生產(chǎn)側(cè)發(fā)出請(qǐng)求。于是，就需要“智能生產(chǎn)平臺(tái)”來(lái)接受并處理指令，對(duì)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(tái)”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(yáng)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(shí)期的成本也不會(huì)一樣。為此，“智能生產(chǎn)平臺(tái)”應(yīng)具備篩選功能。例如，在豐水時(shí)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(shí)促進(jìn)了能效提升。
由于“智能云平臺(tái)”掌握了歷年數(shù)據(jù)的負(fù)荷規(guī)律，具備了預(yù)測(cè)負(fù)荷的能力，為“智能生產(chǎn)平臺(tái)”提供了科學(xué)的決策基礎(chǔ)。什么時(shí)候發(fā)電，用什么方式發(fā)電，發(fā)多少電的問題就會(huì)迎刃而解。“智能生產(chǎn)平臺(tái)”根據(jù)“智能云平臺(tái)”傳遞的信息進(jìn)行機(jī)組的開啟和停運(yùn)，同時(shí)動(dòng)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(chǔ)平臺(tái)”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(chǔ)、消費(fèi)的普遍特征，又有不易存儲(chǔ)的獨(dú)有特征，電能必須在瞬時(shí)完成發(fā)、輸、配、供、用。這需要在電能存儲(chǔ)技術(shù)方面尋求突破。
儲(chǔ)能就像存錢，將今天的錢存起來(lái)，以備不時(shí)之需。儲(chǔ)能是將不能立即消納的電能儲(chǔ)存起來(lái)，放到另一個(gè)時(shí)段去用，打破時(shí)間對(duì)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(yáng)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(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)擾動(dòng)，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(chǔ)能技術(shù)，將不穩(wěn)定的能源通過儲(chǔ)能手段存儲(chǔ)起來(lái)，以特定的方式轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電能再上傳至電網(wǎng)�；蛘�，通過分布式微電網(wǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)就地消納和平衡。
目前，筆者知道的主要儲(chǔ)能技術(shù)有物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能，抽水蓄能電站就是物理儲(chǔ)能方式的典型代表。在電力較為充足的時(shí)候?qū)⒑０蔚偷乃榈礁咛�，在缺電時(shí)放水發(fā)電�；瘜W(xué)儲(chǔ)能就是利用蓄電池技術(shù)儲(chǔ)能，目前國(guó)際上還沒有大容量的化學(xué)儲(chǔ)能解決方案。
當(dāng)前，電動(dòng)汽車應(yīng)該引起高度關(guān)注，它不僅是交通方式變革，更是一種分布式儲(chǔ)能解決方案。在負(fù)荷低谷的深夜，電動(dòng)汽車充電就是“當(dāng)令負(fù)荷”，此時(shí)充電是再經(jīng)濟(jì)不過的事，“智能存儲(chǔ)平臺(tái)”所要做的，就是幫助儲(chǔ)能中介確定充放能量的時(shí)段和數(shù)量。
今天，智能電網(wǎng)不僅以儲(chǔ)能技術(shù)打破時(shí)間的限制，而且以大容量、遠(yuǎn)距離的輸電打破空間限制，將人類利用能源的方式帶入一個(gè)嶄新的時(shí)代，以中國(guó)力量推動(dòng)著能源革命。
