2009.04.10

技术示范项目为美国建立智能电网铺平道路

智能电网将能够利用风力和其他可再生能源。图为堪萨斯州的一处风力发电设施。

本文是把美国电力系统改造成21世纪智能电网的专题文章之二。

美国国务院国际信息局(IIP)《美国参考》

Cheryl Pellerin

华盛顿──在美国各地，由公用事业公司、高等院校、国家实验室、州监管机构和民营公司组建的团队正在小范围开发和展示某些将最终把美国日益老化的电力基础设施改造成21世纪新型电力基础设施的关键性技术。

这些试验性项目是得到美国能源部和跨部门智能电网工作组(Smart Grid Task Force)支持的一个全国性项目的一部分，该项目的目标是把现有电网改造成一个智能电网。在此过程中，需要不间断地为1.42亿个住宅、企业和政府设施提供照明并保证各种系统运转。

现代化的电网将实现自动化和更大范围的供电。电力和信息将在公用事业公司和消费者之间自由流动。新电网将能监测发电厂、消费者的喜好和单件电器等各种情况，并将来自风力、日光、生物发电的电力纳入供电系统，同时允许插电式混合动力车和电力车上网充电。

得克萨斯、加利福尼亚、俄亥俄、新泽西、伊利诺伊和纽约等州正在探索进一步利用智能电网工具和技术的途径，其中的某些功能如今正在通过能源部和伙伴单位共同出资的9个项目示范。

智能电力网投资

2008年4月，能源部宣布了在5年内向通过自由竞标挑选出来的9个大型智能电网示范项目投资5,000万美元的计划，能源部将这些项目称作可再生分布式系统整合项目。这些项目已于2008年10月正式开始运作。

一名电工在科罗拉多州架设新电网线路。

总部设在田纳西州的地平线能源集团(Horizon Energy Group)总裁史蒂夫·普林斯(Steve Pullins)在接受《美国参考》采访时说，每个项目需要资金1000万至2000万美元，公用事业公司及其合作伙伴提出资金申请的项目非常多，远远超过了能源部所能提供的资金。

地平线能源集团是参与圣迭哥煤气电力公司主办的能源部项目"海滨城市微型智能电网"(San Diego Gas & Electric's  Beach Cities Microgrid)的一个伙伴，并为能源部的国家能源技术实验室(National Energy Technology Laboratory)提供咨询。地平线能源集团还领导一个小组，为西弗吉尼亚州制订全国第一个覆盖全州的智能电网实施方案。

能源部的项目合作伙伴们建议把可再生能源、分布式发电、能源储存、热活化技术、需求反应等要素纳入电力分配与输送系统，以便有助于各电力公司对高峰负荷进行调节。

就智能电网而言，需求反应系指用来鼓励消费者在用电高峰期间减少需求的自动机制。例如，在用电高峰期间，由智能电网供电的空调与衣服烘干机可能会收到来自智能电网的数码信息，要求限制用电量，但消费者可选择不限制用电量。

能源部的每一个项目力求使配电网馈线──把电输送给消费者的线路──上的高峰用电需求至少降低15%。

降低需求

在圣迭戈，"海滨城市微型智能电网"项目将证明把多种分布式能源与先进的控制和通信方法结合在一起是行之有效的。该项目的目标是提高配电网馈线和变电所等电网组成部分的可靠程度并减低高峰负荷。

在西弗吉尼亚州，阿勒格尼电力公司(Allegheny Energy)的"超级电路"项目 (Super Circuit project)将把先进的监测、控制和保护技术结合在一起，从而增强供电线路的可靠性与安全性。该电网将整合生物柴油发电、能量储存以及先进的计量基础设施(智能仪表)和通信网络，迅速地预测、确定并帮助解决网络问题。

科罗拉多州科林斯堡（Fort Collins）及该市拥有的公用事业公司支持多项清洁能源计划。其中一项涉及在五个用户区域内把太阳能和风能等近30种可再生能源结合在一起。该计划与其他一些分布式供电系统共同支持该市一个称为FortZED的零能耗区。

夏威夷大学(University of Hawaii)将展示一个配电管理系统平台，它采用智能计量作为门户站，综合了需求反应、住宅节能自动化、分布式发电优化管理、配电系统的储存与负荷、允许配电系统与主电网中其他系统协调的各种控制手段。

伊利诺伊理工学院(Illinois Institute of Technology )的"完美电力"(Perfect Power)项目将展示一个应用先进技术建设微型电网的原型，该微型电网能够对主电网的变化作出反应，增强电网的可靠性，并降低电力需求。