產業互聯網興起,聊聊對電力系統的理解

最近有知乎網友諮詢,如何從傳統產業轉互聯網行業。顯然他還沒有意識到互聯網也在迴歸傳統行業:互聯網反壟斷調查,互聯網反996文化,網上不斷熱議國傢什麼時候管程序員高薪等。

且不說是否都合理,至少說明互聯網增長和擴張的紅利消失,消費互聯網將逐步迴歸成爲微利的基礎設施,而此時從傳統行業進入互聯網,顯然會遭遇49年加入國民黨的尷尬。

近幾年圈內也基本都有共識,互聯網會向產業發展。早幾年意識到消費互聯網不可持續,早早轉型進入產業賽道,而做產業或行業產品的前提是,對於產業或行業的理解,本篇談談對於電力系統的理解。

新的變量

前段時間《以「碳中和」概念爲例,聊聊產品經理的底層邏輯》探討了碳達峯和碳中和是中國未來幾十年確定性非常高的事情,圍繞此課題展開的工作,將隨着時間推進不斷釋放長期價值。

爲了實現碳達峯和碳中和目標,關鍵路徑之一就是採用可再生能源發電,而電力系統需要解決發電和用電瞬時平衡的問題,這就給電力系統帶來了新的挑戰。電網需要逐步向智能電網升級,才能滿足新形勢下的要求。

理解電力系統的變量是驅動未來的核心因素,建立從發電、輸電、變電、配電、用電的全流程,是形成電力系統認知的基礎。

新能源發電

既往發電主要靠火電,主要能源是煤。一方面,煤是不可再生能源;一方面,燒煤產生大量二氧化碳是主要的溫室氣體,會造成地球氣溫上升。於是採用新能源發電就成了理想的替代方案。

比較理想的可再生能源主要有風能、光能、水能。到內蒙或河北張北隨處可見風力發電的風車;在廣大農村不斷增多在屋頂的光伏發電裝置。新能源在快速落地。

但新能源本身具有隨機性、季節性及受天氣影響大,因此新能源發電存在不穩定性。這也促使電網做更精準的出力預測和儲能裝備開發更爲必要。

特高壓傳輸

「特高壓」這個詞近些年出現的頻率越來越高,並且被看作中國尖端科技之一。

由於電力在線路上輸送存在損耗,而電壓越高損耗越小,可傳輸的距離越長。再結合中國風電和光伏基本上都在西北和北部,水電則主要在西南。而主要用電負荷在東部和東南,這種發電和用電地理上的不平衡,就需要將電能跨長距離運輸到東部和南部,而特高壓是解決長距離電能運輸的關鍵技術。

以前在湖南讀書時,夏天偶爾停電,主要原因是以往火力發電需要將北方的煤運輸到南方,而當煤炭供應不足,夏天又出現高峯負荷時,只能拉閘限電。

當然特高壓技術的發展除了供需不平衡外,相比發達國家還有個重要原因是,中國經濟還在快速發展,新增發電出力和負荷不斷增加,客觀上推動了對特高壓越來越大的需求。而美國從經濟因素出發,就沒有特別大動力發展特高壓技術。

變電和配電

上文提到爲了降低電能在輸電過程損耗,需要將輸電電壓提升。同樣地,將電力輸送給配電網或用戶,也需要降低電網等級。爲了實現升壓和降壓就需要有變壓器,變壓器原理主要靠電感線圈匝數實現升壓或降壓。以前在農村隨處可見裸露的變壓器,如今城市主要用配電箱,內部就包含變壓器,但從觀感和安全性上都有較大提升。

電網正常運行促進正常的生產和生活正常進行,爲了防止電網出現問題,自動化的運維監控必不可少,對於電壓、電流、正常負荷監控更是基本課題。當出現故障時,電網可以自動調節開關,避免故障蔓延和造成更大損失。

今年春節去西藏遊玩,路過某個冰川下有個小屋,小屋由石頭砌成,且沒有通電,屹立在夕陽下冒出滾滾犛牛糞的炊煙,讓人感嘆這裏的居民生活之原始,如果通電日子會好很多。

前段時間看央視介紹架設西藏超級電網的節目,在西藏架設輸電、變電和配電網尤其困難,但考慮我國是社會主義國家,能在經濟效益遠小於民生效益的事情上如此投入,也是讓人自豪,希望那家人能儘快通上電。

有序用電

我們每個人每天生活都離不開電,用電是自然又無感的事情,而實際用電一些趨勢也逐步會影響我們每個人。

我們對電能需求越來越大。以個人家中爲例,大功率用電器就包含電視、空調、冰箱、熱水器、微波爐、電磁爐、跑步機、新風機等,年度用電度數更是超出對兒時用電度數的認知。

節約用電非常必要,但我們需要承認的一點是,隨着經濟的發展,人們會對電的需求越來越大。比爾蓋茨在《氣候經濟與人類未來》也提到他自己碳排放非常高,但仍不是從堵的方式,避免私人飛機出行,而是從疏的方式做更大有益於降低碳排放的投資和行動。

未來新型電網電價會實時動態調價。電力系統本質上電能的供需,每個時刻供需情形都會變化,電價理論上也應該動態調價。實時電價特徵是,用電低谷時電價低,用電高峯時電價高,通過市場的方式動態調節價格。

如果未來動態電價,最好的辦法就是在低峯時用電,例如熱水器、空調、電飯煲等產品都具有定時功能,電商平臺售賣的各種定時插座也能在一定程度上解決分時用電的需求。當然更進一步,我們甚至可以將部分用電器的控制權交給供電公司,動態地削峯填谷,既解決了電網負荷穩定的問題,也能滿足低成本用電的需求。

關於作者:

小樂帝,一線AI產品經理、簡書科技優秀作者、產品經理讀書會創始人。

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