虛擬電廠：利用充電樁存儲(chǔ)電能分布式能源可以無(wú)需并網(wǎng)

一個(gè)項(xiàng)目的推進(jìn)，需要當(dāng)?shù)鼐用竦膮⑴c--這是日立制作所在美國(guó)夏威夷州毛伊島(Maui)推進(jìn)智能電網(wǎng)項(xiàng)目時(shí)說(shuō)的。要實(shí)現(xiàn)智慧城市(環(huán)保城市)，如何讓居民參與進(jìn)來(lái)是一大關(guān)鍵。在毛伊島的項(xiàng)目中，這一點(diǎn)更加重要。

毛伊島的智能電網(wǎng)項(xiàng)目計(jì)劃充分利用電動(dòng)汽車(EV)。最終將統(tǒng)一管理EV配備的電池，構(gòu)筑"虛擬電廠"。為此，要盡可能普及EV。

于是，項(xiàng)目組啟動(dòng)項(xiàng)目時(shí)，在動(dòng)員當(dāng)?shù)鼐用窠⑸鐓^(qū)上下了很大的功夫，比如，邀請(qǐng)夏威夷著名的音樂(lè)家，參加EV充電站的啟動(dòng)儀式等。CEMS(地區(qū)能源管理系統(tǒng))等項(xiàng)目也需要當(dāng)?shù)鼐用竦男袆?dòng)，為此項(xiàng)目組正在毛伊島上積極地動(dòng)員。

解決海島特有課題

毛伊島的智能電網(wǎng)項(xiàng)目名為"JUMPSmart Maui"。屬于獨(dú)立行政法人日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的"島嶼智能電網(wǎng)實(shí)證事業(yè)"，作為海島電力系統(tǒng)示范頗受關(guān)注。該項(xiàng)目的目標(biāo)是"到2030年，讓可再生能源在全島發(fā)電量中占40%"。現(xiàn)在，正在征集協(xié)助測(cè)試的40戶家庭和200輛EV。

毛伊島是擁有15.5萬(wàn)人口(2010年)、面積為1883.5平方公里的海島。在這樣的地方，電網(wǎng)容易變成獨(dú)立的小型電網(wǎng)。實(shí)際上，毛伊島也是如此，發(fā)電量幾乎全部出自島內(nèi)的火力發(fā)電站，對(duì)化石燃料的依賴度很高，且規(guī)模效率較低，因此這里的電價(jià)很高，達(dá)到美國(guó)本土的3倍。

另外，島內(nèi)沒(méi)有鐵路，交通工具只有汽車。由于是海島，油價(jià)也很高，達(dá)到美國(guó)本土的1.5倍左右。

JUMPSmart Maui項(xiàng)目的目標(biāo)是解決這些海島特有的課題。如果能夠普及EV，就不用使用昂貴的汽油了。而為了確保電力，要盡可能多地使用可再生能源。因此項(xiàng)目組計(jì)劃通過(guò)建立包括EV所配備的電池在內(nèi)的虛擬電廠，來(lái)吸收可再生能源發(fā)電量的不穩(wěn)定性。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要EV足夠普及，因此動(dòng)員居民使用EV具有很大的意義。

在動(dòng)員居民的具體措施中，非常有意思的是充電樁的"外包裝"。這項(xiàng)措施看得見(jiàn)摸得著?？焖俪潆姌侗旧硎前咨拈L(zhǎng)方體。雖然單個(gè)看起來(lái)沒(méi)有什么不自然的感覺(jué)，但實(shí)際將白色充電樁排成一排，卻大煞風(fēng)景。于是，項(xiàng)目組舉辦了設(shè)計(jì)大賽，向居民征集充電樁設(shè)計(jì)。

結(jié)果非常好。從居民中征集了幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，項(xiàng)目組決定將優(yōu)秀作品貼在充電樁的外側(cè)。這不僅有利于提高居民的參與意識(shí)，還具有防止破壞行為(anti vandalism， vandalism是指對(duì)藝術(shù)作品等的破壞行為)的效果。

被浪費(fèi)的剩余電力

毛伊島一直在推進(jìn)利用可再生能源。不僅在普通家庭采用了光伏發(fā)電，還建立了3個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。

但由于全島整體用電量很少，容易產(chǎn)生剩余電力。毛伊島在傍晚很多人洗澡的時(shí)段，用電量達(dá)到峰值。但在其他時(shí)段，剩余電力就會(huì)被浪費(fèi)掉。結(jié)果就形成了電力系統(tǒng)成本高、利用效率低的狀態(tài)。毛伊島為避免產(chǎn)生剩余電力浪費(fèi)，如今只在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一座風(fēng)電場(chǎng)。

另外，如果把可再生能源電力回流到電網(wǎng)，又會(huì)產(chǎn)生電壓上升及頻率變動(dòng)等電力不穩(wěn)定的問(wèn)題。尤其，總發(fā)電量小時(shí)，可再生能源在總發(fā)電量中所占的比例越大，就越難控制。

將剩余電力充到EV電池中

于是，項(xiàng)目組想到了通過(guò)在充分利用風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的同時(shí)，還靈活運(yùn)用EV電池，以實(shí)現(xiàn)高效率穩(wěn)定供電的智能電網(wǎng)。如果普及EV，就可以節(jié)約汽油費(fèi)。由于這里是海島，對(duì)EV的續(xù)航距離沒(méi)有很嚴(yán)格的要求。

統(tǒng)一管理EV的電池，將剩余電力充給EV電池，以備在用電高峰時(shí)使用，就可以減少電力浪費(fèi)。同時(shí)，在家庭中安裝電熱水器，推廣使用剩余電力來(lái)燒熱水，便可進(jìn)一步提高用電效率。

通過(guò)將可再生能源儲(chǔ)存到EV電池中，還可以解決將之回流到原有電網(wǎng)中所引起的頻率變動(dòng)等課題?，F(xiàn)在，參加EV測(cè)試的家庭已安裝了普通充電樁，并且島內(nèi)5個(gè)地方已安裝了快速充電樁?；靖采w了全島。計(jì)劃今后將快速充電樁增加到20個(gè)左右。