更小巧,更智能:电网的发展为未来发展提供了动力

2019
06/26
07:19

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纽约 -自1879年托马斯爱迪生创造出第一个持久耐用的白炽灯泡以来,美国对电力的渴望一直在增长。

爱迪生没有停下来用一个灯泡。 他还在1882年为我们带来了第一个商业电网。曼哈顿下城的珍珠街站从中央火车站向其他周边建筑物供电。

当然,电力需求从那时起呈指数级增长,并且预计会持续上升; 估计,到2040年,我们的使用量将增加近三分之一。

但是,虽然电网已发展成为一个庞大的网络,但它有时难以满足需求并抵御恶劣天气和技术故障。

东北大学弹性研究主任斯蒂芬弗林说:“在某种程度上,它会破裂,它会破裂,它会破裂,因为它已经老了,病态或母性会随之而来,导致恶作剧。” “当我们把它重新组合在一起时,我们应该让它更聪明,更好,我们不应该只是把Humpty Dumpty重新组合起来。”

正在开发许多不同的方法和创新技术,以试图迎接这一挑战并为下一代提供动力。

微电网

微电网本质上是一个较小的网格,可以独立工作并与较大的网格断开连接。

有时他们不容易被发现。 走在纽约大学华盛顿广场校园周围,你永远不会注意到你实际上是在走进一个微电网。 即使主要公用事业公司发生故障,纽约大学的地下热电联产或热电联产电厂也能产生电力和蒸汽。

纽约大学的微电网在2012年超级风暴桑迪期间进行了第一次重大测试,当地公用事业公司Con Edison遭遇大面积停电,使曼哈顿下城的大部分地区处于黑暗状态。 在暴风雨中,纽约大学的校园闪耀着明亮的光芒。

“当超级风暴桑迪发生时我们称之为'孤岛模式'和我们的发电厂,我们的热电厂独立于Con Ed电网。我们在超级风暴桑迪的整个过程中为26座建筑提供电力,” John Bradley,纽约大学可持续发展,能源和技术服务副总裁。

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纽约大学的地下热电厂。 CBS新闻

“一个cogen工厂是微电网的一个组成部分。微电网是一个连接建筑的系统,从中央电站获得电力,”布拉德利说。

布拉德利负责监督工厂的设计。 建设始于2008年,并于2010年完成。

该项目的价格高达1.25亿美元。 但它每年为纽约大学节省的公用事业成本高达500万美元。

该工厂的核心是两台以天然气为燃料的燃气轮机。 它们产生电力,与大多数发电厂不同,排气不会浪费。

“我们所做的是我们在腰深锅炉中捕获废气能量并生产蒸汽。然后我们使用蒸汽。在我们的例子中,我们制造高温热水用于加热,我们制造冷却水用于冷却,”布拉德利说。

该大学的工厂效率接近80%,而普通工厂的效率为50%。 因为它靠近它所服务的建筑物,所以当通过电力线传输电力时损失的电力更少,并且更短的线路更容易维护。

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纽约大学的地下热电联产工厂正在建设中。

布拉德利表示,它与网格技术的另一个创新理念 - “智能电网”完美融合。 “最终用户,尤其是像纽约大学这样的大型终端用户,可以帮助管理电网并提高可靠性,”他说。 “因此,在夏季的高峰时段,我们被要求降低我们的需求。它被称为需求响应。通过这样做,电网运营商可以避免城市停电或停电。”

智能电网软件

很多关注改善电网的工作一直是试图建立一个“智能电网”,这基本上意味着通过现代技术使其更加高效,响应和可靠。

一家处于领先地位的公司是 。 他们的软件实时跟踪网格,并在实际发生时传达正在发生的事情。

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更智能的网格解决方案在工作。 CBS新闻

“我们所做的是为寻求新方法将更多分布式能源资源连接到电网的公用事业公司提供解决方案,”该公司的联合创始人兼首席技术官Bob Currie表示。

电力和公用事业公司使用该软件通过连接更多可再生能源并满足不断增长的电力需求来增加其现有的电网容量。

这项新技术不是建设新的基础设施,而是允许电力和公用事业公司提高现有电网的效率。

如果网格的某些部分达到了系统可以处理的极限,则软件可以通过协调不同的设备(如发电机)来防止发生过载,从而帮助解决容量问题。

“我们从公用事业系统收到大量数据,因此当他们向我们展示电力流动的网格的不同部分发生了什么时,我们的软件然后分析识别存在问题的地方,然后将这些问题与事情联系起来可以控制。它会自动控制它们以消除问题,“库里说。

该公司的第一个项目是2009年在苏格兰的奥克尼群岛。 奥克尼项目在一年内与风电场一起节省了23,000吨二氧化碳。

环境和能源专家表示,这种技术使电网更具生产力,并允许更多的可再生能源被充分利用。

“实时跟踪和实时数据对于我们减少系统浪费和了解如何最大限度地利用太阳风和地热等清洁技术至关重要,”纽约Andrew Darrell说。环境保护基金美国气候与能源计划的区域主任和战略负责人

智能电网软件也已在伦敦等大城市实施。 智慧电网解决方案目前正在纽约进行为期九个月的研究,研究如何使城市电网更加高效和可靠。

“这就像我们几乎在管理道路上的交通一样,”库里解释道。 “如果你设置交通信号灯按照时间表运行而你只是忘了它们,那么你就错过了根据道路上的实际交通来协调这些交通信号灯的机会。所以通过实时监控和做出决策 - 时间和持续的基础,我们可以适应任何正在发生的事情,并通过系统更加适合。“

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