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智能电网和人工智能在零排放竞赛中的作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-21 浏览次数:6
  “智能电网”一词不仅包括电力传输,还包括一个重要因素。从本质上讲,智能电网的主要支柱是能源和信息的双向连接,但它比这更深入。为了最大限度地提高效率和效率,智能电网基础设施还应包括两个支柱:分布式发电和人工智能。

智能电网和人工智能在零排放竞赛中的作用
  
  美国能源部(DOE)最近优先开发了一个“全自动电力传输网络,监控和控制每个消费者和节点,确保电力和信息的双向流动”,即智能电网技术。
  
  分布式发电
  
  为什么分布式发电对智能电网基础设施如此重要?当您集中发电时,您必须通过电源线在极长距离内传输能量。这导致产生的大约15%的电力在传输中丢失,并且如果单线路受到损害,则可以在没有电力的情况下离开断线下游的所有数百或数千个家庭。
  
  在更加极端(但仍然相当普遍)的情况下,如龙卷风或冰暴,几十条线路可能同时受到损害,有时几天或几周没有电力供应的家庭,并迫使公用事业加班,优先考虑哪些线路首先修复和派遣工作人员尽快修复它们。
  
  有关分布式发电的更多信息,我采访了Trolysis的董事长兼首席执行官Josiah Nelson,他是一家可再生能源公司,生产铝和水的现场按需氢能。在网络中的低能量状态时,即当电池放电并且所应用的发电机(例如光伏,风力或微型水力发电厂)不能供应能量时,氢燃料电池可被激活 - 产生更有效,可靠的能源。 。
  
  尼尔森解释说,
  
  没有多少人意识到这一点,但在全国大部分地区,如果线路受损或停电,电力公司无法知道,直到客户拿起电话并告诉电力公司他们已经失去电力。这是一种可靠的向后检测中断的方式,是我们的网格建立在几十年前的技术的完美例子。“
  
  这些要点突出了智能电网中分布式发电的巨大优势之一。如果在许多地方产生能量,您可以简单地从另一个附近的一代节点转移电力为受到危害的线路影响的房屋供应。这使得电网极具弹性,并且在大多数情况下,根本不会有电力损失。
  
  更进一步,电网运营商可以动态地改变哪种类型的发电将基于许多变量提供区域,包括最便宜的成本和最高的效率。这意味着实施成本可以通过更便宜和更有效的系统相对快速地抵消。
  
  尼尔森还补充道,
  
  当网格建立在不仅可以容纳,而且依赖于多种能量输入的框架上时,您将开始看到更多的微尺度生成,就像您已经看到太阳能装置一样,家庭可以自己生产多余的能量被喂给邻居并在需要时回收。这意味着可以看到真正的能源民主化并鼓励自力更生。随着人口的增长,我们把自然资源和现有的基础设施,是专为人口的1/5越来越讲究个我们目前的规模“。
  
  根据尼尔森的说法,燃料电池和氢气可以在快速兴起的智能电网中发挥重要作用。
  
  Navigant的亚当·福尼证实了这一点,“ 氢能 - 气体有可能成为一种重要的多功能储能介质 ,支持从多个时间段到季节性存储的各种时间段内间歇性可再生能源发电的整合。然而,经济学是至关重要的,并且很难以廉价的方式产生氢气。“
  
  一英里的氢气管道成本约为765,000美元。一个大到足以支持设施需求的储氢罐大约是500万美元,这些是你甚至可以开始购买氢气之前必须支付的成本。
  
  Trolysis的模型是安装他们的一个系统,向其供应处理过的铝,并为系统产生的氢气收费。
  
  尼尔森阐述了这一声明,“我们可以进来,把我们的一个系统停机1/10 个类似大小电厂的成本,因为它是点播,你生产的氢气作为你使用它,意义需要的存储容量要少得多。氢气本身也更便宜,因此客户可以降低两端的成本。“
  
  人工智能的作用
  
  在最近的一份报告中,Navigant Research预测未来5到15年内整个能源价值链将出现大规模中断,这将对广大利益相关方产生影响。这种转变主要是由多边努力推动的,这些努力的重点是使全球经济脱碳以应对气候变化,并转向“日益清洁,智能,移动和分散的能源生态系统”。”
  
  该报告还讨论了支持从集中式发电到终端客户的单向功率流的线性价值链将如何让位于更加可持续,高度数字化和动态的能源系统。Forni州,
  
  向系统的多向网络转移,远离线性中心辐射模型,该系统将支持双向能量流,其中客户选择(可选性),清洁能源,创新和敏捷性非常重要。
  
  AI是真正智能电网的支柱
  
  由于成功运行智能电网基础设施所需的大量数据,人工智能将发挥考虑数百万变量和数据点的作用,包括天气,需求,位置,发电资产等,并主动决定每个家庭权力来自哪里,成本是多少。我们不仅需要每秒翻转数百万次的开关; 我们需要做出决定。这就是AI的力量所在。
  
  制定(并学习)这些决策是使AI如此吸引智能电网实施的一部分。一个简单的例子是在决定中期发电战略时考虑天气预报。如果您知道3周后会下雨,您可以主动扩大其他生产来源以抵消太阳能损失并减轻风险。
  
  从微观到宏观的整个范围,主动智能对于智能电网非常重要。 关于AI的重要性,Nelson解释道,
  
  我们几乎在所有产品中使用AI进行烘焙。在小范围内,它有助于在系统中的堆栈之间路由铝燃料并根据环境因素进行调整以确保恒定的氢气流量,但是当您在一个站点上扩展并拥有100个系统时,我们利用AI在系统之间进行协调确保每个系统之间有效平衡总需求输出,如果出现某种故障,可以在单个系统内的堆栈或站点上的其他系统之间立即进行平衡,这意味着即使25%的系统同时出现故障,剩余的堆栈将增加他们的输出抵消,客户永远不会感觉到它。“
  
  “简单的事实是人工智能从弹性和成本节约的角度增加了巨大的价值。我们已经在技术中看到了AI实施的巨大成果,因此人们只能想象它在电网规模上的影响  ,“尼尔森继续道。
  
  人工智能的另一个重要方面是客户和电网直接连接的能力,留下双赢的局面。例如,当需求低且能源成本低廉时,用户可以选择在中午自动开始洗衣。这样可以节省客户资金,并有助于平衡电网负载并减少需求高峰。
  
  此外,通过智能计量,您可以监控每个设备和插座,为房主提供能源使用情况的全面信息,并根据使用情况提供有关甚至微小变化影响的硬数据,从而鼓励节约能源。让人们对其能源使用情况进行细致的洞察会产生重大影响。如果您能够实时查看旧洗碗机的运行成本,或者关闭所有灯泡对您的能源消耗产生何种影响,那么更容易改变习惯。
  
  可再生实施
  
  然而,在实施这些技术时,我们必须面对一些不幸的现实。虽然将所有东西都转换为可再生能源并逐步淘汰化石燃料是完全合理的,但实际情况是,有太多的力量可以立即做出改变。一个很好的例子是,使用化石燃料为许多公司赚了很多钱,所以他们没有动力去促进这些变化。
  
  “在我看来,”尼尔森说,“开始成功和有意义的转型的最大一个方面是首先表明可再生能源比化石燃料更多。这就是为什么我们在Trolysis的初始客户大多是大型工业客户。这不是一个特别迷人的市场,但是当你可以告诉一个企业,通过改用可再生氢气,你可以每年削减数千万美元; 这让他们更加渴望采用可再生能源。“
  
  同一线程适用于几乎所有可再生能源。值得庆幸的是,近年来太阳能的价格已经下降,而且还有许多其他非常酷的技术正在实施,以提高可再生能源的成本效益。
  
  所有这一切都说明,人工智能,大规模分布式可再生能源发电和智能电网不仅仅是未来的科幻技术; 他们在这里,我们需要利用它们。尼尔森强调了这一点,“现在存在的技术是为了向整个国家转变为智能电网和可再生能源。现在这只是一个采用的问题,幸运的是,从我所看到的情况迅速发展。“
  
  在Trolysis,我们开始接受客户的承诺,在今年早些时候安装我们的氢气发电系统,到目前为止,我们的承诺将产生足够的氢气,以消除每年约5000万公斤的二氧化碳排放量,这是接管的影响离开公路10万辆汽车,同时每年削减公司成本约8200万美元。全面的可再生技术正在引起企业和政府的关注。“
  
  你可以做一个人来帮助促进这种转变?
  
  尼尔森建议我们提问。“询问你的公用事业公司,他们计划推出可再生能源和智能电网技术。和你的朋友谈谈智能电网和人工智能是多么棒。您不需要花费大量精力,但如果显然实施这项技术的需求很高并且存在财务激励,那么它将会发生。“

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