NTT推出全新电力分配模式“Internet of Grid”,助力可再生能源并入输配电网络

“当我们试图扩大发展可再生能源时,目前的输配电网络存在一些必须解决的紧迫问题。”在2024年9月20日举行的线上说明会上,NTT Anode Energy能源流通业务本部负责人永井卓解释了开发“IoG(Internet of Grid)平台”的原因。简而言之,IoG平台是一个升级现有输配电网络,以便更容易引入可再生能源的解决方案。永井卓指出的问题如下:

目前的输配电网是基于火力和核电等大型发电厂的电力供应,因此在电力分配到各家庭之前,电力流通设备的容量会逐步减小(如下图所示)。此外,由于电力从发电厂单向流向小容量的用户,缺少了解电力流动方向、电压和电流的机制。这种“无法把握电力系统潮流”的问题将成为未来使用可再生能源作为主要能源时的重大障碍。

目前输配电网的问题
为了更好地利用可再生能源发电,需要将安装在住宅、曼ション、农田等地方的太阳能发电连接到输配电网中。然而,这些装置连接到小容量的下游,电力供给方向会发生变化,并且电压和电流会根据天气和时间变化。例如,在晴天的白天,可再生能源发电量增加,电力系统电压上升,电流容量变大,存在超过输配电设备容许量的风险。

在没有实时监控电流和电压,并控制送配电设备不超过上限电压的机制下,“很难将可再生能源连接到现有的电力系统”(永井卓)。最终,只能限制可再生能源发电的接入,以不超过容许值。在现有输配电网中叠加“两个新基础设施”为了使可再生能源发电更容易接入输配电网,需要增加“掌握因天气和时间变化的电力系统潮流”的功能,以及“为了应对再生能源增加导致的电压上升,扩充设备容量”。

在IoG平台中,通过在现有输配电网中叠加两种新的基础设施来解决这个问题。其构成如下图所示。IoG平台的结构
第一个是以掌握电力系统潮流(流动方向、电压、电流)为目的的“互联网基础设施”。它由智能电表及其数据管理和分析系统构成。这次,NTT Anode Energy等公司开发了“具备潮流监测功能的新型智能电表”(永井卓)。通过在输配电网的各个地方安装这些智能电表,获取和分析电流和电压数据。

如果预测到设备超过容许值,则向智能电表和输配电设备发出指令,以控制电压上升和电流容量。第二个是当电力系统容量即将超标准时储存电力的“电网存储”。这是一个根据上述控制进行充放电的蓄电池。如果可以在太阳能发电量增加的时间段将电力储存在蓄电池中,就能降低电力系统电压上升的风险,从而更容易利用可再生能源发电。