辛妍
與能源相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施是智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)中的一個(gè)重要組成部分,它們不僅能讓一座城市正常而穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn),也擔(dān)負(fù)著減少能源使用對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響的重任。
以電力為例,幾十年來,大多數(shù)人對(duì)電力并沒有太多的想法。然而,由于氣候變化、能源價(jià)格上漲和技術(shù)進(jìn)步的綜合作用,具有高度環(huán)保意識(shí)的消費(fèi)者越來越多,他們想要了解能源這類公用事業(yè)的情況,并越來越希望參與其中,在電力使用中發(fā)揮自身的作用。比如他們想要知道自己使用了多少能量,哪些使用可以被優(yōu)化,如何使用才能更環(huán)保等。可以說,能源產(chǎn)業(yè)最令人興奮的方面之一就是消費(fèi)者的作用日益增大。不僅在消費(fèi)者層面如此,近年來,政府層面對(duì)氣候變化的影響也日益關(guān)注,各國政府也紛紛出臺(tái)相關(guān)措施。
目前,全球各地的公用事業(yè)部門都在面臨著來自多方面的壓力:比如要提高可靠性、效率、客戶滿意度和資產(chǎn)利用率,要減少停機(jī),要避免新的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以及要解決環(huán)境保護(hù)問題等。同時(shí),越來越多的替代品不斷涌現(xiàn)(包括風(fēng)電和太陽能發(fā)電等),電動(dòng)汽車、能量存儲(chǔ)和微電網(wǎng)也已經(jīng)出現(xiàn)。另外,顧客也開始想要參與管理自身的能源事務(wù)。所有這些,都帶來了額外的挑戰(zhàn)。
但是,現(xiàn)在隨著新技術(shù)的出現(xiàn),智能電網(wǎng)已經(jīng)成為可能,以上這些挑戰(zhàn)幾乎都可以迎刃而解。通過在智能電網(wǎng)中廣泛使用傳感器、測(cè)量儀表、數(shù)字控件和分析工具等,能源的雙向流動(dòng)能夠被自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。對(duì)于公用事業(yè)部門(比如電力公司)而言,可以近乎實(shí)時(shí)地了解消費(fèi)者的需求,并更有效地管理供應(yīng)和需求,同時(shí)也可以優(yōu)化電網(wǎng)性能,防止發(fā)生斷電,做到更快的斷電恢復(fù);而對(duì)于消費(fèi)者而言,可以對(duì)家中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)家電分別進(jìn)行電量的使用管理,減少電力使用和相關(guān)費(fèi)用,甚至改變他們的行為模式。同時(shí),智能電網(wǎng)也可以將新的可再生能源——如太陽能和風(fēng)能——納入其中,并且與本地的分布式電源或插電式電動(dòng)汽車互動(dòng)。
作為智慧城市發(fā)展中的重要組成部分,本文將闡述智能電網(wǎng)在能源使用中發(fā)揮的重要作用,并著重介紹國外智慧能源和智能電網(wǎng)解決方案及具體應(yīng)用案例,以期為我國的智慧能源和智能電網(wǎng)發(fā)展提供借鑒作用。
智能電網(wǎng)概述
智能電網(wǎng)這一概念,實(shí)際上就是讓信息技術(shù)與電網(wǎng)聯(lián)姻。它能讓公用事業(yè)具有前所未有的整合和分解新負(fù)載與資產(chǎn)的能力。在有智能電網(wǎng)之前,公用事業(yè)部門不知道誰家的屋頂使用了太陽能,更不知道這一太陽能被用來做什么??梢哉f,公用事業(yè)對(duì)此基本上是視而不見的。而現(xiàn)在隨著智能電網(wǎng)的出現(xiàn),這一切都發(fā)生了改變。
智能電網(wǎng)可能會(huì),或者是正在經(jīng)歷三個(gè)循環(huán)演變階段:首先,自動(dòng)化將改造行業(yè)的后端,例如輸電線路、發(fā)電站等;在第二個(gè)循環(huán)中,消費(fèi)者與他們自身的能源使用之間、與公用事業(yè)之間的交互作用會(huì)發(fā)生改變;第三個(gè)循環(huán)可能帶有一定的推測(cè)性,即將會(huì)向第三方供應(yīng)商開放公用事業(yè)領(lǐng)域。作為消費(fèi)者,人們會(huì)開始看到更多的、更好的與公用事業(yè)消費(fèi)——不管是電、氣還是水——相關(guān)的服務(wù),雖然可能人們并沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。
為了能讓消費(fèi)者管理自己的消費(fèi),公用事業(yè)正在面臨著越來越大的精簡業(yè)務(wù)的壓力。例如,各用戶所使用的電表是能源使用信息的一個(gè)重要來源,但要收集其中的數(shù)據(jù)往往很困難,而且成本也比較高。不同于抄表員以月為周期查房抄表,智能電網(wǎng)中的智能電表系統(tǒng)使用儀表,將電表與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施相連,自動(dòng)定期或按需求收集和傳送電表讀數(shù)。對(duì)企業(yè)而言,這就意味著大量節(jié)約;對(duì)消費(fèi)者而言,就意味著更好的能源管理。使用智能電表系統(tǒng),公用事業(yè)變得更加互聯(lián),它將企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)集成起來,從而大幅提高生產(chǎn)效率,降低高峰用電需求;它讓客戶更加有權(quán)、有能力節(jié)約用電。在手機(jī)和其他一些行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)讓設(shè)備尺寸縮減、成本降低。而有了智能電網(wǎng),無疑也能讓人們以一個(gè)相對(duì)較低的價(jià)格來實(shí)現(xiàn)家中所有能源使用的可視化。
總體而言,智能電網(wǎng)就是在整個(gè)電網(wǎng)中增加了一個(gè)智慧層,以提高系統(tǒng)的可靠性和效率,改善供給和需求管理,優(yōu)化操作,精簡成本。
智能電網(wǎng)在能源使用中的作用
智能電網(wǎng)對(duì)風(fēng)能的作用
風(fēng)力發(fā)電是最清潔、最豐富的可再生能源形式之一。全球風(fēng)能理事會(huì)(Global Wind Energy Council,GWEC)發(fā)布的2013年市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,全球累積產(chǎn)能總量已經(jīng)達(dá)到了31.8137萬兆瓦,在過去五年的增值高達(dá)20萬兆瓦。但是,目前全球的電力只有2.5%來自于風(fēng)能。預(yù)計(jì)到2020年,這一比例將達(dá)到8-12%。
風(fēng)力發(fā)電效率很高。數(shù)據(jù)顯示,風(fēng)力發(fā)電廠生成的電力是其消耗的能源的17到39倍,與之相比,核電廠大概是16倍,燃煤電廠大概是11倍。今天,在全球沒有一個(gè)協(xié)調(diào)一致的努力來應(yīng)對(duì)氣候變化的情況下,風(fēng)能的成本競(jìng)爭(zhēng)力成為其在市場(chǎng)上立足的最大優(yōu)勢(shì)。在巴西、南非、土耳其、墨西哥和其他一些地方,風(fēng)能成功地獲得了政府的大力資助。
但是,風(fēng)能是間歇性的,因此要使用風(fēng)能,電網(wǎng)要面臨的挑戰(zhàn)是必須要可以不斷地調(diào)整它所能夠吸收的風(fēng)能的數(shù)量,而其他能源,比如水電、天然氣和火電就不存在這一問題。也就是說,電網(wǎng)需要有額外的靈活性。例如,如果電網(wǎng)被設(shè)定可以接受20%的風(fēng)能,那么當(dāng)風(fēng)力發(fā)電的水平下降時(shí),電網(wǎng)運(yùn)營商就必須及時(shí)、準(zhǔn)確地做出響應(yīng),比如增加另一種電力能源(比如水電)的供電量,從而保證平穩(wěn)供電。要達(dá)到這種靈活性,電網(wǎng)就需要更智能,也就是要具備通過預(yù)測(cè)、建模和其他功能來識(shí)別發(fā)電損失的能力,具備在不影響用戶的情況下,在正確的時(shí)間和地點(diǎn)減少負(fù)載的能力。電網(wǎng)的穩(wěn)定性需要傳輸系統(tǒng)有即時(shí)精確的建模,需要電網(wǎng)元件有快速切換和操縱,從而來減少對(duì)系統(tǒng)整體的影響。雖然讓電網(wǎng)適應(yīng)新的可替代能源與適應(yīng)分布式發(fā)電是兩類不同的問題,但智能電網(wǎng)卻是達(dá)到這兩個(gè)目標(biāo)的關(guān)鍵推動(dòng)力。
在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中,可以給風(fēng)力發(fā)電廠的渦輪機(jī)安裝能夠傳送現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的傳感器,如渦輪輸出和溫度等,并將其傳送到中央存儲(chǔ)庫。憑借先進(jìn)的分析計(jì)算,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可以用來產(chǎn)生主動(dòng)預(yù)警和工作狀況單等,并顯示在儀表板上,從而讓運(yùn)營商對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠的運(yùn)行狀況一目了然。反過來,整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)也變得更高效、更可靠和更自適應(yīng),換句話說,就是更智慧。
由于缺乏全球性的氣候政策,目前風(fēng)能部署的主要驅(qū)動(dòng)力還是國家和區(qū)域政策。比如,美國斷斷續(xù)續(xù)的政策驅(qū)動(dòng)著風(fēng)能繁榮與蕭條的周期;中國支持將風(fēng)能作為能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要支柱驅(qū)動(dòng)著風(fēng)能市場(chǎng)的持續(xù)的增長;而在歐盟,關(guān)于2030年氣候和能源政策的爭(zhēng)論主導(dǎo)著風(fēng)能前進(jìn)。但不管怎樣,幾乎可以肯定,在未來五年,市場(chǎng)的增長將集中在亞洲、拉丁美洲和非洲,因?yàn)檫@些地方的需求正在迅速增加,而且有強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長,并且積極的智能電網(wǎng)建設(shè)。
智能電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的作用
一個(gè)世紀(jì)以前,以電力為動(dòng)力的汽車多于以汽油為動(dòng)力的汽車。但是,隨著對(duì)更長的行駛里程、更實(shí)惠的燃料來源以及更可靠的電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求,使內(nèi)燃機(jī)汽車很快主導(dǎo)了汽車運(yùn)輸?,F(xiàn)在,隨著能源價(jià)格的不斷上漲,駕駛員正在考慮擺脫汽油而回歸電力,并將它作為汽車動(dòng)力的理想來源。這就是為什么世界各國都開始大力推廣電動(dòng)汽車。
但是,電動(dòng)汽車的推廣除了存在電池這一障礙之外,相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的不完備也一直是個(gè)問題,因?yàn)楣檬聵I(yè)部門根本不知道車輛要在何時(shí)、何地進(jìn)行充電?,F(xiàn)在,智能電網(wǎng)可以幫助公用事業(yè)部門更好地平衡供給和需求。當(dāng)越來越多的電動(dòng)汽車進(jìn)入市場(chǎng)之時(shí),這將變得更加重要,它可以通過信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的無縫整合,讓它們能夠基于電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)作情況來優(yōu)化充電。例如,可以用晚上的風(fēng)發(fā)的電來為電動(dòng)汽車過夜充電;電網(wǎng)甚至可以被配置成利用充電的汽車來幫助其穩(wěn)定頻率。未來,還將可以使用智能手機(jī)預(yù)約充電地點(diǎn)??梢灶A(yù)測(cè),隨著電池技術(shù)和智能電網(wǎng)的發(fā)展,在未來五到十年,電動(dòng)汽車市場(chǎng)將會(huì)有巨大的增長,并且或許讓人們對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目捶òl(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。
美國伯靈頓市的智慧能源解決方案
在可持續(xù)發(fā)展方面,美國的伯靈頓市(Burlington)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。但城市的一些努力,包括增加電動(dòng)汽車的使用、更多地利用太陽能和風(fēng)能來發(fā)電等,在發(fā)展的同時(shí),也給城市帶來的新的挑戰(zhàn)。伯靈頓市希望通過充分利用城市已有的智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和其他投資的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)廣泛的溫室氣體減排,同時(shí)加強(qiáng)伯靈頓的經(jīng)濟(jì)及其金融地位。
雖然伯靈頓市一直在為減少溫室氣體排放做出努力,但這些努力是分開、孤島式地解決各個(gè)排放來源,只有有限的整合,而且缺乏一致性。比如,溫室氣體數(shù)據(jù)是整合級(jí)的,也就是目前尚無可用的跨所有類別的可靠并翔實(shí)的數(shù)據(jù)。但是,要理解模式、趨勢(shì)和影響,并優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo),擁有這一級(jí)別的數(shù)據(jù)是先決條件。
另外,自2012年4月以來,市長重點(diǎn)關(guān)注的是金融穩(wěn)定和溫室氣體減排倡議的可行性。而目前伯靈頓需要的是有效地執(zhí)行溫室氣體減排倡議,并通過協(xié)調(diào)投資為公民提供更廣泛的環(huán)境效益。為此,就需要有一個(gè)集中的方法和計(jì)劃,協(xié)調(diào)政府、企業(yè)、教育和社區(qū)的能力,考慮資金和承受能力,加強(qiáng)地方經(jīng)濟(jì),并改善伯靈頓的財(cái)務(wù)狀況。
令人振奮的是,伯靈頓市有強(qiáng)大的高等教育機(jī)構(gòu),并有大批學(xué)生資源,而且有許多年輕人才具有軟件開發(fā)和綠色能源方面的技能。同時(shí),在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和可再生能源等方面,伯靈頓市具有較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)精神,并有一定數(shù)量的初創(chuàng)公司,這無疑為綠色發(fā)展提供了條件。
為使伯靈頓成為綠色技術(shù)的代名詞,該市基于分布式溫室氣體減排技術(shù),通過接受并傳達(dá)要將伯靈頓市建設(shè)成為可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)城市的愿景,以確保配合并加強(qiáng)該市的關(guān)鍵舉措和創(chuàng)業(yè)精神。同時(shí),城市為“伯靈頓——綠色科技城”創(chuàng)建了協(xié)調(diào)溝通計(jì)劃,要通過有效一致的消息,傳遞“伯靈頓——綠色科技城”這一愿景,并且讓伯靈頓社區(qū)參與到開放式的對(duì)話中來。為此,伯靈頓市決定在四個(gè)重點(diǎn)方面進(jìn)行能源管理:
能源消費(fèi)管理的總體方案(包括電、天然氣和水)方面,要利用智能電網(wǎng):目前的能源使用是孤島式的,消費(fèi)者缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù),對(duì)可再生能源的利用是間斷式的,用戶的取暖費(fèi)相當(dāng)高。為此,要充分利用城市的智能電網(wǎng),例如通過提供統(tǒng)一的資源消費(fèi)門戶,并與事件信息傳遞系統(tǒng)相結(jié)合,可以了解公民的選擇,并推動(dòng)產(chǎn)生可付諸行動(dòng)的見解,用于保護(hù)所有的重要資源。
交通方面,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(EV)共享:在2010年,該市51%的溫室氣體排放來自交通運(yùn)輸,并且市內(nèi)一直存在著嚴(yán)重的交通和停車問題,而與此同時(shí),單人使用車輛相當(dāng)普遍。為此,要帶頭建立一個(gè)大型電動(dòng)汽車共享計(jì)劃,并將它集成到現(xiàn)有的公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)中,與附近的城市相連,幫助解決交通、停車和溫室氣體排放方面的挑戰(zhàn),從而使伯靈頓市更具有吸引力。
生物能源方面,優(yōu)化Joseph C. McNeil發(fā)電站:目前,Joseph C. McNeil發(fā)電站的效率只有25%,并且要優(yōu)化的方案遲遲未決,而其對(duì)于生物能氣化的試產(chǎn)并不成功。為此,要求McNeil業(yè)主成立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),該團(tuán)隊(duì)被充分授權(quán),并能訪問所有需要的資源,從而能在12個(gè)月內(nèi)向公司提出關(guān)于如何優(yōu)化使用發(fā)電廠的建議。
能源效率方面,促進(jìn)能源效率執(zhí)行(energy efficiency execution,E3):伯靈頓電力部的不動(dòng)產(chǎn)房齡長,數(shù)量有限,空置率低(出租率高達(dá)57%)。為此,需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)團(tuán)隊(duì),其成員包括受過培訓(xùn)的社區(qū)和學(xué)生志愿者,他們積極鼓勵(lì)業(yè)主采用更高效的解決方案,尤其是那些與解決結(jié)構(gòu)性能量損失相關(guān)的方案。具體的能源管理路線圖如下:
伯總之,就是要根據(jù)伯靈頓市的實(shí)際情況,發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),著眼于利用當(dāng)?shù)氐娜瞬艃?chǔ)備和豐富的可再生資源,使伯靈頓市實(shí)現(xiàn)其溫室氣體減排目標(biāo)。這不僅能增加伯靈頓市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,而且能通過展示綠色技術(shù)來用新的方法吸引游客,從而使城市更具吸引力。最終,伯靈頓市一定會(huì)成為綠色技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)者,成為一個(gè)集成、數(shù)據(jù)感知并且蓬勃發(fā)展的城市。
美國博爾德市的智能電網(wǎng)解決方案
美國的博爾德市(Boulder)一直致力于要成為綠色增長(對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)的增長)的領(lǐng)導(dǎo)者。在2007年,Xcel能源公司與博爾德市合作,啟動(dòng)了智能電網(wǎng)城市(SmartGridCity,SGC)項(xiàng)目。博爾德市希望能夠利用SGC的能力來實(shí)現(xiàn)其積極的能源目標(biāo),并繼續(xù)在能源和環(huán)境領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。為此,必須首先對(duì)城市及其選民的需求和優(yōu)先事項(xiàng)有一個(gè)徹底的理解。
博爾德市的氣候行動(dòng)計(jì)劃描述了四個(gè)關(guān)鍵目標(biāo):提供穩(wěn)定而有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格,確保可靠性,增加可再生能源的貢獻(xiàn),以及提高能源效率。但是,來自城市中的各個(gè)不同團(tuán)體的選民——城市和理事會(huì)代表、企業(yè)、社區(qū)和環(huán)保團(tuán)體、各界學(xué)術(shù)代表等——對(duì)氣候行動(dòng)計(jì)劃的優(yōu)先排序是有差異的。此時(shí),協(xié)調(diào)企業(yè)和消費(fèi)者的不同意見特別重要,因?yàn)椴柕率写罅康哪茉聪膩碜杂诖笮推髽I(yè)的消費(fèi)者。
現(xiàn)有的SGC基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)博爾德市具有重要的價(jià)值:高帶寬通信介質(zhì)的部署、數(shù)以千計(jì)的傳感器、智能變壓器和智能電表改變了博爾德市的電網(wǎng)。SGC可以實(shí)現(xiàn)有效的雙向溝通、傳感和監(jiān)控性能、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化以及近乎實(shí)時(shí)的報(bào)告。然而,雖然這些發(fā)展已經(jīng)提高了傳輸?shù)姆€(wěn)定性,并降低了經(jīng)營成本,但SGC項(xiàng)目無法提供直接的、明顯的客戶價(jià)值。SGC被標(biāo)榜為能向客戶提供巨大的好處,包括家中實(shí)時(shí)的信息訪問、近乎實(shí)時(shí)的使用情況信息、電網(wǎng)和家庭設(shè)備之間的互操作性等,但現(xiàn)在的系統(tǒng)中卻并沒有這種功能。這種期望與現(xiàn)實(shí)的差距便是公用事業(yè)、城市和公民之間摩擦的來源之一。鑒于這些差距在技術(shù)、社會(huì)和監(jiān)管上的復(fù)雜性,若要同時(shí)解決很顯然并不明智。為找出需要優(yōu)先投資的領(lǐng)域,需要評(píng)估這些差距對(duì)城市能源目標(biāo)的影響程度,同時(shí)也要評(píng)估實(shí)施和實(shí)現(xiàn)價(jià)值的難易程度及所需要的時(shí)間。
通過評(píng)估,城市確定先實(shí)施一些與其氣候行動(dòng)目標(biāo)相一致,但只需要少量資金的試點(diǎn)項(xiàng)目。另外,在項(xiàng)目開展過程中,科研院所的作用不可忽視,該地區(qū)的重點(diǎn)機(jī)構(gòu),如國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)和國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究所(National Institute for Standards in Technology,NIST)等,能夠提供寶貴的專門知識(shí)和資源,以加快城市所選擇的重點(diǎn)項(xiàng)目的進(jìn)度。
同時(shí),城市決定提高插電式混合動(dòng)力車(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的普及率,發(fā)展太陽能電池和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(Solar and plug-in hybrid electric vehicle,SPHEV)。而為了提高能源效率,城市開始廣泛地進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理,同時(shí)關(guān)注中小型企業(yè)的能源效率,并為此進(jìn)行有針對(duì)性的努力。通過這些措施,博爾德市正在一步步實(shí)現(xiàn)其能源目標(biāo)。
智能電網(wǎng)在其他各國的具體應(yīng)用案例
愛爾蘭
當(dāng)愛爾蘭政府制定可再生能源要占發(fā)電量的40%的目標(biāo)時(shí),愛爾蘭的國家電力供應(yīng)商ESB擬定了一份結(jié)合智能電表、先進(jìn)的能源存儲(chǔ)選項(xiàng)和夜間電動(dòng)汽車充電的應(yīng)對(duì)計(jì)劃,以緩解高峰和低谷的用電需求。通過在電網(wǎng)管理中融入遙感、智能和自動(dòng)化,ESB采取積極措施,防止或迅速解決網(wǎng)絡(luò)中斷,在歐洲贏得了最高的客戶滿意度。
ESB的觀點(diǎn)是,要做智能電網(wǎng),不僅是要關(guān)注監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政府,也要關(guān)注普通消費(fèi)者。如果不能讓走在大街上的普通消費(fèi)者理解智能電網(wǎng)的愿景,智能電網(wǎng)的推廣就會(huì)有問題。事實(shí)上,ESB的智能電網(wǎng)解決方案不僅提高了電網(wǎng)的可靠性,縮短了停機(jī)恢復(fù)時(shí)間,而且確實(shí)給普通消費(fèi)者帶來了可見的好處:在使用智能電表的家庭中,平均高峰電力消費(fèi)減少了將近9%,客戶滿意度提高了15%。
以色列
以色列電力公司(Israel Electric Corporation,IEC)是以色列的主要電力供應(yīng)商,其生產(chǎn)的電力占該國總電力的95%。高峰需求迫使渦輪發(fā)電機(jī)組必須滿負(fù)荷運(yùn)行,所以意外停機(jī)時(shí)間就可能會(huì)造成災(zāi)難性的后果。因此,讓機(jī)組保持在線并高效運(yùn)行就變得至關(guān)重要。為此,以色列電力公司使用先進(jìn)的軟件建模,對(duì)來自于每個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析,從而創(chuàng)建出它們?cè)趩?dòng)階段、平穩(wěn)運(yùn)行階段和關(guān)閉狀態(tài)下的“正?!毙袨槟P?。根據(jù)為每個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)建立的基線,公司可以比較它們的性能,并找出常見的問題。這種建模有助于有效地識(shí)別并減少每一臺(tái)設(shè)備的燃料費(fèi)用——據(jù)統(tǒng)計(jì),每臺(tái)渦輪發(fā)電機(jī)每年可節(jié)省7.5萬美元的成本。同時(shí),該方案能夠改善設(shè)備維護(hù)效果,減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間,從而大幅提高資源效率,獲得更高的客戶滿意度。
英國
Infinis是英國利用可再生能源發(fā)電的領(lǐng)先者之一,其位于143個(gè)地點(diǎn)的發(fā)電機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)到571兆瓦,包括123個(gè)沼氣廠、10個(gè)陸上風(fēng)力發(fā)電廠和10個(gè)水力發(fā)電廠。為在英國的可再生能源生產(chǎn)中占據(jù)相當(dāng)大的比重,Infinis必須平穩(wěn)經(jīng)營分布在全國各地的這些發(fā)電廠,而要維護(hù)這一廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施,是個(gè)非常復(fù)雜的問題。為此,Infinis將各站點(diǎn)的傳感器和警報(bào)系統(tǒng)集成在其資產(chǎn)管理解決方案中,創(chuàng)建了一個(gè)單一的事故管理系統(tǒng)(Incident Management System,IMS),可以自動(dòng)生成維護(hù)作業(yè)單、幫助工程師診斷問題并更快地做出反應(yīng)。
這一系統(tǒng)對(duì)故障的根本原因有新的洞察,從而能用更具有預(yù)見性的方式進(jìn)行維護(hù)規(guī)劃。這不僅有助于減少故障發(fā)生的平均時(shí)間間隔,同時(shí)也有助于減少平均修復(fù)時(shí)間。而對(duì)于發(fā)電機(jī)可用性的總體提高,則有助于提供符合服務(wù)水平協(xié)議的更可靠的供給。這就意味著公司可以在確保安全、有效、可靠地為國家電網(wǎng)供應(yīng)電力的同時(shí),保持自身的成本盡可能的低。
用更智慧,或更智能的方法來運(yùn)作公共事業(yè)部門意義重大。僅以美國為例,如果其電網(wǎng)的效率提高5%,就相當(dāng)于永久消除了由5300萬輛汽車所產(chǎn)生的燃料和溫室氣體排放。因此,世界各地的能源公司也都在努力推廣更高效的智能電網(wǎng),并積極尋找更具創(chuàng)造性的方法。相信,智能電網(wǎng),或者是智慧能源解決方案,將會(huì)在未來智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用,而更神奇的是,人們甚至可能完全意識(shí)不到這些作用的發(fā)生,因?yàn)樗鼈円呀?jīng)融入到了日常生活之中。