期待城市——以及电网——变得更加智能化的10个理由

本文最初发表于智能电网的图书馆．

一年能改变多少?当谈到智能电网和智慧城市的话题时，答案很简单:很多事情都可以改变。

以下是我对2014年初的10个预测的进展报告到2020年智能电网和智慧城市的活动．你可以回顾完整的预测自己来判断一下我的水晶球的质量。

1.到2020年，加州达到并超过了其可再生能源发电33%的RPS目标——这是在这个日历截止日期内所有州中最雄心勃勃的一个。

截至10月，该州三家投资者所有的公用事业公司22.7%的电力来自可再生能源，并有望在2016年达到25%的里程碑。加州公共事业委员会(California Public Utilities Commission)预计，仅太阳能发电就将占该州可再生能源发电总量的42%。该州已经安装了大约24.5万个屋顶太阳能光伏，到2017年，这些系统的总发电量将接近3000兆瓦。

2.电网弹性战略优先考虑投资者拥有的、市政和农村公用事业。

电力研究所在电网弹性方面有许多倡议，其客户是公用事业公司。政府、商业和居民利益集团建立的微电网能够在一定程度上实现能源的自给自足。NYSERDA宣布了全国第一个纽约奖这是一项耗资4000万美元的竞赛，旨在建设微电网和其他地方能源电网。新泽西发起了能源弹性银行-该国第一家公共基础设施银行专注于DER的能源弹性。该银行有2亿美元资金用于加固关键基础设施的项目。公用事业公司对微电网的支持正在增长，像Con Ed这样的公用事业公司认为改革能源的愿景该计划提供了重新定义公用事业商业模式以适应新的微电网产品和服务的机会。

3.随着公用事业考虑电网加固，城市重新定义为智慧城市。

如果智能城市的关键基础设施依赖脆弱的输配电网络．智慧城市的定义比比皆是，但缺乏一致的标准化框架是智慧城市发展的严重障碍。对于一些州来说，尤其是纽约、康涅狄格和新泽西(这些州受到超级风暴桑迪等天气事件的打击)，一个城市如果能升级关键的基础设施和部署分布式能源和微电网用于选定的社区建筑和系统。

4.对公用事业来说，消费者中介威胁比比皆是。

今年早些时候发布的投资者指导报告指出了现有受监管的公用事业商业模式面临的一些威胁，并指出科技巨头(尤其是谷歌和苹果)和公用事业在向消费者提供增值服务(特别是能源管理服务)方面可能发生冲突。消费者对太阳能发电越来越了解，太阳城(solar City)和Sungevity等公司利用了这些趋势，使消费者更容易与非传统能源公司建立关系。

5.定义如何将微电网和其他独立发电和储能资产整合或并网的标准在全球得到采用，以实现电力向公用事业配电网的双向流动。

现有的IEEE 1547标准用于DER，如太阳能光伏，要求这些资产必须断电，如果它们与电网连接，并失去电力。虽然作为一种安全措施是必要的，但它违背了微电网维持电力关键基础设施或有意义地将电力回馈给电网的目的。智能电网互操作性小组启动了微电网运行接口优先行动计划24。该行动计划的重点是微电网控制器使用的信息模型和信号的互操作性和一致性。另一个名为PAP 25的组织将鼓励统一金融数据的标准，并成立一个专注于交易能源的新组织。这些都是制定标准的关键步骤，这些标准将管理双向电力，并实现智能电网和电力智能城市的全部承诺。

6.关于电力服务社会契约的未来和电力成本社会化的辩论仍在继续。

的改革能源的愿景该计划的目标包括为公用事业、客户和能源服务公司“促成和促进”新的商业模式。这只是第一个将引发重大讨论的国家活动，即如何公平平衡配电电网投资，以容纳和整合更多分布式能源资源。因为实施和衡量新的商业模式的效果需要时间，这场辩论肯定会在未来十年继续下去。

7.电动汽车将占据美国汽车市场的10%。

2013年电动汽车的渗透率仅略高于0.5%。汽油成本的下降给电动汽车制造商带来了额外的压力，他们必须降低零排放汽车的价格，以增加消费者的接受度。然而，公用事业正在发挥更积极的作用，因为爱迪生电气协会的成员将开始投资到每年5000万美元用于电动服务卡车为消费者提供充电站。国防部正在进行车辆到网格或V2G应用的试点。它的第一次智能充电演示该公司正在探索V2G的性能，还将研究将使用过的电动汽车电池重新用于固定能量存储。

8.弹性措施也成为智能建筑定义的一部分。

一些联邦、州和非政府的倡议涉及弹性，一些关键的基础设施定义包括选定的建筑。国家标准与技术研究所正在为社区灾害恢复力，但重点是建筑材料和规范。微电网、DER和零净能源法规和技术可以弥补现有建筑弹性措施的不足。微电网已经投入生产，在紧急情况下为关键基础设施提供电力，这是Borrego Springs微电网的目标之一。

9.纳米技术帮助推动太阳能收集效率超过50%，研究科学家的目标是到2020年达到75%的收获效率。

在过去10年里，申请纳米技术创新的石墨烯专利数量增加了两倍。该研究管道包含单分子厚的石墨烯和钼片，其每重量单位材料提供的能量可能是目前商用太阳能电池的1000倍。柔性太阳能电池板的制造即将问世，它可以包裹在弯曲或不平整的表面上，也可以缩小规模，扩大了太阳能部署的可能性。

10.有足够的电力生产来自可再生能源，我们不再谈论“可再生能源”。

美国并网风力涡轮机的总发电能力为6万兆瓦，预计到2020年这一数字将翻一番。太阳能也在爆炸式增长。储能解决方案将“巩固”风能和太阳能的间歇性，从而消除对可再生能源依赖的最后反对意见。它将只是一种廉价、清洁的电力来源，没有化石燃料的价格波动。

这些预测正在朝着实现的方向发展，尽管关于纳米技术进展的预测被公认是一个很有挑战性的目标。请注意，能源储存对某些预测的进展有重大影响。智能电网图书馆将继续跟踪这些预测，并定期更新。