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富士通微電網控制:用電平均削減23%

2013年04月22日09:06    來源:人民網-財經頻道

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不經由現有輸電網,直接連結能源供給源與消費設施。要調節供求平衡,必須充分利用信息通信技術(ICT)。

微電網(局域電網)正如其名稱所示,指的是小規模電力網絡。不經由現有輸電網,直接連結太陽能發電設備及蓄電池等能源供給源與能源消費設施。雖說統稱為“小規模”電網,但尺寸也是各不相同。從大廈一角到島嶼等整個地區,應用對象不一而足。

太陽能發電等可再生能源由於會受到天氣等的影響,因此難以預測發電量。並且,由於需求也在隨時發生變化,因此難以調節供求平衡。要穩定地運用網絡,必須充分利用信息通信技術。

富士通公司從2012年5月起,在川崎工廠主樓5樓進行著微電網實証實驗。通過在主樓屋頂等處設置太陽能電池板,在地下設置蓄電池,可滿足該樓層約2成的電力需求。

備有1萬多個方案

在太陽能發電量較多、電力有剩余時,將電能存儲在蓄電池中,在電力不足時加以利用。並且,在預計會出現陰天及下雨天時,事先利用電價較低的夜間電力蓄電,在白天電力需求較大時加以利用。

富士通新一代技術計算開發本部應用程序開發統管部高級經理仲尾由雄說:“僅採用太陽能電池板是不夠的。因為本公司是計算機公司,因此還計劃利用信息通信技術,高效率利用硬件。”“微電網實証實驗”力爭在提高業務效率的同時,減輕環境負荷,是富士通在全公司推進的“環境參考項目”的一環。

太陽能發電的輸出功率變動較大,難以預測。2007年的研究結果顯示,如果以1小時為單位對前一天的電力輸出進行預測,其誤差高達35%左右。即使在當天白天利用實際數據及氣象預報對預測進行修正,誤差也僅能縮小到30%左右。

於是,富士通決定以東京都的氣象數據等為基礎,計算出太陽能電池板上的日照量。在計算機上安裝制定運轉計劃的系統,以過去的耗電量及發電量數據為基礎,輸入1萬多個方案。

制定運轉計劃的“控制系統”對太陽能電池板上的日照量、蓄電池剩余電量及微電網上的電表進行監控。並將這些實測值發送給“運用計劃制作系統”。 運用計劃制作系統將實測值與1萬多種預測方案進行對照,選出最相近的方案,並將該運轉計劃送回控制系統。控制系統基本上會根據計劃,對太陽能發電設備及蓄電池等設備進行控制。以往利用類似的系統,通常是決定使用蓄電池的時間,由定時器進行啟動,而此次富士通率先採用了嶄新的方式,就是根據模擬來決定充放電。

一天內可多次通過這種優化模擬進行修正控制。首先,根據天氣預報設想清晨的日照量,以此為基礎設定最佳運轉計劃,並開始運轉。事先確定修正計劃的時間。從開始運轉的時間到預定修正計劃的時間,根據這段時間內的狀況變化,事先制定多個可供選擇的運轉計劃方案。等到了修正計劃的時間,則根據這時的日照量及蓄電池的剩余電量,選出最佳運轉計劃方案。此時還將設定下次修正計劃的時間,制定下一個運轉計劃方案。通過多次調整計劃,以取得最大運用效果。

高峰用電量削減23%

富士通的微電網實証實驗每小時修正一次運轉計劃,截至2012年12月,已取得了高峰用電量平均削減23%的效果。為了削減高峰用電量,多是採用預測當天日照量最低值的方法,但現已確認,採用富士通在實驗中實施的反復模擬法,偏差小。

川崎工廠主樓5樓從電網接受的電力削減了7%左右。這是因為,雖然太陽能電池板的發電量為用電需求的20%左右,但充放電控制裝置等造成的電力損失卻佔13%左右。

對於在中小規模樓宇中安裝能源管理系統(BEMS),通過雲計算等,利用集中管理系統提供支援服務的“建筑物能源管理系統集成商”(BEMS Aggregator),日本經濟產業省提出了予以扶植的方針,截至2012年4月,已選定21家企業。富士通也是其中之一。該公司高級經理仲尾表示:“我們希望將川崎工廠微電網實証實驗取得的成果,也應用於以地區為單位對能源進行預測及控制的集成商。”(日經能源環境網 供稿) 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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