7月19日專(zhuān)稿(艾斯)自2010年以來,智慧城市迅速在我國許多城市的成為建設熱潮(cháo)。需要注意的是,我(wǒ)國不同地區建設智慧城市的切入點是不(bú)同的。有些城市以信息基(jī)礎設施建設帶動(dòng)智慧城市的發展,有些以物聯網產業發展作為建設智慧城市的出發點,還有一些則著力於智能電網的建設,從而實現(xiàn)對智慧城市的有力支撐。
如今,日漸老化的電力基礎(chǔ)設施(shī)已經無法(fǎ)滿足(zú)人們對(duì)數字電源和(hé)電網日益增長的(de)需求。在當前的數字化世界,即(jí)使像智能手機這類小型電子設(shè)備,其硬件(jiàn)和軟件的正常運行都深度依賴龐大的電力網絡。這(zhè)一變化預示著傳統電網終將被混合模式的智能電(diàn)網所代替。
“智能電(diàn)網為智慧城市的布局提供(gòng)了重(chóng)要的技術基礎,同時也是(shì)建設智慧城(chéng)市(shì)的關鍵(jiàn)。”近日(rì),IEEE專家馬頌德(Massoud Amin)博士在(zài)接受C114中(zhōng)國通信網專訪時這樣表示。
為何要推行智能電網
我(wǒ)們(men)都(dōu)知道,傳統電網隻是集中式發電,由核(hé)心供電站服務於龐大的輸電網絡;而(ér)混合模式(shì)的智能電(diàn)網則能夠智能調控分布式能源、電動交通及儲能(néng)裝置等電力設備。同時,借助智能傳感器和執行器,智能(néng)電網可以準(zhǔn)確監測安全隱患或人(rén)為(wéi)故障,進(jìn)行及(jí)時警報,並自(zì)動實施可靠的對應措施。智能電網的這種“自愈能力”能(néng)確保配(pèi)電(diàn)網的不(bú)間斷供電,也由(yóu)此融入並支撐智慧城市的建設。
在馬(mǎ)頌德(dé)博士看來,推行智能電網的原因有很多。首先,借助先進的傳(chuán)感器(qì)、自動化及信息(xī)技術,電網係統的(de)可靠性和安全性將得到提升,並能夠有效減少資源浪費,使電力設備、電力係統能夠更高效(xiào)運行。其次,建設智能電網有利於應對全(quán)球(qiú)氣候變(biàn)化問題,緩解節能減碳的政策壓力。同時,技術革新也推動(dòng)了(le)交通電(diàn)氣化的(de)發展。
他認為,物聯網和智慧城市的成功實現離不開智能電網,反之亦然(rán),建設智能電網的核心技術同(tóng)樣與物聯網與(yǔ)智慧城市息息相關。“自我修複能(néng)力、可持續發展以及可靠的安全性(xìng)是這三者的最大特征(zhēng)和共性。建設物聯(lián)網、智(zhì)能(néng)電網和智慧城市(shì)等創新項目(mù)的過程中(zhōng),各個(gè)集群(qún)係統的核心技術實際上都是相通的,主要的區別隻是在於其使用規模和應用場景的不同。”
北美智能電網建設經驗
資料顯示,在我國,包括大連、天津、嘉興、南(nán)京等城市都選擇了將智能(néng)電網建設建設作為打(dǎ)造智慧城市的重要支(zhī)撐(chēng)。以嘉興為例,嘉興智能電網項目是浙江省首批13個智慧城市試點項目之一,也正成為(wéi)嘉興智慧城市建設(shè)的(de)有(yǒu)力支撐。在業內人士看來,發展智能電網能夠促(cù)進(jìn)清潔能源的大規模開發利用,使能源消費結(jié)構、電源結構得到優化調整(zhěng),形成能源和電力產業的可持續化發展和(hé)良性循環(huán)。
在介(jiè)紹北美地區的智能電網建設經驗時,馬頌德博(bó)士表示,“盡管步伐落後於(yú)歐洲地區,但北美的智能電網轉(zhuǎn)型正處於前進階段。北美的電力(lì)行業正在(zài)經曆一場意義深遠的智能電網(wǎng)技術改革,而這些改革並沒有對原有的供電係統產生破壞(huài)性影(yǐng)響。”不過,他也坦(tǎn)言,要落實這(zhè)些舉措仍然存在政(zhèng)策上(shàng)的不穩定性(xìng),這是由於在電網升級改造的過程中涉及多方利(lì)益(yì),包括公用事業、政府機構、合作承建商(shāng)、項目投資(zī)者甚至大(dà)眾消費者。
他認為,從宏觀的(de)層麵來看,政府應該推出有針對性(xìng)的政策,扶持相(xiàng)關技術發展,讓投資者了解這些項目的收益回(huí)報(bào),這樣才能更好地鼓勵他們持續投資,為創新技術的開發注入更多活力。而從技術層麵來看,智能電網(wǎng)的應用技術在過(guò)去五年裏同樣經(jīng)曆(lì)了一場(chǎng)重大革新,致使能源產業發生了翻天覆(fù)地的變化(huà)。在近五到七(qī)年時間(jiān)內,由於人們對電網的需(xū)求不斷增長和變化,促成了大量的創(chuàng)新和改革,使電力行業整體發展(zhǎn)呈上升趨勢。
從智能(néng)電網看智慧城市建設
一直以來,業界存在著一個關鍵問題:智能電網技術和更廣義(yì)層麵的智能係統是否(fǒu)能提供一(yī)個可持續的模式,以更好地進行優化能源管理、促(cù)進(jìn)經濟增長並提高人們的生活質量?馬頌德博士(shì)認為,答案是肯定的。
在廣泛地推廣這些技術應用的(de)過程中,IEEE有一些關於智慧城市建設的經驗總結,這些關鍵要點包括在製定發(fā)展方針時,將(jiāng)技術、產業(yè)、城市等因素看作一個綜合的整體係統;關注行(háng)業需求,爭取技術利潤最大化;加強鞏固技術基礎,完善基礎設施(shī)建設;善用工業園區及(jí)學校資源,推(tuī)動技術創新,打造生活實驗室;培養科研專業(yè)人員,尋找新技術解決方案。
同(tóng)時,馬頌德博士也給出了很多智能電網建設的專業意見。他表示,5G保(bǎo)密通信和“端到端”能源及通信基礎設備將是實現(xiàn)智能電網的技(jì)術(shù)基(jī)礎(chǔ)。而落實“端到端”現代化智能電網係統相關政策,關鍵是消費者的高(gāo)度參與。此外,智能電(diàn)網轉型旨在為(wéi)舉國上下帶(dài)來切實效益,因此需要努力讓每棟建築、每個社區乃至每個電網連接點都成為高效智能的能源節點。
【附】馬頌德博士關於智能電網建設的十條策略建議:
1.運用大數(shù)據的(de)預測分析至關重要,包括從數據(jù)收集到高信度數據分析,再應用到用戶行為習慣分析,以及設備管理操作與維護;
2.在未來的發展中,電網行(háng)業將要突破(pò)更多關鍵的技術及應用難點;
3.5G保密通信和“端(duān)到端”能源(yuán)及通信基(jī)礎設備將是實現(xiàn)智能電網的(de)技術基礎。同時,電動汽車、微電網、發電機以及儲能設備都(dōu)會是重要的電(diàn)力接入點,但需要(yào)提高對間歇式電(diàn)力源接入的適配能(néng)力,以及其電力係統的穩定(dìng)性及協調控製能力;
4.找出自身優勢,成為具有競爭力的電(diàn)力供應商;
5.在(zài)未來,對於電子資源、電力(lì)供求、頻率控製、慣性(係統發動後(hòu)幾秒仍可以保持電力穩定輸出)的有(yǒu)效管控,都(dōu)需要依賴一套更為現代化(huà)的控製係統;
6.目前的基建設施並不完備,仍需要增(zēng)建更多的智能電網電力基礎設施(具體請參考(kǎo),美國電網Grid 2030計劃);
7.電網結構功能非常多元化(huà),並可隨(suí)全國各地的微(wēi)電網進行升級改造;
8.電子電力技術可以徹底改變人們生活(huó),例如電(diàn)力驅動汽車顛覆了(le)傳(chuán)統造(zào)車模式,行李電動輸送帶明顯提高運輸效(xiào)率;
9.製定全麵綜合的能源技(jì)術方針,由整體數據出發,兼顧(gù)穩(wěn)定性與安全性、可持續發展以及成本控製;
10.結合客(kè)戶的願景與需求,製定(dìng)針(zhēn)對性(xìng)的技術策略。
【馬頌德博士簡介】
馬頌德(Massoud Amin)博士是IEEE會士、IEEE智能電網(wǎng)計劃(huá)主席,美國明尼蘇達大學電子與計(jì)算機工程專業(yè)教授、技術領袖研究所(Technological Leadership Institute)負責人。在他豐富的職業生涯中,他參與過美國國防部、美國空軍(jun1)總部、NASA Ames研究中心、波音公司、麥克(kè)唐納·道格拉斯公司等多個研究項目。
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