能源互聯(lián)網(wǎng)的概念、特征和發(fā)展

周子琨

摘 要 現(xiàn)如今，能源互聯(lián)網(wǎng)成為互聯(lián)網(wǎng)大繁榮時期的研究熱點，但是關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究多存在于理論研究階段，有許多亟待解決的問題。本文類比互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)驗，剖析能源互聯(lián)網(wǎng)的概念、產(chǎn)生背景，梳理出其主要特征，并且對能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】能源互聯(lián)網(wǎng) 可再生能源 電動汽車 大數(shù)據(jù)

能源問題是人類社會可持續(xù)發(fā)展需要解決的核心問題。在傳統(tǒng)的能源設(shè)施架構(gòu)中，不同的能源之間存在明顯的供需界限，能源的利用效率較低，不能夠大規(guī)模的接入風(fēng)能、太陽能等分布式發(fā)電以及電動汽車等柔性負荷。但是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟為能源戰(zhàn)略提供了技術(shù)支持，更為能源的利用帶來了啟發(fā)。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)成為第三次工業(yè)革命中重要的組成部分，得到了社會的重視，相關(guān)的研究逐漸增多。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的概念

關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的定義一直存在爭議，本文旨在把握能源互聯(lián)網(wǎng)的整體概念。類比于互聯(lián)網(wǎng)，我們可以對能源互聯(lián)網(wǎng)理解如下：互聯(lián)網(wǎng)是一種實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)資源共享的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，信息在互聯(lián)網(wǎng)中以字節(jié)流的形式通過光纜、電磁波等媒介進行傳播。而能源互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)能源在全球的資源共享，依托于電網(wǎng)，建立以電能為基本形式的多種能源融合傳輸和供給渠道，實現(xiàn)多種能源相互間的轉(zhuǎn)化和綜合應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)中有服務(wù)器和客戶機，能源互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器是指由傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣等能源的構(gòu)成的大型發(fā)電廠、熱電廠等，而客戶機包括分布式的風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)和以電動汽車為主的電氣化交通系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng)存在局域網(wǎng)內(nèi)部信息交互和廣域網(wǎng)信息交流，同樣能源互聯(lián)網(wǎng)也實現(xiàn)能源的局部消納和大范圍的能源共享。

但實際上能源互聯(lián)網(wǎng)只是形式上和互聯(lián)網(wǎng)相似，內(nèi)容上更加復(fù)雜，涵蓋了能源、電網(wǎng)、信息通信、金融、設(shè)備制造等行業(yè)或領(lǐng)域。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)的特點

2.1 能源耦合度高，可再生能源優(yōu)化利用

能源互聯(lián)網(wǎng)打破了以往電、熱、氣等各種形式能源相互獨立的格局；隨著微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可再生分布式發(fā)電滲透率增高；因此需要能源互聯(lián)網(wǎng)整合多種形式的傳統(tǒng)能源發(fā)電和新能源發(fā)電，在儲能裝置的配合下，管理能源的產(chǎn)生、分配和利用，在用戶側(cè)實現(xiàn)能源的互聯(lián)和共享。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)愈發(fā)重要

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，信息通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力網(wǎng)絡(luò)中，有助于實現(xiàn)電能管理和控制的自動化和信息化。同時智能電網(wǎng)實現(xiàn)了電能的即插即用，具有高度靈活性和兼容性。能源互聯(lián)網(wǎng)依托這些技術(shù)，實現(xiàn)靈活高效的的電能變換、控制和利用。

2.3 數(shù)據(jù)蘊含價值高

互聯(lián)網(wǎng)時代，在能源系統(tǒng)中每時每刻都會產(chǎn)生、收集、存儲和處理這海量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級的爆炸性增長，通過大數(shù)據(jù)分析可以從中提煉出有價值的信息，有助于電網(wǎng)規(guī)劃和資源整合。并且依托于大數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)等智能算法，能源從生產(chǎn)到利用整個過程通過自我學(xué)習(xí)的方式可以實現(xiàn)智能化，自動化管理。

2.4 電力系統(tǒng)和交通系統(tǒng)耦合度高

電動汽車作為電氣化交通系統(tǒng)的核心，可以同時充當儲能設(shè)備以平抑可再生能源波動，將在能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。近年來，隨著電池技術(shù)的逐漸成熟和成本的不斷下降，以電動汽車為核心的電氣化交通正在快速發(fā)展。可以預(yù)見，以電動汽車為紐帶，電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的耦合程度在未來將不斷加深。電氣化交通系統(tǒng)尤其是電動汽車將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

2.5 儲能裝置大力發(fā)展

儲能裝置在平衡能源動態(tài)流動過程中發(fā)揮了不可或缺的作用，包括抽水儲能、氫氣儲能、電池儲能等方式在內(nèi)的儲能技術(shù)和設(shè)備，在儲能容量和充放電速度上有各自的優(yōu)勢，特別是隨著石墨烯電池的不斷研究，儲能設(shè)備將得到更加廣泛的利用。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

能源互聯(lián)網(wǎng)對于整個國家經(jīng)濟水平的提高以及人類社會的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義，應(yīng)該得到大力的支持和發(fā)展，根據(jù)目前能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況，本文從國家戰(zhàn)略和技術(shù)發(fā)展層面，提出如下建議：

在國家戰(zhàn)略政策層面，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)歐美等發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗，并結(jié)合我國的實際情況，建立符合符合我國國情的能源互聯(lián)網(wǎng)體系。我們應(yīng)該建立健全完善的的能源法律體系以及合理的電力規(guī)劃設(shè)計體系，從而實現(xiàn)電力發(fā)展和管理的科學(xué)化、法制化以及標準化。同時我們也應(yīng)該意識到能源互聯(lián)網(wǎng)給能源市場帶來的勃勃生機，在更加開放、自由的市場中，能源生產(chǎn)者生產(chǎn)更高效更低成本的優(yōu)質(zhì)能源，能源運輸商設(shè)計更能優(yōu)化資源利用的傳輸方案，能源零售商提供更加人性化、高品質(zhì)的能源套餐，所以國家應(yīng)該采取激勵措施形成有效競爭的市場結(jié)構(gòu)和市場體系，帶動能源市場穩(wěn)步發(fā)展。

在技術(shù)發(fā)展層面，能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的技術(shù)較多，包括柔性輸配電技術(shù)、高效儲能技術(shù)、智能化控制技術(shù)，信息通信技術(shù)等方面，還有與能源互聯(lián)網(wǎng)配套的“大數(shù)據(jù)”、“云計算”等技術(shù)。上述關(guān)鍵技術(shù)的突破將會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。針對這些技術(shù)難題，我們要集中力量進行攻關(guān)和解決，最終實現(xiàn)形成一個通信流暢、控制靈活、能源互聯(lián)、優(yōu)化互補、資源共享的能源體系。

4 結(jié)語

關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)至今沒有明確的定義，也是專家學(xué)者一直致力于研究的一個領(lǐng)域。能源互聯(lián)網(wǎng)的目的是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決可再生能源以及電動汽車等柔性負載給能源系統(tǒng)帶來的問題。本文通過類比的方法分析了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，宏觀上對能源互聯(lián)網(wǎng)有了一定的認識。剖析了能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征，這些特征特征體現(xiàn)出能源互聯(lián)網(wǎng)涉及領(lǐng)域廣、技術(shù)要求高的特點。最后根據(jù)目前能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況，從國家戰(zhàn)略層面和技術(shù)要求層面為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出了一些建議。

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作者單位

山東省青島第五十八中學(xué) 山東省青島市 266100endprint