隨著分布式能源和可再生能源發(fā)電的迅速發(fā)展，電網(wǎng)靈活性大大提高，環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)高效，同樣是未來(lái)電網(wǎng)的基礎(chǔ)要求。中國(guó)科學(xué)院院士盧強(qiáng)在論壇中提出，建立智能微電網(wǎng)群將使電網(wǎng)的靈活性大幅提升，而壓縮空氣儲(chǔ)能新技術(shù)的發(fā)展，也將為新能源發(fā)電儲(chǔ)能提供了新的思路。
“優(yōu)化”：未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要目標(biāo)
從根本上來(lái)講，優(yōu)化，是智能電網(wǎng)最本質(zhì)的特征。智能，意味著電網(wǎng)能自主自動(dòng)完成更多的人工操作，避免更多的失誤，節(jié)省更多的時(shí)間，滿(mǎn)足用戶(hù)更多的需求。盧強(qiáng)院士認(rèn)為，未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展，是研究如何做好電網(wǎng)優(yōu)化，把“好”做到“更好”。
未來(lái)的電網(wǎng)，通過(guò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行調(diào)度，能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的完全閉環(huán)。一旦發(fā)生大事故，對(duì)于調(diào)度控制來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)的準(zhǔn)確性與速度將大大高于層級(jí)決策的人工方式。而這只是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)改造升級(jí)的一個(gè)方面。
盧強(qiáng)院士認(rèn)為，未來(lái)電網(wǎng)將是大電網(wǎng)與微電網(wǎng)的結(jié)合體，即超大型骨干網(wǎng)架和分布式微電網(wǎng)的結(jié)合體。大電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)架構(gòu)是微電網(wǎng)發(fā)展的前提條件。而微電網(wǎng)具有污染物零排放、接納清潔能源、超強(qiáng)調(diào)節(jié)能力的特征，恰好為大電網(wǎng)提供補(bǔ)充。
微電網(wǎng)的發(fā)展，智能化是不變的趨勢(shì)。盧強(qiáng)院士提出了智能微電網(wǎng)群的概念，智能微電網(wǎng)具有微電網(wǎng)的所有特征，特別是零碳排放的特征。它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電、儲(chǔ)電、自用電以及與外部配電網(wǎng)交互電量的趨優(yōu)化控制，優(yōu)化微電網(wǎng)內(nèi)部的保護(hù)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與外部配電網(wǎng)“并網(wǎng)”與“離網(wǎng)”的干擾極小化。
第三次工業(yè)革命讓傳統(tǒng)科學(xué)與信息科學(xué)緊密聯(lián)合，未來(lái)的電力系統(tǒng)應(yīng)具有機(jī)器人的性質(zhì)，盧強(qiáng)院士舉了一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋确�。電力系統(tǒng)理應(yīng)實(shí)現(xiàn)人對(duì)于用電需求的各種意志，并能自主自動(dòng)進(jìn)行事故研判和處理，未來(lái)的電網(wǎng)調(diào)度、遠(yuǎn)程控制、需求響應(yīng)的技術(shù)發(fā)展仍有更多的空間。
壓縮空氣儲(chǔ)能：未來(lái)的電能“儲(chǔ)蓄罐”
論壇上，盧強(qiáng)院士提到的一種儲(chǔ)能方式引起了大家的濃厚興趣。
在全球氣候環(huán)境面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，化石能源無(wú)法滿(mǎn)足發(fā)展需求的大前提下，可再生能源的開(kāi)發(fā)與充分利用尤為重要。清潔能源的污染零排放、可再生的特性讓開(kāi)發(fā)者大為樂(lè)觀，但其不穩(wěn)定性也給電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展提出了艱巨的挑戰(zhàn)：如何緩解間歇性能源接入對(duì)電網(wǎng)的沖擊?或者說(shuō)，如何把這些“任性”的新能源發(fā)電儲(chǔ)存起來(lái)，成為電網(wǎng)調(diào)峰的新武器?
現(xiàn)在電力儲(chǔ)能的“標(biāo)配”是蓄電池。而這種延續(xù)已久的儲(chǔ)能方式也有缺陷：價(jià)格高、壽命短、體積大，有時(shí)候甚至需要專(zhuān)用的大廈進(jìn)行蓄電池的存儲(chǔ)，而且，電池的更換與報(bào)廢過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染也不容忽視。
盧強(qiáng)院士在論壇中分享了電量?jī)?chǔ)能的一項(xiàng)新技術(shù)——壓縮空氣機(jī)儲(chǔ)能，即用棄風(fēng)、棄水、棄光的電來(lái)壓縮空氣，將空氣壓縮在一個(gè)能裝200個(gè)大氣壓的容器內(nèi)，等到要用的時(shí)候，再將壓縮空氣噴放出來(lái)，沖動(dòng)渦輪機(jī)，帶動(dòng)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
壓縮空氣儲(chǔ)能有三個(gè)典型優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng);環(huán)境友好，零碳排放;冷—熱—電三聯(lián)供，綜合利用效率高。舉一個(gè)例子對(duì)比，同樣儲(chǔ)能20萬(wàn)千瓦時(shí)，同樣使用40 年，鋰電池的平均壽命為8年，即每5年就要更換一次，全壽命周期投資需10億，而壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)平均壽命為40年，全壽命周期投資只需要1.8億，其使用壽命與經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)勝于鋰電池。
再舉個(gè)例子，這套系統(tǒng)在儲(chǔ)、發(fā)4萬(wàn)千瓦時(shí)電的情態(tài)下，能夠供應(yīng)1800噸120攝氏度的熱水和溫度為4～5攝氏度的2萬(wàn)2千平米的冷氣覆蓋面積，供暖所用熱量約可覆蓋1500戶(hù)，而4～5攝氏度的冷風(fēng)正好是夏季蔬菜和水果保鮮所需求的資源。這種電熱冷三聯(lián)供的儲(chǔ)能系統(tǒng)被證明是最節(jié)能的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
目前，這套系統(tǒng)的科學(xué)性已經(jīng)被驗(yàn)證。盧強(qiáng)院士介紹，在安徽省蕪湖市國(guó)家級(jí)高新科技開(kāi)發(fā)區(qū)，就有一套500千瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，運(yùn)行一年證明符合設(shè)計(jì)要求。這套我國(guó)自主創(chuàng)新的儲(chǔ)能技術(shù)，給未來(lái)電網(wǎng)智能化發(fā)展提供了新的實(shí)踐路徑。
