能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新與應(yīng)用

袁珂

摘要：隨著新型城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)步伐加快，能源需求將保持較快增長。經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對能源供應(yīng)能力和供電質(zhì)量提出剛性需求，隨著新常態(tài)下產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化調(diào)整和轉(zhuǎn)移力度加大，區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，加快推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的任務(wù)更加緊迫。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；創(chuàng)新與應(yīng)用

中圖分類號：F416.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-864X（2016）08-0154-01

“十三五”期間，新能源、分布式電源和多元化負(fù)荷快速發(fā)展，電能替代大力推進(jìn)，隨著新型城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)步伐加快，能源需求將保持較快增長。經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對能源供應(yīng)能力和供電質(zhì)量提出剛性需求，隨著新常態(tài)下產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化調(diào)整和轉(zhuǎn)移力度加大，區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，加快推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的任務(wù)更加緊迫。

一、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費(fèi)以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)。推動能源智能生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)研究可再生能源、化石能源智能化生產(chǎn)，以及多能源智能協(xié)同生產(chǎn)等技術(shù)。

加強(qiáng)能源智能傳輸技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)研究多能協(xié)同綜合能源網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同控制等技術(shù)，以及能源路由器、能源交換機(jī)等核心裝備。

促進(jìn)能源智能消費(fèi)技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)研究智能用能終端、智能監(jiān)測與調(diào)控等技術(shù)及核心裝備。推動智慧能源管理與監(jiān)管手段創(chuàng)新，重點(diǎn)研究基于能源大數(shù)據(jù)的智慧能源精準(zhǔn)需求管理技術(shù)、基于能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧能源監(jiān)管技術(shù)。

加強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)綜合集成技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)研究信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的高效集成與智能化調(diào)控、能源大數(shù)據(jù)集成和安全共享、儲能和電動汽車應(yīng)用與管理以及需求側(cè)響應(yīng)等技術(shù)，形成較為完備的技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系，引領(lǐng)世界能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。

二、儲能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

發(fā)展方向：

1.儲熱/儲冷。重點(diǎn)在太陽能光熱的高效利用、分布式能源系統(tǒng)大容量儲熱（冷）等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。

2.物理儲能。重點(diǎn)在電網(wǎng)調(diào)峰提效、區(qū)域供能的物理儲能應(yīng)用等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。

3.化學(xué)儲能。重點(diǎn)在可再生能源并網(wǎng)、分布式及微電網(wǎng)、電動汽車的化學(xué)儲能應(yīng)用等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。

創(chuàng)新與應(yīng)用：

1.儲熱/儲冷技術(shù)。研究高溫（指≥500°C）的儲熱技術(shù)，開發(fā)高熱導(dǎo)、高熱容的耐高溫混凝土、陶瓷、熔鹽、復(fù)合儲熱材料的制備工藝與方法；研究高溫儲熱材料的抗熱沖擊性能及機(jī)械性能間關(guān)系，探究高溫?zé)嵫h(huán)動態(tài)條件下材料性能演變規(guī)律；開發(fā)儲熱（冷）裝置的模塊化設(shè)計技術(shù)，研究大容量系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)、基于儲熱（冷）的動態(tài)熱管理技術(shù)。研究熱化學(xué)儲熱等前瞻性儲熱技術(shù)，探索高儲熱密度、低成本、循環(huán)特性良好的新型材料配對機(jī)制；突破熱化學(xué)儲熱裝置循環(huán)特性、傳熱特性的強(qiáng)化技術(shù)；創(chuàng)新熱化學(xué)儲熱系統(tǒng)的能量管理技術(shù)。

2.新型壓縮空氣儲能技術(shù)。突破超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)中寬負(fù)荷壓縮機(jī)和多級高負(fù)荷透平膨脹機(jī)、緊湊式蓄熱（冷）換熱器等核心部件的流動、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計技術(shù)；研究這些核心部件的模塊化制造技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化與系列化技術(shù)。突破大規(guī)模先進(jìn)恒壓壓縮空氣儲能系統(tǒng)、太陽能熱源壓縮空氣儲能系統(tǒng)、利用 LNG 冷能壓縮空氣儲能系統(tǒng)等新型系統(tǒng)的優(yōu)化集成技術(shù)與動態(tài)能量管理技術(shù)；突破壓縮空氣儲能系統(tǒng)集成及其與電力系統(tǒng)的耦合控制技術(shù)；建設(shè)工程示范，研究示范系統(tǒng)調(diào)試與性能綜合測試評價技術(shù)；研發(fā)儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)并推廣應(yīng)用。

3.飛輪儲能技術(shù)。突破大型飛輪電機(jī)軸系、重型磁懸浮軸承、大容量微損耗運(yùn)行控制器以及大功率高效電機(jī)制造技術(shù)；突破飛輪儲能單機(jī)集成設(shè)計、陣列系統(tǒng)設(shè)計集成技術(shù)；研究飛輪單機(jī)總裝、飛輪儲能陣列安裝調(diào)試技術(shù)；研究飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行技術(shù)、檢測技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)；研究飛輪儲能核心部件專用生產(chǎn)設(shè)備、總裝設(shè)備、調(diào)試設(shè)備技術(shù)和批量生產(chǎn)技術(shù)。研究大容量飛輪儲能系統(tǒng)在不同電力系統(tǒng)中的耦合規(guī)律、控制策略；探索飛輪儲能在電能質(zhì)量調(diào)控、獨(dú)立能源系統(tǒng)調(diào)節(jié)以及新能源發(fā)電功率調(diào)控等領(lǐng)域中的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用模式；建設(shè)大型飛輪儲能系統(tǒng)在新能源的應(yīng)用示范。

4.高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)。探索高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的設(shè)計新型原理；研究高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng) PCS 的設(shè)計、控制策略、調(diào)制及制造技術(shù)；研究高溫超導(dǎo)儲能低溫高壓絕緣結(jié)構(gòu)、低溫絕緣材料和制冷系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)；研究高性能在線監(jiān)控技術(shù)、實(shí)時快速測量和在線檢測控制技術(shù)。布局基于超導(dǎo)磁和電化學(xué)及其它大規(guī)模物理儲能的多功能全新混合儲能技術(shù)，重點(diǎn)突破混合儲能系統(tǒng)的控制技術(shù)及多時間尺度下的能量匹配技術(shù)。開發(fā)大型高溫超導(dǎo)儲能裝置及掛網(wǎng)示范運(yùn)行。

5.大容量超級電容儲能技術(shù)。開發(fā)新型電極材料、電解質(zhì)材料及超級電容器新體系。開展高性能石墨烯及其復(fù)合材料的宏量制備，探索材料結(jié)構(gòu)與性能的作用關(guān)系；開發(fā)基于鈉離子的新型超級電容器體系。研究高能量混合型超級電容器正負(fù)電極制備工藝、正負(fù)極容量匹配技術(shù)；研究超級電容器模塊化技術(shù)，突破大容量超級電容器串并聯(lián)成組技術(shù)。突破大容量超級電容器應(yīng)用于制動能量回收、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和電能質(zhì)量改善等的設(shè)計與集成技術(shù)。

6.電池儲能技術(shù)。突破高安全性、低成本、長壽命的固態(tài)鋰電池技術(shù)，以及鋰硫電池技術(shù)、低溫化鈉硫儲能電池技術(shù)；研究儲能電池的先進(jìn)能量管理技術(shù)、電池封裝技術(shù)、電池中稀有材料及非環(huán)保材料的替代技術(shù)。研究高性能動力電池的儲能技術(shù)，建設(shè)全釩液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池的儲能系統(tǒng)，完善電池儲能系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控技術(shù)。突破液態(tài)金屬電池關(guān)鍵技術(shù)，開展液態(tài)金屬電池儲能系統(tǒng)的示范應(yīng)用。布局以鈉離子電池、氟離子電池、氯離子電池、鎂基電池等為代表的新概念電池技術(shù)，創(chuàng)新電池材料、突破電池集成與管理技術(shù)。

三、節(jié)能與能效提升技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

加強(qiáng)現(xiàn)代化工業(yè)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)研究高效工業(yè)鍋（窯）爐、新型節(jié)能電機(jī)、工業(yè)余能深度回收利用以及基于先進(jìn)信息技術(shù)的工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能等技術(shù)并開展工程示范。

開展建筑工業(yè)化、裝配式住宅，以及高效智能家電、制冷、照明、辦公終端用能等新型建筑節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新。

推動高效節(jié)能運(yùn)輸工具、制動能量回饋系統(tǒng)、船舶推進(jìn)系統(tǒng)、數(shù)字化岸電系統(tǒng)，以及基于先進(jìn)信息技術(shù)的交通運(yùn)輸系統(tǒng)等先進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新。

加強(qiáng)能源梯級利用等全局優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新，開展散煤替代等能源綜合利用技術(shù)研究及示范，對我國實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)形成有力的支撐。