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电动汽车传电给电网不是开玩笑?从技术与法规上深度考量(4)

北极星智能电网在线  来源:电子技术设计  作者:Steve Taranovich  2016/8/16 9:01:08  我要投稿  

Worry很自豪于能在BMS产品中提供上述能力,因为他们看到人们正在打造前所未见的大型系统;Nuvation还有一种名为电网电池控制器(GridBatteryController)的产品,能让所有的能量储存系统并联电池组的运作看起来就像单一颗电池。在能源管理系统的某一层支持区域控制器功能,结合数个能源储存系统与其能量的工作现在是由软件负责;可以远程选择想使用哪种电网。你可以说想要的是每kW-hr成本最低的能源储存方案,或希望电网以最环保的方式运作、想要输电量尽可能越少越好;你可以实际在软件层上面选择你想要的供电模式(图9)。

2016081000020图9Nuvation的电池管理系统支持4个电池组的能源储存装置,图中的软件接口显示的读数精确反映在大型储存系统中之实际运转状况。(图片来源:Nuvation)

在电网相关技术方面能有这样的创新真的是很酷,毕竟电力系统真的是历史悠久;这让我想到老式的传统电话服务(PlainOldTelephoneService,POT)电话线,以及1980年代突飞猛进的DSL(DigitalSubscriberLines)技术的区别。

会让爱迪生开心的直流电力传输技术

产业界对于最终能提供家庭与企业应用的高压(HV)直流电力传输(DCPowerTransmission)一直有很多想法以及相关技术的开发,甚至是HVDC在电信与数据中心领域的应用;Worry认为这是可能实现的,特别是随着我们以直流电功能打造更多太阳能与再生能源储存方案。

我们插上电源的大多数装置都是电子装置,而且这些装置大部分都是以直流电源来供应所有半导体组件;Worry补充,我们所有的计算机都是采用直流电,而且到处都可以看到可以把墙上插座供应交流电(AC)转直流电的转换器。

美国夏威夷州计划在2040年全面使用可再生能源,这些可再生能源都会是直流电形式,因此未来我们可能会需要把那些直流电转成交流电通过电网传输,然后再把交流电转成直流电供应各种电子装置使用。

现有的电力传输基础设施大多是交流电,而交流电耦合电气系统是人们熟悉且能轻松应对的;Worry不认为直流电力传输系统会很快大规模布建,我们可能会看到的是例如在亚利桑那州沙漠中心的一个新小区的建筑物里架设的直流电网,而其主要原因是在当地并没有现存的旧有交流电网设施。

一个可以参考的案例,是在尚未妥善发展电信产业的第三世界国家;这些国家并不是依循北美的发展路线,布建一系列以有线传输线路组成的基础设施、无线技术则置于其顶端,他们有部分是选择跳过有线网络、直接采用无线通信基础设施,因为后者价格较低。

而Worry认为,能源储存可能也会出现与上述类似的情况;有些人可能会说,既然我们这个区域的电网感觉像是非洲或印度偏远地区那样糟糕,干脆我们这个小镇完全脱离电网、自己建置一个大型太阳能发电数组以及能源储存系统,而且全面供应直流电吧!

妥善运用能源储存装置也能节省电费!

除了大规模能源储存设备,我们在这篇文章里也提到了家庭用户、电动车车主以及小型企业;为了让讨论圆满以及突显这个议题面临的挑战,我想聊聊最近在《ArizonaRepublic》地方报上读到的一篇精彩文章,谈的是“太阳能结合电池”方案的最新实际运用情况。

因为我居住的亚利桑那州一年有300天以上都是阳光普照,我已经敏锐意识到前面Worry曾简短提及的电力公司“需量费率”;在亚利桑那州,有一些致力于推动屋顶太阳能发电系统的倡导节能热心人士,基本上就是为了反对电力公司强制实施“需量费率”。

在我看来,家庭以及小型企业用户可通过采用电池而获益,因为如Worry所言能因此降低“需量费率”的财务效应。

在亚利桑那州,以太阳能发电的家庭用户供电网络高度吃紧;太阳能发电在这里的沙漠是中午时间最具效益,但电力需求量尖峰时间则是在日落时分,因为这时候企业商家与家庭用户都把空调开到最强(沙漠地区的情况跟美国东岸刚好相反,日落时分气温最高)。

所以问题在于,如果太阳能发电板没有搭配电池储存装置,在午后用电需求尖峰时刻对电力公司来说无法提供有效的协助。于是现在亚利桑那州本地的电力公司积极怂恿用电户采用电池技术,说明只装太阳能是不够的;而这样的配套解决方案不只适用于亚利桑那州的极端案例,在任何地方都可以改善太阳能运用效率。

许多大型太阳能发电系统安装者都反对电力公司的需量计费,以家用电池储存系统搭配太阳能设备,还有像是可以避免大型家电同时运作的用电需求控制装置、智能逆变器(smartinverters)、支持SEER/EER节能规格的新一代空调系统与可编程恒温器,看来是能大幅降低电力公司的需量计费,为用电户解决烦恼的方案。

(原文发表于EDN美国版,EDN台湾版编译)

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