對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的信息化支撐技術(shù)的分析

周福慶

（淮北師范大學(xué) 信息學(xué)院，安徽 淮北 235000）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，國際上創(chuàng)新提出能源互聯(lián)網(wǎng)這一發(fā)展理念，從提升能源循環(huán)利用效率，增強(qiáng)能源民主化、市場(chǎng)化、物聯(lián)化和中心化角度出發(fā)，使世界能源行業(yè)獲得嶄新發(fā)展.能源互聯(lián)網(wǎng)的信息化發(fā)展主要應(yīng)用信息技術(shù)和電子技術(shù)，當(dāng)前在各個(gè)能源利用領(lǐng)域得到普遍推廣，有效實(shí)現(xiàn)能源的雙向流動(dòng)，使能源的利用率得到顯著增強(qiáng).為進(jìn)一步提升該技術(shù)應(yīng)用水平，有必要對(duì)這一課題進(jìn)行研究.

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)分析

能源互聯(lián)網(wǎng)就是以信息技術(shù)和電子技術(shù)為基礎(chǔ)，為全球能源構(gòu)建超大型的開發(fā)利用平臺(tái).隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全球資源消耗問題日益嚴(yán)重，很多不可再生資源不僅遭受大量浪費(fèi)，還在不克制、不合理的開發(fā)利用模式下產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)污染現(xiàn)象，嚴(yán)重制約人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展.在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，第三次工業(yè)革命悄然發(fā)生，能源的開發(fā)利用逐漸以科學(xué)發(fā)展觀為原則和依據(jù)，實(shí)現(xiàn)世界資源的互聯(lián)互通，并且構(gòu)建起科學(xué)完善、綠色環(huán)保的能源消費(fèi)機(jī)制[1].

當(dāng)前很多國家都在可再生資源的開發(fā)和利用項(xiàng)目中給予大量資金投入和技術(shù)投入，我國也在這一時(shí)代背景下創(chuàng)新發(fā)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，使能源開發(fā)與信息技術(shù)有效結(jié)合，不斷增強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)的信息化支撐水平，從而提升社會(huì)發(fā)展質(zhì)量.作為一種開放性、共享性的系統(tǒng)平臺(tái)，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅能夠使各項(xiàng)資源得到更加科學(xué)合理的配置，使資源的利用效率得到顯著提升，還能夠利用智能管理技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操控，使能源共享突破時(shí)間和空間的限制，得到更加高效的利用.以下就表1智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)對(duì)比為例：

表1 能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)比較分析

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展特征分析

能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形最初出現(xiàn)在《第三次工業(yè)革命》一書中，作者創(chuàng)新提出“互聯(lián)網(wǎng)+能源”的發(fā)展模式，使世界能源的開發(fā)利用格局得到顯著拓展.作為能源消耗量巨大的電力企業(yè)，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用具有關(guān)鍵作用.當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)的整合范圍并不局限于國內(nèi)，而是以跨國形式實(shí)現(xiàn)能源的精細(xì)化開發(fā)，使世界能源得到公平公開的綠色共享.就現(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展特征來看，主要分為以下幾方面內(nèi)容：

一是互聯(lián)性.在能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建之間，能源只能在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)開發(fā)利用，因此能源開發(fā)利用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就有獨(dú)立性，無法在互聯(lián)互通的情況下實(shí)現(xiàn)充分利用.為能源互聯(lián)網(wǎng)能夠有效轉(zhuǎn)變這一發(fā)展模式，世界能源的開發(fā)利用能夠在這一平臺(tái)上得到充分展示，能源鏈條也能夠在互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)均衡連接；二是信息化.在信息技術(shù)和通信技術(shù)的支持下，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的互聯(lián)互通，例如當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、4G網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等通信手段進(jìn)行有效利用；三是開放性原則，由于互聯(lián)網(wǎng)本身具有開放性和共享性，因此能源互聯(lián)網(wǎng)能夠在相互協(xié)商、彼此尊重的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能源共享，從而增強(qiáng)各項(xiàng)能源的利用效率.

圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)

2 能源互聯(lián)網(wǎng)信息化支撐技術(shù)

2.1 信息化支撐網(wǎng)絡(luò)

能源互聯(lián)網(wǎng)就是以全球?yàn)楣蚕砥脚_(tái)的超大型網(wǎng)絡(luò)，為了增強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)的可靠性，不能單一應(yīng)用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而要在控制流量和成本的基礎(chǔ)上，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整工作提供便利，因此在信息化支撐網(wǎng)絡(luò)的選擇中需要對(duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活應(yīng)用.軟件定義網(wǎng)絡(luò)的最大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于其智能化和自動(dòng)化，能夠使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式中流量的控制方式得到極大轉(zhuǎn)變，以主動(dòng)處理的方式提升能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用水平.另外，軟件定義網(wǎng)絡(luò)還能夠使數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制模塊相分離，并且針對(duì)能源業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，不再將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能作為唯一的依據(jù)，而是以虛擬的數(shù)據(jù)傳輸模式，為用戶提供更加便捷優(yōu)質(zhì)的服務(wù).例如用戶在使用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的過程中可以掌握控制權(quán)，不僅能夠重新構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)設(shè)備的改造和升級(jí)，從而使一些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題變得更加簡單.

就信息化支撐網(wǎng)絡(luò)的組織架構(gòu)來看，主要由以下幾部分構(gòu)成，分別是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施和與應(yīng)用功能.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和應(yīng)用功能都屬于信息化支撐網(wǎng)絡(luò)的控制層，二者之間的結(jié)構(gòu)主要利用Open Flow協(xié)議生成，具有耦合性特點(diǎn)，用戶可以采用這一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更加靈活便捷的程序編程，而二者之間的差異性也能夠在軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集中控制下得到有效調(diào)和.由于軟件定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與操作層之間的有效分離，因此用戶可以根據(jù)自身需求開發(fā)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能，不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌限制或者型號(hào)限制，極大程度上提升網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的便捷性.從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)這一信息化支撐網(wǎng)絡(luò)能夠使能源互聯(lián)網(wǎng)的使用率提升30%，同時(shí)還能降低網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的成本，對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用.

圖2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的組織架構(gòu)

2.2 信息化支撐技術(shù)

2.2.1 移動(dòng)App技術(shù)

在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，社會(huì)通訊水平得到極大提升，平板電腦、智能手機(jī)等諸多新媒體設(shè)備紛紛涌現(xiàn)出來，為人們的生活帶來極大便利，使社會(huì)生活模式發(fā)生顯著變革.移動(dòng)App技術(shù)作為現(xiàn)階段通信技術(shù)的典型代表，是智能時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線技術(shù)發(fā)展的重要體現(xiàn).移動(dòng)App技術(shù)主要將互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)設(shè)備相連接，使人們新媒體設(shè)備上實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的應(yīng)用，能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)移動(dòng)App技術(shù)的應(yīng)用使該網(wǎng)絡(luò)能夠通過移動(dòng)客戶端的形式存在于人們的設(shè)備中，并且與其他信息化應(yīng)用場(chǎng)景之間建立密切的合作關(guān)系.具體來看，能源互聯(lián)網(wǎng)利用移動(dòng)App能夠?qū)崿F(xiàn)消息通信、信息采集和自助利用.以設(shè)備終端為載體，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效發(fā)送和接受，無論處于何種工作場(chǎng)景，能源互聯(lián)網(wǎng)都能夠有效覆蓋.

2.2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是信息時(shí)代的典型代表，主要以信息集成化服務(wù)為理念，使社會(huì)資源得到更高效的配置.例如當(dāng)前社交網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)、政務(wù)平臺(tái)都對(duì)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用，使互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用水平得到顯著增強(qiáng).大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：一是可視化分析，人們可以通過可視化技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，從而獲得優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)；二是數(shù)據(jù)挖掘算法.通過深入挖掘大數(shù)據(jù)內(nèi)部價(jià)值，使能源互聯(lián)網(wǎng)的功能得到進(jìn)一步開發(fā)，同時(shí)提升各項(xiàng)問題的處理速度；三是風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析.通過深入挖掘數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營存在的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并且掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行規(guī)律，從而預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性[2].

2.2.3 分布集成技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)分布集成技術(shù)的應(yīng)用主要基于集中式計(jì)算模型處理效率低下這一前提.具體來看，分布式集成技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程操作和調(diào)配，用戶只需要在客戶端發(fā)送請(qǐng)求，遠(yuǎn)程服務(wù)器就能夠做出及時(shí)反饋，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，另外，分布集成技術(shù)還能夠使消息在傳播過程中得到轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)，因此客戶端與應(yīng)用程序不需要進(jìn)行直接通信，就能夠?qū)崿F(xiàn)異步數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確發(fā)動(dòng).為驗(yàn)證分布集成技術(shù)應(yīng)用于微電網(wǎng)建設(shè)的節(jié)能效果，可以采用這一公式對(duì)儲(chǔ)能過程進(jìn)行計(jì)算.

2.3 信息化支撐技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

我國對(duì)信息化支撐技術(shù)的典型應(yīng)用主要體現(xiàn)在國家能源局成立的首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，這一項(xiàng)目總共包括56個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，其中崇明能源互聯(lián)網(wǎng)和北京延慶能源互聯(lián)網(wǎng)是其中的典型代表.例如在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用可再生資源構(gòu)建分布式發(fā)電微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)智能電力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，針對(duì)不同區(qū)域提供個(gè)性化的電力服務(wù)，使電能供應(yīng)的穩(wěn)定性、安全性和環(huán)保性得到顯著增強(qiáng)[3].

表2 我國能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建成果

3 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)信息化支撐技術(shù)的探究是非常必要的.當(dāng)前能源消耗已經(jīng)成為國際社會(huì)普遍關(guān)注的問題，因此必須從創(chuàng)新能源利用模式的角度出發(fā)，提升各項(xiàng)能源的利用效率.為此應(yīng)該對(duì)移動(dòng)App技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和分布集成技術(shù)進(jìn)行有效利用，使網(wǎng)絡(luò)能夠在智能化調(diào)整的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)架構(gòu).希望本文能夠?yàn)檠芯磕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)信息化支撐技術(shù)的相關(guān)人員提供參考.