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)濟高效，同樣是未來電網(wǎng)的基礎(chǔ)要求。中國科學(xué)院院士盧強在論壇中提出，建立智能微電網(wǎng)群將使電網(wǎng)的靈活性大幅提升，而壓縮空氣儲能新技術(shù)的發(fā)展，也將為新能源發(fā)電儲能提供了新的思路。
“優(yōu)化”：未來電網(wǎng)發(fā)展的主要目標(biāo)
從根本上來講，優(yōu)化，是智能電網(wǎng)最本質(zhì)的特征。智能，意味著電網(wǎng)能自主自動完成更多的人工操作，避免更多的失誤，節(jié)省更多的時間，滿足用戶更多的需求。盧強院士認(rèn)為，未來電網(wǎng)的發(fā)展，是研究如何做好電網(wǎng)優(yōu)化，把“好”做到“更好”。
未來的電網(wǎng)，通過信息技術(shù)和計算機技術(shù)進行調(diào)度，能實現(xiàn)電力系統(tǒng)的完全閉環(huán)。一旦發(fā)生大事故，對于調(diào)度控制來說，計算機的準(zhǔn)確性與速度將大大高于層級決策的人工方式。而這只是實現(xiàn)電力系統(tǒng)改造升級的一個方面。
盧強院士認(rèn)為，未來電網(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)的堅強架構(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、超強調(diào)節(jié)能力的特征，恰好為大電網(wǎng)提供補充。
微電網(wǎng)的發(fā)展，智能化是不變的趨勢。盧強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。它能自動實現(xiàn)發(fā)電、儲電、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)部的保護系統(tǒng)，控制系統(tǒng)還能實現(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，未來的電力系統(tǒng)應(yīng)具有機器人的性質(zhì)，盧強院士舉了一個恰當(dāng)?shù)谋确�。電力系統(tǒng)理應(yīng)實現(xiàn)人對于用電需求的各種意志，并能自主自動進行事故研判和處理，未來的電網(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。
壓縮空氣儲能：未來的電能“儲蓄罐”
論壇上，盧強院士提到的一種儲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)，化石能源無法滿足發(fā)展需求的大前提下，可再生能源的開發(fā)與充分利用尤為重要。清潔能源的污染零排放、可再生的特性讓開發(fā)者大為樂觀，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電網(wǎng)的沖擊?或者說，如何把這些“任性”的新能源發(fā)電儲存起來，成為電網(wǎng)調(diào)峰的新武器?
現(xiàn)在電力儲能的“標(biāo)配”是蓄電池。而這種延續(xù)已久的儲能方式也有缺陷：價格高、壽命短、體積大，有時候甚至需要專用的大廈進行蓄電池的存儲，而且，電池的更換與報廢過程中對環(huán)境的污染也不容忽視。
盧強院士在論壇中分享了電量儲能的一項新技術(shù)——壓縮空氣機儲能，即用棄風(fēng)、棄水、棄光的電來壓縮空氣，將空氣壓縮在一個能裝200個大氣壓的容器內(nèi)，等到要用的時候，再將壓縮空氣噴放出來，沖動渦輪機，帶動機組進行發(fā)電。
壓縮空氣儲能有三個典型優(yōu)點：使用壽命長;環(huán)境友好，零碳排放;冷—熱—電三聯(lián)供，綜合利用效率高。舉一個例子對比，同樣儲能20萬千瓦時，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)濟性遠(yuǎn)勝于鋰電池。
再舉個例子，這套系統(tǒng)在儲、發(fā)4萬千瓦時電的情態(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2萬2千平米的冷氣覆蓋面積，供暖所用熱量約可覆蓋1500戶，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)供的儲能系統(tǒng)被證明是最節(jié)能的儲能系統(tǒng)。
目前，這套系統(tǒng)的科學(xué)性已經(jīng)被驗證。盧強院士介紹，在安徽省蕪湖市國家級高新科技開發(fā)區(qū)，就有一套500千瓦的壓縮空氣儲能系統(tǒng)，運行一年證明符合設(shè)計要求。這套我國自主創(chuàng)新的儲能技術(shù)，給未來電網(wǎng)智能化發(fā)展提供了新的實踐路徑。
