島嶼電力系統(tǒng)的樣板：智能電網(wǎng)電動汽車完美融合

漂浮在大海上的毛伊島擁有15.5萬人口(2010年)，面積僅為1883.5平方公里。這座島嶼上開展著名為“JumpSmartMaui”的智能電網(wǎng)項目。該項目屬于日本獨立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)的“島嶼區(qū)域智能電網(wǎng)驗證事業(yè)”，作為島嶼電力系統(tǒng)的樣板，如今成為關注的焦點。項目的目標是“到2030年，使可再生能源占到全島發(fā)電量的40%”。系統(tǒng)由日立制作所主導建設。現(xiàn)在正在征集40戶家庭和200輛純電動汽車(EV)的協(xié)助測試員(志愿者)。毛伊島“JumpSmartMaui”實證項目的目的和計劃這是NEDO的實證項目，以日立制作所為核心推進。

規(guī)模小、效率低

島嶼面臨的電力系統(tǒng)課題是電網(wǎng)獨立于其他島嶼，規(guī)模很小。毛伊島的發(fā)電基本依靠島內的火電站。不僅對于原油的依賴度高，而且在規(guī)模上也效率低下，從而導致了電費高漲。甚至達到了美國本土的3倍。

面對這樣的情況，可以想到的對策就是充分利用可再生能源。實際上，整個夏威夷州都在努力普及自然能源。在毛伊島，普通家庭正在普及太陽能發(fā)電。而且還建設了3座風電場，并且投入了使用。

但其中也存在島嶼才會出現(xiàn)的問題。一是全島的耗電量小，所以發(fā)電會產(chǎn)生剩余。毛伊島的耗電量峰值出現(xiàn)在傍晚多數(shù)人洗澡的時段。而在其他時段，剩余的電力都是白白浪費。結果造成了電力系統(tǒng)成本高、效率低。因為不愿浪費，毛伊島現(xiàn)在只使用一座風電場。

二是如果把可再生能源與現(xiàn)有的電力系統(tǒng)整合，會出現(xiàn)頻率變化等穩(wěn)定性方面的問題。尤其是總發(fā)電量小的時候，可再生能源占整體的比例會增大，因而難以控制。

因此，這就需要建設能夠在充分利用風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的同時，高效穩(wěn)定供電的智能電網(wǎng)。

利用電動汽車吸收剩余電力

其實，毛伊島還面臨著另一個重大課題。那就是路面上的汽油車數(shù)量眾多。島內沒有鐵路，出行方式基本只有開車。與電能一樣，因為是島嶼，所以汽油價格也高。汽油的價格也是美國本土的1.5倍左右。

要想改善這一情況，把汽油車換成純電動汽車(EV)是一種有效的手段。這樣就可以將智能電網(wǎng)與EV結合起來加以利用。比方說，日產(chǎn)汽車的EV“LEAF”(聆風)的電池擁有24千瓦時的容量。毛伊島正可以大量普及EV。因此，JumpSmartMaui采用了促進EV普及，與EV電池聯(lián)動的方案。

以40戶家庭志愿者、160位純電動汽車志愿者為對象，對剩余的電能進行轉換及儲存。通過利用EV進行逆流供電，實現(xiàn)穩(wěn)定的電力調配。

普及EV可以節(jié)省油費。因為是島嶼，EV的連續(xù)行駛距離也不會受到太大的考驗。現(xiàn)在，EV測試員的家中已經(jīng)安裝了普通充電器，島內還設置了5處快速充電器?；究蓾M足需要。按照預定，快速充電器今后將增加到20臺左右。

只要能做到統(tǒng)一管理EV的電池，把剩余的電能充入EV電池，按需使用，就可以減少電能的浪費。與此同時，通過在家庭中普及溫水器，利用剩余的電能燒水，還可以進一步提高用電效率。

這樣一來，發(fā)電效率必然也將隨之提高。而且，通過使EV電池成為可再生能源的“必經(jīng)之路”，還可以解決電能向電網(wǎng)逆流時發(fā)生的頻率變化等課題。

JumpSmartMaui的關鍵在于自主分布控制電池和溫水器的“μDMS”(DistributionManagementSystem)與“EV 控制中心”(EVECC)。設置在毛伊電力公司數(shù)據(jù)中心的管理系統(tǒng)能夠掌握EV的位置等數(shù)據(jù)，經(jīng)由設在各個地區(qū)的μDMS，管理并控制各個家庭中EV電池的充放電。

上面所述的EV普及與自主分布控制相當于JumpSmartMaui的第一階段。計劃在第二階段，對已經(jīng)老化的毛伊電力的發(fā)電設備進行更新重建。屆時要限制總容量，實現(xiàn)更高效的電力系統(tǒng)，為此，有關方面正在研究充分利用需求響應等方法。使供電量與需求量達到平衡，通過錯峰等方式，實現(xiàn)靈活的環(huán)境。

大力爭取居民參與

在推進項目方面，構建讓居民積極參與活動的框架，比構建機制更重要。即使構建起了機制，如果得不到使用，也沒有任何意義。因此，日立十分注重爭取居民的參與。

比方說舉辦啟動活動。邀請著名的夏威夷音樂家到一座EV充電站，向居民普及JumpSmartMaui的概念。

另一種宣傳方式是充電站包裝?？焖俪潆娖魇前咨v長的長方體。單獨設置一處雖然并不礙眼，但白色充電器如果一字排開，看上去很煞風景。

這就需要靠包裝來解決。日立向居民征集包裝設計，舉辦了大賽。結果非常好。居民積極參與，優(yōu)秀作品得到了采用，貼在充電器表面。這除了有助于增進居民的意識，還有望起到杜絕破壞藝術作品等行為的效果。