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智能电表成电网破坏者?有啥根据

智能电表成电网破坏者?有啥根据
来源:eettaiwan 时间:2015-07-30

在全球许多地区(如德国),智慧电表(smart meter)是新建筑物的强制性配备——智慧电表是智慧电网(smart grid)的重要部份,能够让能源供应商配合能源的产生与消耗实施差别电价,而且也有助于用户化能耗配置。


不过,德国不来梅大学(Bremen University)的科学家质疑这一途径能否顺利进行。他们认为,广泛部署智慧电表,将会造成电网反应混乱,从而导致更严重的停电。

 

智慧电网的基本概念是因应发电量调整电力消耗。可再生能源是电网中的主要因素,发电量将根据不同的情况而异,例如阳光产生的太阳能,以及风力则来自风力涡 轮机。相较于阳光较弱或未起风的时间,在有较多能源产生时的电费将会变得较便宜。用户可自行设定家中洗衣机等各种电器,在发电量高而电价低的时候启动电器 作业。然而,来自不来梅大学理论物理研究所(Institute of Theoretical Physics)的一群科学家们指出,这个概念可能过于短视,终将会失败。

 

由该校教授Stefan Bornholdt主导的研究团队模拟了大量导入智慧电表应用的市场情况。他们的研究结果十分令人惊讶:智慧电表的使用将会造成易于泡沫化的人为能源市场,甚至导致像金融或房地产市场崩盘的情况。

 

Bornholdt观察,电力能源向来无法被均匀地馈入电网中,总是随着时间而起变化。而风能与太阳能由于存在阳光与风力强度等自然参数,更显着地增加这 些变化。强制规定建置智慧电表的想法在于根据能源供需调整不同的电价,从而抑制电量波动。例如,用户在操作洗衣机以前,可先行设定机器,使其只在电价降低 到某一预设价格点时才启动。Bornholdt表示,这个基本概念来自于根据市场供需调整价格的经济学理论。然而,这个理论并不完整,尤其是大量消费者争 相利用价格点之际。因为,每个人都想在价格低点时洗衣服。

 


个别电表的动态模式:随着用电时间增加,可接受的价格点逐渐降低
(来源:American Physical Society)

 

然而,这个模式可能无法正常运作:根据研究人员的模拟显示,在一个竞争的环境下,市场行为将会失控、不稳定且混乱。例如,如果能源供应低而价格高时,大部 份的用户将倾向于延迟用电。Bornholdt解释,但他们也无法永远这么做。当越多的机器等待启动,潜在的需求就越高:泡沫因焉形成。等到近一次的价 格微幅下滑时,这个泡沫就破灭了。因为有许多消费者延迟了洗衣时间,导致无数台洗衣机都在同时间忽然开始洗衣。Bornholdt强调,这将引发极度用电 的集体崩溃机制,更可能导致严重的大停电。

 


连续一段时间的价格密度;平均价格以带多个标准差(点线)的直线表示
(来源:American Physical Society)

 

根据研究团队的结论,大规模部署智慧电表其实是未经全盘考虑的急就章。根据该研究的运算模式,研究人员们利用人们在此情况下实际采取的行动作为变数重新加 以建构。在这些情况下,个别用户并不知道自己的动作在成倍增加后所造成的结果。遗憾的是,那些提供能源的单位也并不知情。

 

不来梅大学科学家的这项研究已经发表于美国物理学会的《物理评论》(Physical Review)中。

 

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