潜力巨大:英国智能电网初具规模

将英国的电力网络改造成一个自我监控、支持互联网的智能电网，有可能减少能源使用，并使小规模和间歇性可再生能源发电得到广泛应用。很多技术已经可以做到这一点。该国的区域配电网络运营商(DNOs)面临的问题是如何最好地部署该技术，以满足客户的特定需求。

这就是政府通过监管机构Ofgem为DNOs提供5亿英镑用于测试不同的智能电网技术和技术的原因，从如何在客户的屋顶上连接大量太阳能电池板到如何减少消费者的电力需求。西部配电公司(WPD)经营着中部、南威尔士和英格兰西南部的电网，在为其项目赢得Ofgem资金方面一直是最成功的公司之一，该公司正在准备一系列广泛的方案，这些方案将有助于模拟英国智能电网的最终面貌。

许多低碳网络基金项目的关键是利用智能供需管理释放已经建立在配电网络中的闲置产能。WPD政策经理朱厄尔(Paul Jewell)说，我们正在努力让电力网络更加灵活。“低碳的未来，包括供暖和运输的脱碳，将提供更多的电力负荷，我们正试图找到一种方法，在不需要对电网进行过多加固的情况下，接受电网负荷并接受分布式发电。”

我们以前从来没有做过的是把控制工程师带走，让系统自己做分析

保罗·朱厄尔，西部配电公司

Ofgem已经分配了初始资金，但仍在继续为进一步的方案举办年度竞赛，当谈到选择向Ofgem提出什么样的项目时，dno正在寻求满足其特定地区的需求。但另一个关键考虑因素是试验技术，该技术可以在项目结束时在整个网络上实际部署。“有一个好主意是一回事，”朱厄尔说，“但一旦你得到了Ofgem的资金，你就有责任把它变成一个可行的产品。所以如果你觉得它有点离谱，那你就得把它停在那里，等待开发项目的到来。”

WPD的旗舰项目之一FALCON(灵活低碳优化网络)将于2015年完工，届时将提供智能电网关键要素如何运行的最完整模型之一。FALCON将以米尔顿凯恩斯约200个变电站的网络为基础，尝试管理典型的11kV电网的方法，其中包括来自客户可再生能源方案的分布式发电，使用电池存储来管理电力流，以及在系统中电力超过需求时限制发电。

FALCON经理萨娜·阿瑟顿(Sanna Atherton)说:“这将使未来安装发电设备变得更快、更便宜。”“这可以通过开发一种新的计算机系统来实现，该系统可以为我们提供最佳的工程和商业解决方案，使我们的电力网络更有效地为我们和客户工作，节省时间和金钱。”

该项目还将测试利用计算机模拟控制电网的自动化技术——这可能是智能电网中最明显的“智能”部分。软件将使用能源需求的实时数据，以及可以打开或关闭的发电或存储电力，以便对不同可能的网络安排进行建模，然后做出最佳选择，并使用自动化技术来实现它。朱厄尔解释说:“我们有一个具有自动交换能力的网络管理系统。我们以前从未做过的是让控制工程师远离这些，让系统自己进行分析并做出决定。因此，它需要更多的监控。我们会安装不同种类的开关设备。我们不是将11kV电压作为径向系统运行，而是将其作为一个实心环形系统运行，并在该区域内移动负载。”

米尔顿凯恩斯被认为特别适合这种试验，因为它是许多大型企业的所在地，WPD希望这些企业会热衷于加入进来，并利用他们的参与来展示他们的企业责任。但试验的目的是为更广泛地推广这项技术铺平道路，不仅是在WPD的地区，而且是通过与Ofgem和其他dno在全国范围内分享经验教训。

朱厄尔说:“我们努力确保我们使用的技术是可以理解和可用的，而且还可以进行改造。”“因为转向低碳解决方案并提供一个更有活力的网络是一回事，但如果涉及到挖掘和替换现有的网络，那么这就不是最好的想法。我们正努力让一切恢复正常，在此基础上规划最初的项目。

WPD正在计划的其他项目将研究其他方法，以帮助管理可再生能源分布式发电的增长。林肯郡低碳枢纽计划将加强当地33千伏网络中的配电线路，使它们能够承载更多的电力，但也将涉及光纤和微波无线通信网络的建设。这还将利用几种新技术以其他方式增加电网的容量，允许足够的可再生能源发电为4万户家庭提供电力。该公司将能够监测配电线路的温度和电压，并使用天气报告来知道什么时候风能使它们保持凉爽，从而增加它们可以安全携带的电量。这是双重有用的，因为风越大，电网需要从风电场输送的电力就越多。

与此同时，BRISTOL项目(建筑、可再生能源和综合储能克服网络限制)将在较小规模上研究分布式发电，探索将屋顶安装的太阳能电池板连接到包括电池存储在内的家庭直流网络的优点。这将允许太阳能在白天被捕获，并保存在高峰使用时间，避免了随着越来越多的人购买家庭阵列而将大量电力从居民区运输出去的需要。布里斯托尔项目经理菲利普·贝尔说:“该项目着眼于我们如何与客户合作，管理发电和供应。”“这解决了一个真正的问题，寻找了连接太阳能电池板的聪明方法，减少了对网络的影响，节省了资金和能源。”

另一个名为LV(低电压)模板的项目将收集南威尔士居民如何使用低碳技术(如太阳能电池板)的数据，使WPD能够计算出它将对电网产生什么影响。朱厄尔说，到目前为止，由于我们设计网络的概率性，我们正在耗尽网络内的容量，但我们需要了解还有多少剩余容量。“四分之三的光伏发电设施同时发电，真正的电压效应是什么?”我们能适应电压的增加吗?”

WPD的项目，就像低碳网络基金下的所有项目一样，在很大程度上仍处于设计阶段，在2015年之前，我们不太可能看到智能电网技术在测试地区之外的影响。但Ofgem竞争资金的滚动性质意味着dno已经盯上了接下来的创新，这意味着氢基础设施等项目的试验可能很快就会在英国出现。