>  云顶游戏中心官网 > 你平時用的電,都是從哪來的?
你平時用的電,都是從哪來的? 2023-06-27 16:15:06

摘要:云顶电子游戏网站登录訊 電力的普遍運用,改變了人類世界的格局——第二次工業(ye) 革命的主要標誌,就是電力的發現和廣泛應用。

云顶电子游戏网站登录訊 電力的普遍運用,改變了人類世界的格局——第二次工業(ye) 革命的主要標誌,就是電力的發現和廣泛應用。今天,中國也早已完成了電力的全麵普及,我們(men) 享受著由電力驅動的便捷生活:照明、電梯、冰箱洗衣機空調、電腦手機......以及四處奔馳的新能源汽車。

 

當你每次接入充電線,給那隻不離身的手機續航時,是否思考過:中國的電力都是從(cong) 哪裏來的,它們(men) 是用什麽(me) 方式發出來的?

 

為(wei) 什麽(me) 我們(men) 隻需要按下開關(guan) ,電就開始工作了。

 

這一切,究竟是如何實現的?

 

Part1 電從(cong) 哪裏來?——發電與(yu) 傳(chuan) 輸

 

截至今年4月底,全國累計發電裝機容量約 26.5 億(yi) 千瓦,同比增長 9.7%。

 

我們(men) 對發電廠的印象,大多來自於(yu) 火電廠裏冒著水蒸氣的冷卻塔、平原與(yu) 山間那些高聳的白色風機機組,在高鐵途中遇見的一排排齊刷刷的光伏,以及幾乎每個(ge) 中國人都知道的——奔湧的長江與(yu) 三峽水電站代表的水電。

 

與(yu) 印象無異的是,以上種種正是中國電力的主要來源:截至2022年,全國累計發電裝機容量約25.6億(yi) 千瓦,其中火電占比近7成,水電占比15.3%,風電8.6%。

 

 

火電廠是地球上最複雜最高精尖的工業(ye) 係統之一,先將燃料的化學能轉化為(wei) 機械能,再通過透平和發電機將機械能轉換為(wei) 電能上圖僅(jin) 能大致示意它的運行布局。

 

需要引起我們(men) 注意的是,火電占比已經從(cong) 2019年的68.88%下降為(wei) 66.5%,而太陽能發電裝機容量上升至約3.9億(yi) 千瓦,相比2019年的2.0億(yi) 千瓦已經幾乎翻番。不難發現清潔能源的占比正在拔高,這也呼應了我們(men) 對雙碳的承諾——煤電比重逐步降低,扶持非化石能源發展。

 

而當電力被生產(chan) 出來之後,它還需要穿越千山萬(wan) 水,才能到達我們(men) 每個(ge) 人的家中。於(yu) 是就產(chan) 生了一個(ge) 讓我們(men) 熟悉而又陌生的名詞:“高壓電”,那麽(me) 電為(wei) 什麽(me) 需要高壓傳(chuan) 輸?

 

首先,當你認真查看身邊所有電器產(chan) 品、電子產(chan) 品充電器時,一定會(hui) 反複發現“220V”這個(ge) 數值,它其實就是中國居民用電的標準電壓,而從(cong) 另一端電廠出發的高壓輸電電壓卻至少會(hui) 在110kV以上,從(cong) 而降低傳(chuan) 輸中的損耗:

 

當發電廠供電時,供電線上的功率其實是由終端用戶來決(jue) 定的。我們(men) 假設末端居民的總用電功率P為(wei) 220kW、輸電線的電阻R為(wei) 1Ω,如果隻采用220V來輸電,線路上的電流達到了1000A,耗損功率為(wei) 驚人的Q=I2R=1000kW;而采用110kV輸電時,電流降為(wei) 了2A,耗損功率隻有Q=I2R=4W。

 

兩(liang) 個(ge) 結果相差25萬(wan) 倍,殺雞確實得用牛刀。提高電壓,線路上的電流就會(hui) 減小,損耗的功率Q=I2R也會(hui) 相應地減少。

 

 

而發電廠與(yu) 終端用戶的距離越遠,對電壓的要求就更高——“特高壓”(800kV以上)。

 

讓我們(men) 說回上述提到的矗立於(yu) 奔湧長江上的三峽發電站——“西南江河滾滾流,流的都是煤和油”,三峽正是中國當代偉(wei) 大工程“西電東(dong) 送”的中部通道樞。

 

放眼全國, 每年有高達4500多億(yi) 度電(清潔電)通過總長度34640公裏的特高壓線路橫跨中國東(dong) 西之間的地理三級階梯,淌過三峽、飛過青藏高原,走出雲(yun) 貴大山,去連接東(dong) 部。為(wei) 沿海的製造業(ye) 提供能源動力,為(wei) 每個(ge) 人的家與(yu) 夢想提供光亮。

 

2019年,來自雲(yun) 貴高原的52.5億(yi) 度水電被輸送到廣州,以火電廠發電消耗的標準煤計算,減排二氧化碳達613.4萬(wan) 噸。

 

用新疆的風,點亮上海的光

 

讓川渝的水,明亮珠江的岸

 

Part2 如何保障用電?——用電高峰與(yu) 虛擬電廠

 

今年入夏以來,居民用電負荷疊加企業(ye) 生產(chan) 用電同步增長,導致負荷曲線快速上揚,電網安全穩定運行麵臨(lin) 巨大考驗。 早在五月初,我們(men) 就曾在文章《新一輪用電大考,愛開空調的你會(hui) 怎麽(me) 答題?》提到:

 

“在廣東(dong) ,當氣溫達到35度以上時,每增加一攝氏度,對應的負荷就會(hui) 上升300-500萬(wan) 千瓦。”

 

而實際情況是,今年1至3月,全社會(hui) 用電量同比增長3.6%;26個(ge) 省份全社會(hui) 用電量實現正增長;工業(ye) 和製造業(ye) 當月用電量增速高於(yu) 全社會(hui) 平均水平。業(ye) 內(nei) 預測,今年全國最大電力負荷可能超過13.6億(yi) 千瓦,較去年有較大的增長。

 

在這個(ge) 大背景下,我們(men) 注意到一則消息:國家電網今年建設迎峰度夏重點電網工程239項。其中,四川34項四川電網補強工程將全部建成投運,新建輸電線路1207公裏,新增變電容量達1333萬(wan) 千伏。同時——我國西南地區首個(ge) 特高壓交流線路——1000千伏川渝特高壓和攀西地區電網優(you) 化工程正在加速建設。經曆了去年8月大規模缺電、限電的衝(chong) 擊之後,四川鮮明的提出要在三年內(nei) 加快補齊電網短板弱項,並適度超前以應對用電高峰帶來的穩定性挑戰。

 

但在去年底12月,四川省政府印發的《四川省電源電網發展規劃(2022—2025年)》中,提出要大力實施互聯互濟的重要電網工程,並指出當前四川電網的主要短板就是在於(yu) 互聯互濟能力不足。

 

供電峰值不足,最優(you) 的解法為(wei) 什麽(me) 不是更多的發電站?

 

首先,我們(men) 來算一本經濟賬:據國家電網測算,通過火電廠實現電力係統削峰填穀,滿足全社會(hui) 5%的用電峰值負荷需要投資 4000 億(yi) 元;另一方麵,風電、光伏發電等清潔能源具有“大裝機、小電量”的屬性和隨機性、波動性、間歇性等特征,其發電量易受氣候影響,並不穩定。

 

新增大型水電站?可全中國,又有幾個(ge) 三峽、幾個(ge) 劉家峽?

 

於(yu) 是,互聯互濟或是一種更好的選擇。

 

簡單來說,電網互聯互濟就是兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 用電主體(ti) 聯合起來進行錯峰互濟,當一方因為(wei) 受災或其它需求致使用電負荷激增時,另一方可進行急援。

 

我們(men) 以閩粵電網聯網工程為(wei) 例:福建是東(dong) 南沿海重要的清潔能源基地,電力在自平衡基礎上具備向外省輸出的條件。廣東(dong) 則是典型的受端電網,近30%的電力需要從(cong) 省外輸入。兩(liang) 網緊密相鄰,電源結構和用電特性具有極強的互補性。閩粵聯網工程的投產(chan) ,廣東(dong) 及福建兩(liang) 地季節性送電電力可達50萬(wan) 千瓦至160萬(wan) 千瓦,相當於(yu) 減少一座大型火電廠的建設。

 

在麵對極端氣候、自然災害或是其它原因引發的用電高峰時,兩(liang) 地都擁有了從(cong) 容對抗風險的能力。但另一方麵,隨著新能源裝機規模大幅增長,僅(jin) 僅(jin) 依靠電力係統的電源側(ce) 和電網側(ce) 進行調節,已難以滿足持續增加的新能源並網消納需求。

 

一個(ge) 新的解題答案,正在被擺上桌麵。除了以實體(ti) 電網為(wei) 支撐的互聯互濟,我們(men) 還可以建設一個(ge) 虛擬電廠:“虛擬”即意味著並非發電實體(ti) ,而是將電網中散落的可調節電力負荷(民用或商用的太陽能、家用電池、新能源汽車電池)搭建成儲(chu) 能池,或是在用電高峰期通過雲(yun) 端對工業(ye) 、交通和空調等用電大戶進行優(you) 化,實現負荷側(ce) 的可調節。它本質上是搭建一個(ge) 協同控製的數字化平台,調度社會(hui) 用戶參與(yu) 電力市場,起到靈活的削峰填穀等作用。

 

並且,虛擬電廠在建設、運營、激勵等環節投資僅(jin) 需 500 億(yi) 元至 600 億(yi) 元。僅(jin) 為(wei) 火電廠成本的12%~15%。

 

Part3 虛擬電廠是如何落地的

 

在可調節負荷中,夏季的空調負荷是拉大用電峰穀差、加劇電網高峰運行壓力的重要因素。上述我們(men) 提到,“氣溫上升一度,用電負荷上升300-500萬(wan) 千瓦”,而這其中空調的負荷占比達到30%。

 

如果是在沿海發達城市,這個(ge) 占比還將上升至40%-50%(據國網統計)

 

為(wei) 此,早在2019年12月,國家電網上海市電力公司就組織了虛擬電廠運營項目試點工作,針對黃浦區商業(ye) 建築中的空調係統進行了負荷資源的監測,期間共有226個(ge) 客戶參與(yu) 試點,響應負荷共計87 MW。試點中,虛擬電廠負荷側(ce) 的交易和調配均通過國網係統的首個(ge) 虛擬電廠運營體(ti) 係完成,標誌著虛擬電廠體(ti) 係在滬成功率先投入試運行。

 

但美中不足的是,上海黃浦區試點的商業(ye) 建築虛擬電廠項目實現了對負荷資源的監測,但尚未實現對負荷資源的在線自動控製。而南方電網深圳供電局與(yu) 冀北的虛擬電廠項目,也都在調度係統接入與(yu) 對可控資源的調控及交易功能上存在短板。

 

畢竟,虛擬電廠的業(ye) 務架構層次多、流程複雜,除基礎物聯和通信技術外,還涉及特性分析、聚合等值、邊界預測、交易決(jue) 策、調度分解、安全控製等複雜計算技術。此外,虛擬電廠在發達國家雖然已有成熟實踐,但在國內(nei) 起步不久,成熟案例與(yu) 政策支持都相對空缺。

 

從(cong) 技術層麵講,以往的能源調控的顆粒度比較大,往往是針對整個(ge) 園區或至少是一個(ge) 工廠的整體(ti) 調節。虛擬電廠針對的是設備級,而且要求自動響應,複雜性與(yu) 技術要求就很高了。

 

虛擬電廠數字化平台是虛擬電廠的中心,但分布式資源則是虛擬電廠真正的落腳點,由於(yu) 電力用戶資源的分散以及設備類型的多樣性,想要將負荷側(ce) 資源聚合在一起本身就存在著巨大困難。如何將零散在各地的換電站、分布式燃機、充電樁、樓宇空調充分調度起來,並且還需要有一個(ge) 強大的平台進行實時的自動控製、計量、調度、交易等等功能,都在考驗著平台先天的優(you) 勢與(yu) 兼容性。

 

當數字化平台+負電網荷占比最高的空調係統兩(liang) 大難題合一,卻打開了解題的砝碼。

 

美的在全國各地的大型商業(ye) 樓宇,擁有大量的中央空調係統:美的商業(ye) 中央空調市場占有率全國第一,目前已在線商業(ye) 中央空調達500多萬(wan) 台。如果我們(men) 以其為(wei) 基礎,與(yu) 電網共同建設一個(ge) 空調負荷柔性調控體(ti) 係,它的潛力將是巨大的。

 

實現“雙碳”目標,能源是主戰場,電力是主力軍(jun) 。有利於(yu) 雙碳目標的事,總顯現著美的樓宇科技的身影。今年5月,美的樓宇科技iBUILDING虛擬電廠運營管理平台正式上線。

 

 

打造負荷側(ce) 虛擬電廠的關(guan) 鍵基礎,在於(yu) 用電設備智能化水平與(yu) 實時精準測算設備可調負荷的平台能力,如此方能實現對社會(hui) 麵空調設備耗能的實時監測與(yu) 控製優(you) 化。而美的樓宇科技的多聯機中央空調市場占有率超過15%,已在線商業(ye) 樓宇智能化VRV空調係統達500多萬(wan) 台

 

在此優(you) 勢基礎上,美的樓宇科技iBUILDING平台能夠通過大數據、雲(yun) 計算、邊緣技術、人工智能技術,使得iBUILDING虛擬電廠運營管理平台獲得智能化資源識別、場景資源適配、廣域調度能力、移動互聯能力,使得分布在不同城市不同樓宇中的空調資源的形成規模化聚合,從(cong) 而快速接入電力係統負荷聚合平台。

 

當進入夏季電高峰時段,iBUILDING虛擬電廠運營管理平台能夠及時響應電力係統削峰填穀需求,在不影響用戶空間舒適度的前提下,一鍵下發指令對虛擬電廠區域內(nei) 相關(guan) 建築中央空調的溫度、風量、轉速等多個(ge) 特征參數進行自動調節,柔性調節空調係統負荷,保障供電穩定運行,同時實現節能降耗,為(wei) 用戶節約用電成本。同時,美的樓宇科技將通過能效管理解決(jue) 方案加快水冷式空調係統的接入,持續擴大iBUILDING虛擬電廠運營管理平台可調負荷容量,形成源網荷儲(chu) 協同消納新能源的格局,助力電力係統提升靈活調節能力。

 

參與(yu) 了虛擬電廠的客戶,可以通過i管家用戶端APP對空調設備狀態進行一鍵掌握,隨時獲知電網下發的新任務並按自身情況決(jue) 定是否進行響應。

 

 

 

*係統數據為(wei) 模擬數據

 

今年5月,美的樓宇科技與(yu) 中國電力科學研究院有限公司正式達成戰略合作,將與(yu) 電科院攜手打造空調負荷聚合平台,聯合向國家電網各省電力公司推廣“虛擬電廠–空調負荷柔性調控”業(ye) 務。協助各地電網實施精準需求響應措施,保障高峰期的有序穩定供電,共同推進負荷管理數字化改革,賦能世界一流電網建設。

 

今夏天,iBUILDING虛擬電廠運營管理平台將在浙江正式投入運行——要知道,浙江2022年社會(hui) 用電量排名全國第四,是不折不扣的能源消費大省。而今年迎峰度夏期間,全省社會(hui) 用電量最高負荷預計將達到1.15億(yi) 千瓦。iBUILDING虛擬電廠運營管理平台加入,正是為(wei) 了助力浙江電力係統增強削峰填穀的能力,提高電力係統整體(ti) 的運行效率與(yu) 穩定性。

 

讓浙江人民敢用電、放心用電。

 

我們(men) 也提供了高效率的管理平台:

 

在iBUILDING虛擬電廠運營管理平台的首頁上,整個(ge) 虛擬電廠的運維管理工作都呈現了極大的即時性與(yu) 可視化:電網管理人員可以一屏查看項目統計、設備統計、實時負荷、可調負荷、任務統計、已調數據、排名統計、碳排統計等全麵數據。

 

通過技術優(you) 勢與(yu) 用戶基礎優(you) 勢,美的樓宇科技以iBUILDING美的樓宇數字化平台為(wei) 基礎,協助電網實施精準需求響應措施,推動負荷管理數字化改革,建立健全的空調負荷柔性調控體(ti) 係,為(wei) 各地有序穩定供電提供的新路徑和有效範本。我們(men) 致力於(yu) 用這項智能電網技術,聚合企業(ye) 、居民參與(yu) 電力市場交易,新增收入渠道,實現用戶和電網、節能與(yu) 用電的多方共贏。

 

新疆的風,可以點亮上海的光;

 

你家中的空調,也可以點亮東(dong) 方明珠的塔尖。
 

免責聲明:以上內(nei) 容轉載自美的樓宇科技,所發內(nei) 容不代表本號立場。