虚拟电厂:利用充电桩存储电能 分布式能源可以无需并网
2013-12-10   来源:北极星网  浏览次数:

  一个项目的推进,需要当地居民的参与--这是日立制作所在美国夏威夷州毛伊岛(Maui)推进智能电网项目时说的。要实现智慧城市(环保城市),如何让居民参与进来是一大关键。在毛伊岛的项目中,这一点更加重要。

  毛伊岛的智能电网项目计划充分利用电动汽车(EV)。最终将统一管理EV配备的电池,构筑"虚拟电厂"。为此,要尽可能普及EV。

  于是,项目组启动项目时,在动员当地居民建立社区上下了很大的功夫,比如,邀请夏威夷著名的音乐家,参加EV充电站的启动仪式等。CEMS(地区能源管理系统)等项目也需要当地居民的行动,为此项目组正在毛伊岛上积极地动员。

  解决海岛特有课题

  毛伊岛的智能电网项目名为"JUMPSmartMaui"。属于独立行政法人日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的"岛屿智能电网实证事业",作为海岛电力系统示范颇受关注。该项目的目标是"到2030年,让可再生能源在全岛发电量中占40%"。现在,正在征集协助测试的40户家庭和200辆EV。

  毛伊岛是拥有15.5万人口(2010年)、面积为1883.5平方公里的海岛。在这样的地方,电网容易变成独立的小型电网。实际上,毛伊岛也是如此,发电量几乎全部出自岛内的火力发电站,对化石燃料的依赖度很高,且规模效率较低,因此这里的电价很高,达到美国本土的3倍。

  另外,岛内没有铁路,交通工具只有汽车。由于是海岛,油价也很高,达到美国本土的1.5倍左右。

  JUMPSmartMaui项目的目标是解决这些海岛特有的课题。如果能够普及EV,就不用使用昂贵的汽油了。而为了确保电力,要尽可能多地使用可再生能源。因此项目组计划通过建立包括EV所配备的电池在内的虚拟电厂,来吸收可再生能源发电量的不稳定性。而要实现这一目标,需要EV足够普及,因此动员居民使用EV具有很大的意义。

  在动员居民的具体措施中,非常有意思的是充电桩的"外包装"。这项措施看得见摸得着。快速充电桩本身是白色的长方体。虽然单个看起来没有什么不自然的感觉,但实际将白色充电桩排成一排,却大煞风景。于是,项目组举办了设计大赛,向居民征集充电桩设计。

  结果非常好。从居民中征集了几个设计方案,项目组决定将优秀作品贴在充电桩的外侧。这不仅有利于提高居民的参与意识,还具有防止破坏行为(antivandalism,vandalism是指对艺术作品等的破坏行为)的效果。

  被浪费的剩余电力

  毛伊岛一直在推进利用可再生能源。不仅在普通家庭采用了光伏发电,还建立了3个风电场。

  但由于全岛整体用电量很少,容易产生剩余电力。毛伊岛在傍晚很多人洗澡的时段,用电量达到峰值。但在其他时段,剩余电力就会被浪费掉。结果就形成了电力系统成本高、利用效率低的状态。毛伊岛为避免产生剩余电力浪费,如今只在满负荷运转一座风电场。

  另外,如果把可再生能源电力回流到电网,又会产生电压上升及频率变动等电力不稳定的问题。尤其,总发电量小时,可再生能源在总发电量中所占的比例越大,就越难控制。

  将剩余电力充到EV电池中

  于是,项目组想到了通过在充分利用风力发电和光伏发电的同时,还灵活运用EV电池,以实现高效率稳定供电的智能电网。如果普及EV,就可以节约汽油费。由于这里是海岛,对EV的续航距离没有很严格的要求。

  统一管理EV的电池,将剩余电力充给EV电池,以备在用电高峰时使用,就可以减少电力浪费。同时,在家庭中安装电热水器,推广使用剩余电力来烧热水,便可进一步提高用电效率。

  通过将可再生能源储存到EV电池中,还可以解决将之回流到原有电网中所引起的频率变动等课题。现在,参加EV测试的家庭已安装了普通充电桩,并且岛内5个地方已安装了快速充电桩。基本覆盖了全岛。计划今后将快速充电桩增加到20个左右。

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