能源互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展

代仲

【摘要】：經(jīng)濟社會的發(fā)展，使能源出現(xiàn)大量的消耗，導致傳統(tǒng)的化石能源得到大幅度的開發(fā)與使用，從而出現(xiàn)地表塌陷、水質污染、氣候變暖、酸雨霧霾等環(huán)境問題。而且，由于化石能源資源有限且不可再生，基于對人們生存與可持續(xù)發(fā)展的影響，如何做好能源轉型，確保能源的清潔、高效和安全供應，就成為世界各個國家關注的焦點。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對于這一問題的解決起到了非常關鍵的作用。

【關鍵詞】：能源互聯(lián)網(wǎng)；現(xiàn)狀；發(fā)展

1、導言

能源與環(huán)境問題，是指能源的利用使人類物質生活不斷得到改善的同時，卻逐漸惡化了人類生存環(huán)境這一矛盾，它與高端制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)融合并稱當今世界三大挑戰(zhàn)。人類在謀求可持續(xù)發(fā)展的過程中必須解決好這個矛盾。實踐證明，我國現(xiàn)有能源發(fā)展體系能源效率低下、結構問題突出，難以徹底解決能源與環(huán)境的問題。近年來，隨著新能源和信息網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，一種新的能源發(fā)展體系得到普遍認可，為解決能源與環(huán)境問題提供了合理可行的途徑，即能源互聯(lián)網(wǎng)（EnergyInternet）。

2、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的能源建構中，風能、太陽能、電動汽車等柔性負荷在廣義的范圍內分享各種能源，將再生能源作為主要供應源。對于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究不斷深入，目前的主流觀點主要有三種認知方式。一是將能源互聯(lián)網(wǎng)看成是開放、對等的架構和理念，充分融合信息通信系統(tǒng)的能源網(wǎng)絡體系，形成以大電網(wǎng)、局域網(wǎng)等相互關聯(lián)的網(wǎng)絡為特征的新型能源網(wǎng)。二是將信息網(wǎng)絡定位為能源互聯(lián)網(wǎng)的支持決策網(wǎng)，指導能源網(wǎng)絡調度方式的不斷變革，進行信息收集、分析和決策。三是實現(xiàn)信息和能源的雙向連接，將能源和互聯(lián)網(wǎng)深度融合，引導用戶實現(xiàn)可再生能源的高效利用?？傊褪菍⒒ヂ?lián)網(wǎng)技術運用到能源系統(tǒng)，實現(xiàn)多元能源的有效利用。

能源互聯(lián)網(wǎng)在范圍和時空上具有更為廣闊的發(fā)展方向，“互聯(lián)網(wǎng)+能源”本身具有豐富的想象空間和發(fā)展前景，呈現(xiàn)出多元化和多樣化的發(fā)展趨勢。在發(fā)展理念上，能源互聯(lián)網(wǎng)有著高效率、一定的資源配置水平等特征。能源和信息網(wǎng)的深度融合將更有利于技術發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為中心，融合智能電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術手段，綜合先進的技術管理方式，實現(xiàn)能源互通互補，融合成下一代能源體系。能源互聯(lián)網(wǎng)具有偏平化、面向社會化和用戶服務性猶豫的發(fā)展特性，將電力、石油等不同的交通運輸節(jié)點相互關聯(lián)，形成個性化和定制化的能源應用，實現(xiàn)對能量流的全面控制。

3、能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要模式

3.1基于大數(shù)據(jù)和云計算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式

基于大數(shù)據(jù)和云計算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式，將通過數(shù)據(jù)分析，為發(fā)電集團提供決策依據(jù)，提高管理和生產(chǎn)效率，降低能耗水平；為發(fā)電企業(yè)和用電客戶提供一個廣闊的、開放的信息平臺，使雙方能夠在平臺上共享各種信息；建設虛擬電廠和電量銀行，通過企業(yè)與客戶互相選擇，提供網(wǎng)絡營銷和金融服務，提高發(fā)電機組利用小時，提升能效與效益，改變生產(chǎn)模式，產(chǎn)生新業(yè)態(tài)。

如圖1所示，基于大數(shù)據(jù)和云計算的能源互聯(lián)網(wǎng)，由政府、發(fā)電集團總部、基層發(fā)電企業(yè)、客戶四大主體和信息平臺、虛擬電廠、決策體系三大信息系統(tǒng)構成，而構成整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎是大數(shù)據(jù)與云計算的應用。發(fā)電企業(yè)的軟資產(chǎn)經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析與云計算，通過互聯(lián)網(wǎng)形成信息平臺和虛擬電廠。信息平臺可以為客戶提供電力生產(chǎn)、經(jīng)營信息，供客戶了解不同區(qū)域、不同時段的電量水平、發(fā)電能力、電力價格等供給信息；同時，客戶將當?shù)仉娋W(wǎng)負荷、電網(wǎng)運行方式、競價準則、輔助服務等市場需求信息反饋至信息平臺，從而形成發(fā)電市場供給與需求的信息共享平臺。信息共享平臺又將市場供需情況提供給政府，作為政府制定各項政策的參考，用以引導發(fā)電集團和監(jiān)管用電客戶。

3.2基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)模式

基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)，是以分布式能源為核心，以電網(wǎng)、氣網(wǎng)、水網(wǎng)、熱網(wǎng)、冷網(wǎng)為架構，利用互聯(lián)網(wǎng)將能源技術與金融技術相融合，向客戶提供多元化產(chǎn)品的微型能源互聯(lián)網(wǎng)體系，作為大型能源互聯(lián)網(wǎng)的重要補充。分布式能源不是狹義上的天然氣冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，而是位于用戶側、將各種清潔能源和可再生能源轉化為用戶所需的二次能源和其他能源產(chǎn)品的一種生產(chǎn)形式。

現(xiàn)階段，分布式能源作為集中式發(fā)電和大電網(wǎng)的有效補充，可以利用與大電網(wǎng)互補互助的關系，來實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)，主要應用于工業(yè)園區(qū)、智能樓宇、智能工廠等場所，能夠根據(jù)樓宇式和區(qū)域式能源負荷點的不同負荷特性來設計不同的服務產(chǎn)品，根據(jù)不同的負荷需求來構建中心能源站和中心能源系統(tǒng)。能源技術和金融技術服務的結合，以打包的方式通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供最佳的能源產(chǎn)品組合及金融資金結算，從而使用戶體驗到節(jié)省、舒適的綜合性能源服務；這將成為分布式能源未來發(fā)展的必然趨勢，也是發(fā)電企業(yè)轉型升級的必要手段。

4、能源互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展建議

首先，對于關鍵技術瓶頸的突破應穩(wěn)步加速，例如智能傳感器、信息物理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)調度運行管理、智能配電網(wǎng)的關鍵設備和新材料的研發(fā)，融合多元能源，實現(xiàn)供需互動的能源互聯(lián)網(wǎng)架構規(guī)劃技術、主動配電系統(tǒng)規(guī)劃運行技術、直流輸配電和微網(wǎng)技術的研究，高級資產(chǎn)管理體系、大數(shù)據(jù)、云計算、機器學習等技術應用工作都需要不斷進行深入研究。其次，應認清能源互聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術特征和發(fā)展方式，實現(xiàn)能源生產(chǎn)和利用的動態(tài)平衡，優(yōu)化新的生產(chǎn)和發(fā)展目標，借助新型管理模式，實現(xiàn)電力網(wǎng)絡、信息網(wǎng)絡的協(xié)同合作和融合。最后，認清能源結構方面的協(xié)調發(fā)展新模式，對信息流和能量流進行靈活控制，使得在市場經(jīng)濟體制下參與的主體更加多樣，參與方式更為靈活，從而實現(xiàn)通過能源互聯(lián)網(wǎng)達到信息實時交換、能量互補的作用。同樣，可再生能源的滲透率不斷提升時，要保證系統(tǒng)安全平穩(wěn)高效運行，達到更深層次的集中式和分布式協(xié)調發(fā)展的效果。

結論

總之，能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質基礎，在國民經(jīng)濟中具有特別重要的戰(zhàn)略地位。能源在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，能源互聯(lián)網(wǎng)將會有更廣闊的未來。

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