2014年3月27日，在2014中國(guó)清潔電力峰會(huì)暨中國(guó)國(guó)際清潔能源博覽會(huì)智能電網(wǎng)論壇上，日立(中國(guó))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(qǐng)日立(中國(guó))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(gè)簡(jiǎn)單的報(bào)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(lái)，還會(huì)出現(xiàn)很多方面問(wèn)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(shí)際上分兩大塊：第一塊，日立公司對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)和想法。簡(jiǎn)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(hào)館有日立的展臺(tái)，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(duì)來(lái)說(shuō)更全一些，我本人也在那里，可以跟大家進(jìn)行產(chǎn)品方面的深入交流。
日立對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，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(lái)可以改善供電可靠性，實(shí)現(xiàn)清潔能源社會(huì)，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(méi)有清潔的使用方式的話，對(duì)天氣帶來(lái)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(duì)電網(wǎng)的沖擊，反而會(huì)造成供需不平衡，會(huì)引起不穩(wěn)定性。第三，高效，不只從負(fù)荷角度來(lái)說(shuō)，還包括發(fā)電側(cè)，比如發(fā)電場(chǎng)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(wú)限的應(yīng)用資源，而是用最好的資源實(shí)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(dòng)汽車，在未來(lái)幾年，用戶側(cè)的變化也是非常大的，需要有一個(gè)非常完善的智能電網(wǎng)的系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，比如：導(dǎo)入大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)一旦擴(kuò)大以后，一旦出現(xiàn)故障以后，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)會(huì)有非常大的影響，將來(lái)規(guī)模越來(lái)越大，帶來(lái)的危險(xiǎn)也越來(lái)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(qiáng)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(chǔ)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(lái)說(shuō)，有SV機(jī)，有高壓側(cè)的，隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電，對(duì)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(chǔ)能設(shè)備。
針對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)在主要從以下五大方向進(jìn)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(lái)，通過(guò)更詳細(xì)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，日本有一些特殊情況，針對(duì)特殊自然災(zāi)害能夠進(jìn)行預(yù)測(cè)。配電技術(shù)，文化總自動(dòng)化角度考慮，盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少停電時(shí)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(guó)內(nèi)信息交互，盡可能把信息收集出來(lái)，跟負(fù)荷側(cè)進(jìn)行信息互動(dòng)，這是將來(lái)要主推的幾部分。還有一個(gè)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(lái)，我們?cè)诩哟筮@方面的力度，一個(gè)是非瑩合金變壓器，另外一個(gè)是電池技術(shù)，剛才，好多人都提到未來(lái)智能電網(wǎng)建設(shè)中儲(chǔ)能技術(shù)是一個(gè)瓶頸，日立公司一直致力于技術(shù)方面的工作。
各個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品，清潔能源以及儲(chǔ)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(gè)產(chǎn)品，在北京也可以生產(chǎn)，比如光伏逆變器，生產(chǎn)起來(lái)比較快，維護(hù)起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較快，設(shè)計(jì)壽命15年，日立主推的是儲(chǔ)能系統(tǒng)，雖然是一個(gè)瓶頸，現(xiàn)在還有些電池是能用的，經(jīng)過(guò)對(duì)老電池的改進(jìn)，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(gè)地方使用的電池特性是不一樣的，比如鉛酸電池的特點(diǎn)是容量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，瞬間輸出能力相對(duì)來(lái)說(shuō)比鋰電池差一些，如果單純的從儲(chǔ)存角度來(lái)說(shuō)，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(shí)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(hào)CH75-6，體積相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，1.67千瓦時(shí)，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(gè)模塊，一個(gè)柜子是39千瓦時(shí)。在日本，日立的儲(chǔ)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(diǎn)的，我們?cè)谥袊?guó)做的第一個(gè)儲(chǔ)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(guò)一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，是新型的鋰電池實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。啞彈地質(zhì)公園微網(wǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目，周圍是光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，電池容量584千瓦時(shí)。市浦風(fēng)力發(fā)電的輸出穩(wěn)定儲(chǔ)能項(xiàng)目，風(fēng)力發(fā)電相對(duì)來(lái)說(shuō)有一定的波動(dòng)，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(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)日本有個(gè)補(bǔ)償制度，導(dǎo)入以后，國(guó)家補(bǔ)助投資的1/3，因?yàn)橛袊?guó)家的補(bǔ)助，推廣起來(lái)比較合適，得到1/3的補(bǔ)助以后可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，而且百分之百可以上網(wǎng)。容量10兆瓦時(shí)，6臺(tái)750千瓦的變頻器。天津生態(tài)城電力營(yíng)業(yè)所微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，電池容量60千瓦時(shí)，當(dāng)時(shí)負(fù)荷設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少，電池容量并沒(méi)有完全被使用，這是在中國(guó)做的最新的項(xiàng)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(jì)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(yùn)輸費(fèi)用，所以很多在國(guó)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(guó)內(nèi)一些廠家的產(chǎn)品比起來(lái)毫不遜色。
配電自動(dòng)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(shí)間對(duì)比圖，配電網(wǎng)的自動(dòng)化和自愈程度很大程度上可以決定停電時(shí)間，日本一年停電19分鐘，包括計(jì)劃停電的時(shí)間在內(nèi)，由于事故導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的停電現(xiàn)象基本上是沒(méi)有的。故障時(shí)的自動(dòng)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(cè)起來(lái)，最起碼先看到，看到以后提供相關(guān)的信息再進(jìn)行總體調(diào)配，第二步實(shí)現(xiàn)調(diào)配的功能，然后再進(jìn)行協(xié)調(diào)。CEMS系統(tǒng)簡(jiǎn)單架構(gòu)，基于CEMS能耗管理平臺(tái)下，可以把樓宇系統(tǒng)、樓宇能耗、電動(dòng)汽車能耗、一般家庭能耗數(shù)據(jù)收集上來(lái)，在高壓側(cè)可以加一些儲(chǔ)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(tái)上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)積累以后進(jìn)行解析，我們做了一些驗(yàn)證，框架基本按照這個(gè)方式做的，將來(lái)這套系統(tǒng)還可以跟智能家居結(jié)合起來(lái)。可能的話，未來(lái)還可以跟配電一起進(jìn)行協(xié)調(diào)。
CEMS管理系統(tǒng)案例，我們?cè)诖筮B的一個(gè)項(xiàng)目，區(qū)域里所有能耗都展示出來(lái)了，可以進(jìn)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(wèn)題，針對(duì)存在的問(wèn)題，我們提供了控制系統(tǒng)，我們提出問(wèn)題點(diǎn)，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(jìn)行控制了。
需求側(cè)方面，從真正的電力終端角度來(lái)說(shuō)，負(fù)荷需求側(cè)管理角度主要是兩大塊：一個(gè)是節(jié)能，另一個(gè)是能源可視化度，一開始大家對(duì)能源可視化沒(méi)有太大的認(rèn)可，大家都考慮可視化以后能干什么，國(guó)外研究表明，能耗可視化以后，會(huì)有一些自發(fā)的行為，但是沒(méi)有意識(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，能耗能降5-10%，看到以后，不管怎么樣，自己會(huì)有些自發(fā)活動(dòng)，實(shí)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(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)，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(shí)還可以用iPad、手機(jī)等設(shè)備對(duì)家里的插座進(jìn)行管理，盡可能用相對(duì)來(lái)說(shuō)容易操作的方式讓用戶能夠參加到活動(dòng)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(gè)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(lái)說(shuō)，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行管理。另外，可以對(duì)每個(gè)插座進(jìn)行手動(dòng)的開關(guān)，還有一種方式類似于日程管理，晚上八點(diǎn)以后所有插座全斷掉，或者所有照明全關(guān)掉，可以通過(guò)程序進(jìn)行管理。
