“未来电网”的实际应用

“未来电网”的实际应用

"未来电网"（Smart Grid）是指基于先进信息技术的电力系统，旨在提高电力系统的效率、可靠性、可持续性和安全性。以下是未来电网实际应用的一些方面：

• 智能计量和远程监控：部署智能电表，实现对电力使用的远程监测和管理。这使得能源公司能够更准确地了解用户用电模式，优化电力配送，并提供实时的能源使用信息给用户。
• 分布式能源资源管理：未来电网支持分布式能源资源，如太阳能电池板、风力发电和储能系统的集成。通过智能控制和监测，系统可以更有效地管理这些分布式能源资源，以最大程度地提高可再生能源的利用率。
• 智能电网调度和优化：利用先进的数据分析和人工智能技术，未来电网可以实时监测电力系统的状态，并进行智能调度和优化。这有助于减少能源浪费、降低系统的运行成本，并提高电力网络的稳定性。
• 电动车充电基础设施：未来电网可以支持电动车的充电基础设施，并通过智能调度和定价策略来平衡充电需求和电力系统的负荷，以避免过载和提高充电效率。
• 智能家居和能源管理系统：结合智能家居技术，未来电网可以与家庭中的设备和系统相互连接，实现更智能的能源管理。这包括智能恒温器、智能照明系统等，通过与电力系统的互动，实现更高效的能源使用。
• 蓄电池和储能系统的集成：未来电网支持电力系统中蓄电池和其他储能设备的集成。这有助于平衡电力系统的负荷，提高系统的可靠性，同时提供备用电力以应对突发事件。
• 智能故障检测和维护：利用传感器和监测技术，未来电网可以实时检测电力系统中的故障，并通过智能分析提前预警。这有助于提高系统的可靠性，减少停电时间。
• 参与性能源市场：未来电网为能源市场的参与者提供更灵活、透明的机制，以便各方更好地参与能源交易、定价和管理。

三个案例

这些应用共同构成了未来电网的生态系统，旨在建立一个更加灵活、智能和可持续的电力系统。这有助于适应不断变化的能源需求和提高电力系统的整体效能。

电力是唯一一种通过可再生能源和数字解决方案的结合，为脱碳提供最快载体的能源。智能双向电网是实现能源转型的唯一途径，有助于世界到2030年将排放量减少一半，并到2050年实现净零排放，从而将升温控制在1.5摄氏度以内。“未来电网”通过允许多个本地生产的分散可再生能源安全可靠地组合在一起，同时提供弹性，从而实现这一点。

以下三个案例研究说明了“未来电网”如何在不同的环境和地点出现。广泛的清洁和可再生能源，以及基于数字和其他技术构建的电力系统是“未来电网”的基础。

智能工厂——智能能源运营促进商业成功

CB Insights最近的一份报告发现，80%的行业制造商认为智能工厂对其未来的成功至关重要。然而，尽管由于其复杂性和规模，各行业在智能工厂方面面临着特定的挑战，但该过程可能比看起来更简单。

借助智能自动化技术和能源技术，例如现场可再生能源发电和绿色氢气生产，工厂运营商拥有工具，可以轻松实现能源使用和其他工厂运营的现代化、自动化和优化。

例如，Wilo是一家全球泵和泵系统制造商，希望通过实现能源独立和集中管理所涉及的不同流程和能源流来实现脱碳。

该解决方案包括一个3MW屋顶太阳能装置，为300kW电解槽提供动力，以生产绿色氢气，并用一个500公斤的储罐进行储存。集成150kW电池储能系统，通过75kW燃料电池实现调峰和应急供电。还安装了交换器，以便能够利用废热进行冷却应用。

通过将所有流程集成在一个数字平台中、启动绿色氢气生产的自动化以及利用可用能源进行调峰，该解决方案完全满足了Wilo的需求。

绿色氢——人工智能如何加速能源转型

尽管绿色氢在未来能源结构中的所有潜在用途都存在争议，但人们一致认为，在重型运输等难以实现电气化的脱碳行业，以及几十年来一直将氢用作原料的行业，其将发挥重要作用。

然而，一个主要挑战是扩大生产规模，在决定电解槽和存储等基础设施的地点时，要考虑到可再生能源生产绿色氢的需求。

ETIP SNET倡议的一项新分析认为，电解槽不应仅仅被视为电网的新负荷，而应被视为系统架构的一部分，以便氢生态系统的发展与相关可再生能源的发展相匹配。

分析表明，大多数电解槽可能是并网的。虽然较小的兆瓦级电解槽在可再生能源不可用的情况下应该能够依赖电网供电，但较大的吉瓦级电解槽将产生重大影响，需要传输系统运营商定位和微电网等解决方案来运行。

电解槽和更广泛的氢生态系统也有望在为电网提供需求灵活性方面发挥重要作用，无论是几秒到几分钟的短期，还是长达数月的长期，都可以储存多余的可再生能源发电。

因此，它们提供了支持电网弹性的潜力，并通过避免需要其他更昂贵的电网管理选项来控制消费者的电价。

数据中心——可再生能源机遇

数据中心是IT基础设施中不断增长的关键组成部分，支持云和软件即服务。由于其需要运行的服务器数量以及相关的冷却要求，是能源密集型的。通常，其还面临着提供24/7可用性的额外挑战，因此需要备用电源。

评估数据中心解决方案时的一个关键考虑因素是，作为范围3评估的排放水平，即整个价值链的间接排放，因为这些排放水平对于报告变得越来越重要。

根据购买电力的碳强度，范围3排放可能是总碳足迹的最大贡献者。减少范围3排放的主要行动是使用更多的可再生和清洁能源，例如太阳能、风能或水力。

使用清洁能源也是实现更可持续的备用电力的关键一步。传统上柴油发电作为备用，第一步是引入生物柴油或绿色可再生柴油的混合物。

另一项关键技术是电池储能，具有双重功能，即参与日常需求响应机会，缓解电网拥堵，并在停电时作为备用。

例如，如果电网面临非常高的电力需求，例如在热浪期间，数据中心可以使用其微电网系统来减少电网负载，从而提高整体电网灵活性。当该电池系统使用可再生能源充电时，其在运行过程中碳排放量为零。当可再生能源供应有盈余时，这种盈余可以用来给电池存储充电，而不是减少生产。

能源效率是数据中心的另一个机遇领域。例如，废热越来越多地被用来帮助附近建筑物供暖或为工业供热用户供电，从而减少其他来源的能源使用。为了实现数据中心的高效运行，所有能源流都应通过中央自动化平台进行管理。

这些只是最新数字创新和其他技术如何构建未来电网、加速清洁能源和可再生能源以及跨行业大规模电气化的众多例子中的三个。