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    物联网在智能电网领域大有可为

物联网在智能电网领域大有可为 2022-07-06

物联网将是确保智能电网投资获得最大回报的基础。

在大流行期间遭到重创后,全球各地的电力公司正在重返正轨,对老化的配电网络进行现代化改造。欧洲、中国和美国政府正在签署雄心勃勃的扩建计划,建设更多的计算机化网络,以实现无碳发电。物联网将是确保这一巨大投资获得最大回报的基础。

在数字化上投入巨资

国际能源署(IEA)将智能电网定义为“使用数字和其他先进技术监控与管理来自所有发电源的电力输送,以满足终端用户各种电力需求的一种电力网络。智能电网尽可能高效地管理系统的各个部分,最大限度地降低成本和环境影响,同时最大限度地提高系统的可靠性、弹性和稳定性” 。

这些优势带动了大量的基础设施预算;根据国际能源署(IEA)的数据,智能电网的支出在2021年已达到3000亿美元,并且到2030年将增加两倍。

物联网不仅仅是智能电表

智能电表或许是智能电网的典型代表。随着电力使用信息不断传输到云端,电力公司可以准确预测未来的需求,并向消费者提供峰谷电价,鼓励他们在高峰时期适度消费。

但智能电网远不止智能电表那么简单。先进的电网是数百万个重要组件的互联,每一个组件都对整个电网的性能有影响。无线传感器不仅能提供供电数据,还能对雷击或支路电缆短路等引起的问题提供早期预警通知。对于试图维护一个复杂而微妙的均衡系统的电力工程师来说,这些信息至关重要。

可再生能源带来的挑战

工程师更喜欢稳定可靠的能源,因为这种能源更容易使电力平衡。尽管化石燃料发电站存在缺点,但它们仍然是非常可靠的选择。

而可再生能源则不然,因为很难准确预测天气会有多晴,会刮起多大的风。这就带来了不可预测性和可变性——这使得无论晴天还是雨天,都很难满足消费者对即时供电的需求。

通过使用物联网传感器持续提供的全国各地阳光和降水的数据,工程师可以切换至运行良好的风力和太阳能发电厂,并关闭那些发电量很少的发电厂,从而使得电网变化变得平缓。源源不断的数据还可以帮助工程师预测,当可再生能源无法提供所需电网容量,而监管人员又不想在混合电网中添加更多的燃煤或燃油发电厂时,应该何时使用能够快速点火(并且碳排放相对更低)的天然气发电厂。

用物联网来实现电力平衡

但即使有物联网传感器提供的深度数据,仍然会出现电力供需平衡不可能实现的情况。比如,澳大利亚出现一个没有风的天气,可能会伴随着高温;因此,每个人都会打开空调,但可再生能源提供的电力却很少。届时,将使用化石燃料电厂来填补这一用电缺口,碳排放量将飙升。短期问题的解决将以对地球环境的长期影响为代价。

解决办法是储存在晴天和大风天通过可再生能源生产的多余电力,以便在峰值出现时释放到电网中。可以考虑的方案包括使用多余的可再生能源生产氢气,建造巨大的电池储能系统,建设抽水蓄能系统,甚至旋转巨大的飞轮。

将能源储存在电动汽车中

另一个受到关注的想法是,利用全球快速扩张的电动汽车(EV)储备可再生能源生产出的电能。物联网将用于协助这一过程,如追踪车辆何时进入车库,以及电池有多少备用容量用于储存电。然后,网络还将跟踪电网负荷大时断开哪些电动汽车电池。

智能电网对于解决全球日益增长的能源需求,同时减少碳排放至关重要。物联网对于确保这些电网兑现其承诺也是必不可少的。

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