2014年3月27日，在2014中國清潔電力峰會暨中國國際清潔能源博覽會智能電網(wǎng)論壇上，日立(中國)有限公司張建博士介紹日立在智能電網(wǎng)方面所做的探索性工作，以下為詳細(xì)內(nèi)容。
主持人：謝謝!下面，請日立(中國)有限公司張建博士介紹日立在智能電網(wǎng)方面所做的探索性工作。
張建：各位嘉賓：上午好!
非常榮幸可以代表日立公司就日立公司在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的一些工作做個簡單的報告。日立為什么嘗試智能電網(wǎng)方面的工作呢?現(xiàn)在的概念很多，但是要想真正做起來，還會出現(xiàn)很多方面問題。日立公司做的領(lǐng)域非常全，但是還有很多不足的地方。我介紹五大塊內(nèi)容，實際上分兩大塊：第一塊，日立公司對智能電網(wǎng)的認(rèn)識和想法。簡單介紹一下我們的方針和方向。第二、第三、第四、第五節(jié)介紹一下我們的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。旁邊2號館有日立的展臺，大家有興趣的話，可以看一下相關(guān)的產(chǎn)品，那里面的內(nèi)容相對來說更全一些，我本人也在那里，可以跟大家進行產(chǎn)品方面的深入交流。
日立對智能電網(wǎng)的認(rèn)識，我們的思維方式跟各位專家的想法基本一致，智能電網(wǎng)在將來可以改善供電可靠性，實現(xiàn)清潔能源社會，支撐高效率的電力供給的新一代電力流通系統(tǒng)。主要分成三大部分：第一，低碳素，如果沒有清潔的使用方式的話，對天氣帶來的影響是非常嚴(yán)肅的后果，低碳素是最重要的部分。第二，提高供電可靠性，清潔能源導(dǎo)入以后，很有可能出現(xiàn)對電網(wǎng)的沖擊，反而會造成供需不平衡，會引起不穩(wěn)定性。第三，高效，不只從負(fù)荷角度來說，還包括發(fā)電側(cè)，比如發(fā)電場的數(shù)量，冗余的發(fā)電廠的數(shù)量能減少很多，相反可以減少投資，同樣，可以更高效的利用很多設(shè)備，而不是無限的應(yīng)用資源，而是用最好的資源實現(xiàn)最好的優(yōu)化。新一代電力系統(tǒng)，我們現(xiàn)在是這樣的思維方式，在需求側(cè)，除了傳統(tǒng)的用戶，增加了分布式電源，今年也提到了電動汽車，在未來幾年，用戶側(cè)的變化也是非常大的，需要有一個非常完善的智能電網(wǎng)的系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，比如：導(dǎo)入大規(guī)模儲能系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)一旦擴大以后，一旦出現(xiàn)故障以后，對整個電網(wǎng)會有非常大的影響，將來規(guī)模越來越大，帶來的危險也越來越大，需要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。按照電網(wǎng)的層次，日立在日本算是比較強的三大電力制造企業(yè)之一，從電力發(fā)電到電力系統(tǒng)的流程中都有自己的專門技術(shù)，儲能系統(tǒng)中，除了一般的電池，還有抽水系統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，從系統(tǒng)穩(wěn)定性角度來說，有SV機，有高壓側(cè)的，隨著太陽能光伏發(fā)電，對低壓側(cè)也有一定影響。另外，高壓直流，配電側(cè)還有一些設(shè)備，比如非晶合金變壓器，可以減少空檔損耗，比如用戶側(cè)，我們有自己的AMI系統(tǒng)和相關(guān)的儲能設(shè)備。
針對智能電網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)在主要從以下五大方向進行技術(shù)研發(fā)以及事業(yè)開拓，首先，有電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)，比如集中式控制，現(xiàn)在是分散式控制、自律式控制，未來，通過更詳細(xì)的負(fù)荷預(yù)測，日本有一些特殊情況，針對特殊自然災(zāi)害能夠進行預(yù)測。配電技術(shù)，文化總自動化角度考慮，盡可能實現(xiàn)自動化，減少停電時間。FACTS技術(shù)，跟配電有一定關(guān)系。電力信息技術(shù)，類似于國內(nèi)信息交互，盡可能把信息收集出來，跟負(fù)荷側(cè)進行信息互動，這是將來要主推的幾部分。還有一個最基礎(chǔ)的技術(shù)，是材料技術(shù)，如果材料不是很好的材料的話，開發(fā)不出特別好的設(shè)備出來，我們在加大這方面的力度，一個是非瑩合金變壓器，另外一個是電池技術(shù)，剛才，好多人都提到未來智能電網(wǎng)建設(shè)中儲能技術(shù)是一個瓶頸，日立公司一直致力于技術(shù)方面的工作。
各個領(lǐng)域的產(chǎn)品，清潔能源以及儲能領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品，日立在清潔能源發(fā)電方面投入的比較大，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電有幾個產(chǎn)品，在北京也可以生產(chǎn)，比如光伏逆變器，生產(chǎn)起來比較快，維護起來相對來說也比較快，設(shè)計壽命15年，日立主推的是儲能系統(tǒng)，雖然是一個瓶頸，現(xiàn)在還有些電池是能用的，經(jīng)過對老電池的改進，性能提高了很多，也在開發(fā)最新的鋰電池。為什么三種我們都開發(fā)呢?不同電池的作用是不同的，每個地方使用的電池特性是不一樣的，比如鉛酸電池的特點是容量相對來說比較大，瞬間輸出能力相對來說比鋰電池差一些，如果單純的從儲存角度來說，可以考慮鉛酸電池。
LL1500-W-8電池，額定容量1500Ah，在溫度25度使用情況下，放電深度在70%。電池安裝的實際情況，一排一排疊加的安裝方式。鋰離子電池，現(xiàn)在的型號CH75-6，體積相對來說比較小，1.67千瓦時，二三公斤重。一般的產(chǎn)品采用一般柜裝的形式，柜子里放23個模塊，一個柜子是39千瓦時。在日本，日立的儲能系統(tǒng)有一定的知名度，圖中黃色特別是日立比較有特點的，我們在中國做的第一個儲能系統(tǒng)在甘肅雅丹的地質(zhì)公園，完全孤立的地方，為小旅館提供電力。最近，我們跟電科院合作過一個儲能系統(tǒng)，是新型的鋰電池實驗項目。啞彈地質(zhì)公園微網(wǎng)儲能項目，周圍是光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，電池容量584千瓦時。市浦風(fēng)力發(fā)電的輸出穩(wěn)定儲能項目，風(fēng)力發(fā)電相對來說有一定的波動，并網(wǎng)方面有些標(biāo)準(zhǔn)，日本風(fēng)力發(fā)電廠有非常嚴(yán)格的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，為了滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，必須讓東北電力公司導(dǎo)入儲能系統(tǒng)，當(dāng)時日本有個補償制度，導(dǎo)入以后，國家補助投資的1/3，因為有國家的補助，推廣起來比較合適，得到1/3的補助以后可以實現(xiàn)商業(yè)運行，而且百分之百可以上網(wǎng)。容量10兆瓦時，6臺750千瓦的變頻器。天津生態(tài)城電力營業(yè)所微網(wǎng)儲能系統(tǒng)，電池容量60千瓦時，當(dāng)時負(fù)荷設(shè)計相對來說比較少，電池容量并沒有完全被使用，這是在中國做的最新的項目。
輸電領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品，我們的工廠在山東濟南，有GIS設(shè)備，還有變壓器和真空斷路器，主要從成本角度考慮的，日本成本比較高，還有運輸費用，所以很多在國內(nèi)開始生產(chǎn)。剛才提到非晶合金變壓器，工廠在杭州，我們的非晶合金變壓器跟國內(nèi)一些廠家的產(chǎn)品比起來毫不遜色。
配電自動化系統(tǒng)，日本大概有三大公司已經(jīng)把日本所有電力公司的電力網(wǎng)絡(luò)配電系統(tǒng)壟斷了，日立占35%，配電系統(tǒng)中有35%都是日立生產(chǎn)的。停電時間對比圖，配電網(wǎng)的自動化和自愈程度很大程度上可以決定停電時間，日本一年停電19分鐘，包括計劃停電的時間在內(nèi)，由于事故導(dǎo)致長時間的停電現(xiàn)象基本上是沒有的。故障時的自動停電恢復(fù)。
電壓調(diào)節(jié)功能，這種設(shè)備一旦導(dǎo)入，很可能造成末端或者配電線路電壓上升的情況，如果用一些系統(tǒng)，有可能末端看不到，如果采取SVC或者SVG設(shè)備的話，可以調(diào)節(jié)電壓，這也是日立的特色。
用電側(cè)主要著重于電網(wǎng)跟用戶之間的交互，并不是完全交互，交互之前首先要提供信息的可視化，大家看到以后才知道干什么，而不是一開始就提供非常復(fù)雜的東西，我們提出了地域能源管理系統(tǒng)，CEMS概念，用這樣的管理系統(tǒng)可以把一般家庭使用的電量、樓宇使用電量監(jiān)測起來，最起碼先看到，看到以后提供相關(guān)的信息再進行總體調(diào)配，第二步實現(xiàn)調(diào)配的功能，然后再進行協(xié)調(diào)。CEMS系統(tǒng)簡單架構(gòu)，基于CEMS能耗管理平臺下，可以把樓宇系統(tǒng)、樓宇能耗、電動汽車能耗、一般家庭能耗數(shù)據(jù)收集上來，在高壓側(cè)可以加一些儲能設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備，信息收集以后放在統(tǒng)一的管理平臺上，經(jīng)過一段時間的數(shù)據(jù)積累以后進行解析，我們做了一些驗證，框架基本按照這個方式做的，將來這套系統(tǒng)還可以跟智能家居結(jié)合起來?？赡艿脑挘磥磉€可以跟配電一起進行協(xié)調(diào)。
CEMS管理系統(tǒng)案例，我們在大連的一個項目，區(qū)域里所有能耗都展示出來了，可以進行電力排名，右側(cè)是第二步需要做的工作，左側(cè)以數(shù)據(jù)收集為主，基于這一兩年的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)里面存在很多問題，針對存在的問題，我們提供了控制系統(tǒng)，我們提出問題點，一開始大家只是能看到，但是不知道該怎么辦，我們現(xiàn)在提出解決辦法，然后可以進行控制了。
需求側(cè)方面，從真正的電力終端角度來說，負(fù)荷需求側(cè)管理角度主要是兩大塊：一個是節(jié)能，另一個是能源可視化度，一開始大家對能源可視化沒有太大的認(rèn)可，大家都考慮可視化以后能干什么，國外研究表明，能耗可視化以后，會有一些自發(fā)的行為，但是沒有意識，經(jīng)過一段時間，能耗能降5-10%，看到以后，不管怎么樣，自己會有些自發(fā)活動，實際上還是有些能耗的，可視化是非常重要的。在智能家居角度，我們考慮的不是特別復(fù)雜，主要是從能耗監(jiān)控方面考慮的，一般的智能插座可以進行能耗監(jiān)測，用自己的路由器把數(shù)據(jù)放到我們自己的系統(tǒng)里，同時還可以用iPad、手機等設(shè)備對家里的插座進行管理，盡可能用相對來說容易操作的方式讓用戶能夠參加到活動中，如果太復(fù)雜的話，好多人可能就不愿意做了。系統(tǒng)界面圖，可以看到每個插座使用的量是多少，關(guān)到插座以后，節(jié)省了多少電量。從公司角度來說，可以適當(dāng)?shù)倪M行管理。另外，可以對每個插座進行手動的開關(guān)，還有一種方式類似于日程管理，晚上八點以后所有插座全斷掉，或者所有照明全關(guān)掉，可以通過程序進行管理。
