智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。

    走向主動調(diào)整電力需求的時代

    維持電力系統(tǒng)供求平衡不可缺少的智能電網(wǎng)

    智能電網(wǎng)是什么?最近，只要是讓能源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)更加聰明的技術(shù)，好像都叫“智能電網(wǎng)”。智能電網(wǎng)中必不可少的，是被稱作“智能電表”的新一代電表。智能電表將擔(dān)負(fù)的使命，是測定用電量，實現(xiàn)連結(jié)電力公司與用戶的信息通信。這是智能電網(wǎng)一直以來的印象。

    這一次，讓我們來思考智能電網(wǎng)原本的使命是什么。用一句話來說，就是“讓需方協(xié)助電力供求調(diào)整”。

    電力系統(tǒng)要求需求與供給一直保持平衡，一旦平衡打破，電力的頻率就會發(fā)生變化。如果變化大幅偏離標(biāo)準(zhǔn)值(50Hz和60Hz)，電力系統(tǒng)就無法穩(wěn)定運行。在過去，電力的供求調(diào)整一直是需方“隨意”使用，供方一味配合。需方無需為供求調(diào)整做出特別的行動。

    今后，發(fā)電輸出功率波動較大的太陽能發(fā)電(PV)和風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的利用估計將會增加。這樣一來，供應(yīng)能力的變化將隨之加大。如果可再生能源發(fā)電的份額繼續(xù)增加，火力發(fā)電、水力和抽水蓄能發(fā)電等過去參與供求調(diào)整的發(fā)電份額減少，供求調(diào)整能力將會下降。

    出于供應(yīng)能力變化增加和供求調(diào)整力下降兩個原因，穩(wěn)定供求平衡也將變得愈發(fā)困難。

    作為一種供求調(diào)整的方法，蓄電池在未來也有望得到采用。但其前提條件是“蓄電池在成本上可行”。截至目前，蓄電池仍然價格高昂，不能馬上大量采用。在這種情況下，可以設(shè)想的一種方式是需求的能動化。

    需求能動化是指消費者自行調(diào)整用電時段。電力公司向需方傳遞“希望在什么時間用電”的信息。作為回應(yīng)，需方向電力公司反饋“在這段時間節(jié)電”等信息。而且，信息的交換還需要傳達(dá)到實際用電的電器。智能電網(wǎng)承擔(dān)的信息傳達(dá)作用將越來越重要。這就是智能電網(wǎng)重視信息通信技術(shù)(ICT)的原因。如果能夠?qū)崿F(xiàn)，就有助于通過需求調(diào)整供求。

    不過，為何在現(xiàn)在，這些信息無法傳遞呢?這是因為，調(diào)整需求的關(guān)鍵信息——“是可以增加用電量，還是要控制用電量”——很難悉數(shù)傳達(dá)到家庭。但在東京電力公司轄區(qū)，信息發(fā)送的對象已經(jīng)達(dá)到約2000萬戶。

    最近，通過手機發(fā)送地震預(yù)警逐漸普及。在電力方面，能夠?qū)崟r傳遞信息的技術(shù)應(yīng)該說也有了眉目。

    如果可以實現(xiàn)，最實惠的調(diào)整方法莫過于此。在大規(guī)模采用可再生能源，難以像以往那樣由供方進(jìn)行供求調(diào)整的情況下，只要借助需求的能動化，仍然有望實現(xiàn)遠(yuǎn)比供方單打獨斗更為合算的調(diào)整。此時，如果不大幅破壞能源本來的使用目的——舒適性和經(jīng)濟(jì)性，甚至能使其同時得到提升，普及將得到加速，從而實現(xiàn)穩(wěn)定用電。智能電網(wǎng)有望擔(dān)此重任。通過采用轉(zhuǎn)移需求等方式承擔(dān)部分供求調(diào)整的任務(wù)，可以減少蓄電池等昂貴措施的采用量，推遲采用期，從而抑制社會成本。