满城跑的“充电宝”，充电放电都能赚钱，这么好的事我最开始也不为赚差价

　　除了饮食安全、健康，现在的城里人最怕的还有停电。一旦停电，空调暖气不能用，电脑不能用，更可怕的是Wi-Fi也没有了，此时，如果恰好你的手机还没来得及充电，那就更焦虑了。中国科学院广州能源研究所研究员黄玉萍带来分享《能源优化能做什么？我们想让每辆电动汽车都成为行走的储电站》。

　　以下为黄玉萍演讲实录：

　　大家好，我是黄玉萍，来自中国科学院广州能源研究所。我的研究工作主要有两部分：能源系统优化和电动汽车并网运营。

　　大家可能发现，现在停电已经越来越少了，这其实就是能源系统优化的成果。

　　不过前几天我家停电了，整个小区一片漆黑，电梯也停了。我那天下班，回家要爬上十楼。回到家，我老公说他晚上要加班，就把孩子交给了我。我在家里翻箱倒柜，把多年不用的充电宝找了出来，希望有一些余电，不过放了太久，平常也没有充放电，用不了。

　　十几分钟后有人敲门，原来是我老公回来了，手里拿了一包蜡烛。他跑遍了整个小区，好不容易才买到几根。当时我感动得不知道说什么，因为我觉得爬十楼已经气喘吁吁了，没想到他还专门买了蜡烛回来。那天晚上我和我妈、还有我娃，点着蜡烛等着电来。

　　以前晚自习一停电，大家就很开心，因为可以不做作业。大家拿着蜡烛狂欢，还有一些调皮的同学讲鬼故事。

　　而这时候，通常会听到一个轰隆轰隆响的声音，其实是备用发电机在工作。没多久，电就来了。

　　其实停电，就是城市电网和配电网局部发生了故障。

　　当备用发电机组开始工作，停电的地方就变成了一个独立微电网（Micro-Grid），也叫“微网”，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置组成的一个小型发配电系统。

　　简单来说，微网主要由三部分组成——

　　分布式电源：微网中的电源多为容量较小的分布式电源，包括微型燃气轮机、太阳能电池、光伏电池、小型风力发电机组等。

　　储能装置：包括蓄电池、热储能等，将余电通过电或者其它能量形式储存起来，在需要的时候使用。储能装置非常重要，可以保持整个微网供需平衡，还能维护电压和频率稳定。

　　负荷：其实就是微网的用电容量。如果为手机搭配微网，负荷很小，但如果为居民小区搭建微网，负荷就非常大，而且搭配的储能装置容量也要非常大。

　　为什么现在很少经历大规模停电呢？

　　因为我们早已对电力系统进行了升级改造，包括发电、输变电、配电和用户系统各方面。

　　电力系统的主要功能是将自然界的一次能源，通过发电动力装置转化成电能，再经过输变电设备和配电系统供电到各负荷中心，最后通过各种设备将电能转化成动力、光、热等不同形式能量为人们服务。

　　电力系统的升级改造实际要求有充足的发电、输电设备和足够可利用的动力资源，满足日益增长的全社会用电需求。

　　居民小区用电负荷具体怎样变化？

　　早上七、八点，大家起床、洗漱、吃早餐，这时候就会出现一个小高峰。下午四点钟开始，用电量突然上涨，因为大家开始下班、放学回家，做饭吃饭，打开电热水器准备洗澡，也称为“用电高峰”。到了半夜，人们用电量最低，也叫做“用电低谷”。

　　电力系统每日最大负荷与最小负荷之差，就是“峰谷差”。其实峰谷差并不是越大越好，因为用电高峰时段需要额外的发电资源，燃烧更多的燃料供电。

　　所以电力能源系统优化就是为了减少峰谷差，进行削峰填谷，同时还要确保电力系统安全运行，做到既经济又合理地利用这部分能源。

　　怎样才能做到能源系统优化？

　　2017年，我从美国回来接手了一个项目，给一个主要生产中成药和中药片剂的产业园区做智慧能源管理系统，其中有各种各样的用能需求。

　　我们在家煲中药，一般先把药材放进药锅，再加水，然后打开炉子烧。药厂有一点点不一样，他们先把药材放进提取罐里，然后加入蒸汽和热水，先盖上锅盖猛火烧半小时，接着转为小火熬一个半小时，再经历一些提取、浓缩、干燥、制粒、包装的生产工艺。整个过程中，每个过程、每个操作的用电量都不一样，而且也不是每个操作都需要用到蒸汽。

　　产业园区还有好多企业，另外一个企业生产不同牌子的中药冲剂。他们的要求是生产线八小时不停运作，前面四小时用蒸汽，后面四小时用电。此外还有其它厂家。把它们所有能源负荷加起来，问题就变得非常复杂：锅炉每小时产多少蒸汽，才能满足大家的用热需求？发电厂要发多少电，才能满足整个园区的正常运作？

　　在这里，就用到能源系统优化。

　　首先，我们会为主要用能设备安装传感器进行实时监测；然后，把采集的数据上传系统分析，挖掘出用能负荷特征，对系统运行、操作逻辑关系进行数学建模，在计算机内建立仿真模型，模拟出整个园区的实际生产状况，包括产能、产热过程，用户用电特征等等。我们可以在仿真系统里随意增减设备，控制锅炉开关，从而找出最佳搭配和最佳运行条件。通过这种优化调度方式，就可以提高能源系统效率，增强调峰能力和最大范围的优化配置资源。

　　大家可能会想，我们能不能把电储存起来，需要的时候再拿出来用？

　　我们手上的充电宝就可以储存一定电量，但只够对储能电器进行一些简单供电，并不能把电反馈给电网，达到调峰要求。

　　现在我们来做一个小调查：在座各位观众，已经买了车的请举手？开纯电动汽车的请举手？

　　现在在交通运输领域里，车辆电动化已逐渐成为潮流趋势。2017年，中国占据全球电动车销量一半以上，并且超过全球第二大电动汽车市场（美国）两倍。

　　从能源和环境角度考虑，电动汽车可以利用多样化电源，替代传统的化石燃料能源，不仅能源转化效率比较高，而且对环境也比较友好，可以减少温室气体、改善空气质量、降低噪声污染。

　　除此之外，电动汽车还有什么作用？

　　电动汽车是家庭里最大的储能设备，它还可以和电网互动——可以给电网提供电力辅助服务，同时也可以作为可再生能源并网的缓冲。

　　这是怎么做到的？

　　电动汽车最主要的核心部件是电池，可以在用电高峰放电，用电低谷充电。车主可以通过低价充电、高价卖电的方式赚取一定收益。这也是我们课题组目前研究的一个内容，在未来一段时间内可以帮助大家赚差价。

　　电动汽车可以给城市带来更多智慧，而且让城市更干净。我们可以在太阳能辐照强烈的地区采用太阳能充电桩，在风力资源发达的地方利用风机，搭配储能电池就可以直接给电动汽车供电。

　　大家还记得我前面说的吗？电动汽车可以并入电网，在用电低谷时段（电价0.3~0.4元）充新能源发的电，在用电高峰时段（电价1.3~1.4元）售电，这样1度电就可以赚1块钱了，更何况电动汽车一天不仅仅充放电一次。可能很多人已经在心里打小算盘想赚差价了。

　　但我们也要全盘考虑事情，例如电动汽车的电池容量，车子当前的荷电状态，电池的能量密度，充放电桩的便捷性……它现在还是比较理论化和前沿的概念，市面上还没有充放电桩。不过相信在很快的将来，可能就在两三年内，大家就可以在上海看到示范项目了。

　　大家可能说，我不就是买几辆电动车，准备囤电就行了吗？但我可能出于个人工科思维的考虑，想问题会比较全面、细致一些。

　　以前也有人问我，一个女孩子，为什么要去学理工科？当时我的回答是“我喜欢”。但是慢慢长大后，我发现跟原生家庭很有关系。

　　我爸爸以前是一个木工专家，我小时候喜欢翻箱倒柜找东西，把他的工具全部玩了一遍。我很喜欢爸妈买给我洋娃娃玩具，但也喜欢他们我买的金属拼插玩具——我可以折腾一下午，然后非常有成就感地拿给他们炫耀我的成果。

　　另外，家庭周边氛围也比较重要。我从小在广东工业大学校园里长大，经常去实验室溜达，趴在窗上看哥哥姐姐们做实验。等我上中学慢慢接触化学，才挑起对理工科的兴趣。我大学导师是我楼上邻居，给了我不少鼓励，让我毕业后在科研道路上走得更远。

　　我很庆幸自己一直在做喜欢的事情，也希望今后可以对能源系统不断优化，把电动汽车与新能源进行无缝衔接，从各个角度服务社会。我也希望今后和同仁们一起来做好这件事情，间接保护我们的环境，谢谢大家。

　　演讲嘉宾黄玉萍：《能源优化能做什么？我们想让每辆电动汽车都成为行走的储电站》