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社会创新

    • 能源
    • 大数据分析

    在化石燃料依赖度较高的美国夏威夷州,虽然人们正在快速大量引进可再生能源,但是剩余电力和电力系统愈发不稳定等课题依旧凸显。日立参与日美联合智能电网实证项目,通过与当地合作伙伴和志愿者协创,致力于解决这一课题。

    案例概要

    • 课题
      夏威夷州约90%的消费能源依赖于化石燃料,亟需向可再生能源转型。因此,该州提出在2045年前使整个地域100%使用可再生能源的目标。然而,由于岛屿天气异常多变,大量使用可再生能源可能导致电压上浮和波率不稳,从而引起电力系统不稳定课题的发生。
    • 业务开展
      为了解决上述课题,日美联合项目启动智能电网实证项目,日立参与了NEDO实施的“群岛智能电网实证项目”,通过普及电动汽车(EV),稳定电力供给以及再生能源最大化这三项作为基本方针,启动了岛上智能电网实证工作。
    • 成果
      日立希望通过直接控制岛内已经逐步普及的电动汽车(EV)充电,以及减少电力系统负荷高峰期的充电和利用剩余电力产生的时间段充电这些举措,将能源进行回收,实现可再生能源普及电力系统的稳定运行。此外,日立还与岛内风力发电系统和电力系统对接,开展用户负荷控制、EV充放电控制等验证工作,担负起了充分运用EV的智能电网环境建设工作。

    课题

    如何解决岛上地区对化石燃料的高度依赖?

    除了日本这座岛国之外,全球拥有岛屿的国家和地区不在少数。其共同的能源课题就是高度依赖于化石燃料。举例来说,在美国境内,夏威夷州对原油的依赖度之高也异乎寻常。加上汽车燃料,约90%的消费能源依赖于化石燃料。

    为了摆脱这一情况,目前夏威夷州提出了在2045年前,全州电力需求全部通过可再生能源满足的目标,并为之展开了努力。但是,如果大量引进会因天气等原因出现大幅输出波动的可再生能源,也将会产生电力系统不稳定的课题,造成电压上浮和波率不稳。

    业务开展

    夏威夷州毛伊岛的岛上智能电网实证项目

    为了解决伴随着使用可再生能源的诸多问题,美国和日本发起了智能电网联合实证项目。2011年,日立被批准参与NEDO(国立研究开发法人 新能源、产业技术综合开发机构)与夏威夷地区政府、夏威夷电力、夏威夷大学,以及美国国立研究所等机构共同执行的“群岛智能电网实证项目(正式名称:Japan U.S. Island Grid Project,项目名称:JUMPSmartMaui)”。这个项目将通过普及电动机动车,稳定电力供给以及再生能源最大化利用让夏威夷茂宜岛成为世界最先进的离岛型智能电网实证项目。日立承担着整个项目的管理工作,需要构建出整个智能电网环境的结构。

    在JUMPSmartMaui中,日立通过6项先进举措开展了智能电网验证。首先,是有效利用大量引进的可再生能源。配合可再生能源发电预测,通过系统控制EV充电时间等方式实现能源高效利用。其次,是应对可再生能源特有的剧烈供需波动。举例来说,出于避免突然停风对生活产生影响的考虑,对各个家庭的设备和EV充电做出直接控制,从而控制用电量。其余4项为确立能够应对EV大量普及的设备和系统、确保实现系统安全运行的安全措施、通过分散控制进行细微能源控制、确立信息控制技术。通过上述举措,日立希望在夏威夷州毛伊岛建成低碳社会的同时,提高人们的生活质量(QOL)。

    日立推进中的6个先进举措

    成果

    EV运行和充电控制系统是解决课题的关键

    在上述实证项目中,调查研究和系统建设的关键点在于今后岛内预计将会大量普及的EV。这是因为,如果把EV上搭载的电池用于消化剩余电力,就能实现可再生能源稳定,还将有助于建设能源基础设施建设,消除对化石燃料的过度依赖。首先,日立成立了EV能源控制中心,用以实现EV充电管理。除此以外,还在2013年12月结合基于交通流、各网点位置信息、EV用户的便利性等做出的分析,在设置EV快速充电站后启动了验证监测站。在这里,日立与毛伊岛内已经运行的风力发电系统和电力系统对接,运用IT技术展开了用户负荷控制(需求响应)、包含多类型快速充电器在内的EV运行和充电控制系统验证。此外,在项目推动之际,当地合作伙伴和志愿者的合作同样不可缺少,在“协创”下开展工作同样也是本实证项目的一大特色。

    • 电动车快速充电桩

    • 与当地利益相关方、200多名志愿者协作推进JUMPSmartMaui项目

    展望

    为高效利用可再生能源而进一步发展实证项目

    日立利用EV的放电功能,确立了电力回收电力系统的V2G(Vehicle to Grid)技术,通过汇总管理上述EV和蓄电池等分散电源,把有益于平衡全岛能源供需的VPP(Virtual Power Plant,虚拟电厂)功能延展到了验证系统当中。此外,还进行了智能电网效果分析评价、已建成系统的经济性评价、岛上地区低碳社会系统商业模式的建设与验证。

    日立将结合这一实证项目的成果,进一步发展信息与控制的融合解决方案,致力于确立系统,以引进日益增多的可再生能源,有效利用EV。

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    实证项目于2017年2月结束,验证中使用部分设备已经停止运行并拆除。

    公开日期: 2018年2月