能源互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展

代仲

【摘要】：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，使能源出現(xiàn)大量的消耗，導(dǎo)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(zhì)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(zhuǎn)型，確保能源的清潔、高效和安全供應(yīng)，就成為世界各個(gè)國家關(guān)注的焦點(diǎn)。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(guān)鍵的作用。

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

1、導(dǎo)言

能源與環(huán)境問題，是指能源的利用使人類物質(zhì)生活不斷得到改善的同時(shí)，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(dāng)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(gè)矛盾。實(shí)踐證明，我國現(xiàn)有能源發(fā)展體系能源效率低下、結(jié)構(gòu)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(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，一種新的能源發(fā)展體系得到普遍認(rèn)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(gòu)中，風(fēng)能、太陽能、電動(dòng)汽車等柔性負(fù)荷在廣義的范圍內(nèi)分享各種能源，將再生能源作為主要供應(yīng)源。對于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究不斷深入，目前的主流觀點(diǎn)主要有三種認(rèn)知方式。一是將能源互聯(lián)網(wǎng)看成是開放、對等的架構(gòu)和理念，充分融合信息通信系統(tǒng)的能源網(wǎng)絡(luò)體系，形成以大電網(wǎng)、局域網(wǎng)等相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)為特征的新型能源網(wǎng)。二是將信息網(wǎng)絡(luò)定位為能源互聯(lián)網(wǎng)的支持決策網(wǎng)，指導(dǎo)能源網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方式的不斷變革，進(jìn)行信息收集、分析和決策。三是實(shí)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(dǎo)用戶實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用。總之就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多元能源的有效利用。

能源互聯(lián)網(wǎng)在范圍和時(shí)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(shù)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(jì)算等前沿技術(shù)手段，綜合先進(jìn)的技術(shù)管理方式，實(shí)現(xiàn)能源互通互補(bǔ)，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(huì)化和用戶服務(wù)性猶豫的發(fā)展特性，將電力、石油等不同的交通運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)，形成個(gè)性化和定制化的能源應(yīng)用，實(shí)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(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式

基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)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(tuán)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(gè)廣闊的、開放的信息平臺(tái)，使雙方能夠在平臺(tái)上共享各種信息；建設(shè)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(luò)營銷和金融服務(wù)，提高發(fā)電機(jī)組利用小時(shí)，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(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)，由政府、發(fā)電集團(tuán)總部、基層發(fā)電企業(yè)、客戶四大主體和信息平臺(tái)、虛擬電廠、決策體系三大信息系統(tǒng)構(gòu)成，而構(gòu)成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的應(yīng)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(jì)算，通過互聯(lián)網(wǎng)形成信息平臺(tái)和虛擬電廠。信息平臺(tái)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(shí)段的電量水平、發(fā)電能力、電力價(jià)格等供給信息；同時(shí)，客戶將當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)負(fù)荷、電網(wǎng)運(yùn)行方式、競價(jià)準(zhǔn)則、輔助服務(wù)等市場需求信息反饋至信息平臺(tái)，從而形成發(fā)電市場供給與需求的信息共享平臺(tái)。信息共享平臺(tái)又將市場供需情況提供給政府，作為政府制定各項(xiàng)政策的參考，用以引導(dǎo)發(fā)電集團(tuán)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(gòu)，利用互聯(lián)網(wǎng)將能源技術(shù)與金融技術(shù)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(bǔ)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(cè)、將各種清潔能源和可再生能源轉(zhuǎn)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(bǔ)充，可以利用與大電網(wǎng)互補(bǔ)互助的關(guān)系，來實(shí)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(yīng)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(fù)荷點(diǎn)的不同負(fù)荷特性來設(shè)計(jì)不同的服務(wù)產(chǎn)品，根據(jù)不同的負(fù)荷需求來構(gòu)建中心能源站和中心能源系統(tǒng)。能源技術(shù)和金融技術(shù)服務(wù)的結(jié)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(jié)算，從而使用戶體驗(yàn)到節(jié)省、舒適的綜合性能源服務(wù)；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(zhuǎn)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(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破應(yīng)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(diào)度運(yùn)行管理、智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備和新材料的研發(fā)，融合多元能源，實(shí)現(xiàn)供需互動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)規(guī)劃技術(shù)、主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行技術(shù)、直流輸配電和微網(wǎng)技術(shù)的研究，高級資產(chǎn)管理體系、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用工作都需要不斷進(jìn)行深入研究。其次，應(yīng)認(rèn)清能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)特征和發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)和利用的動(dòng)態(tài)平衡，優(yōu)化新的生產(chǎn)和發(fā)展目標(biāo)，借助新型管理模式，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同合作和融合。最后，認(rèn)清能源結(jié)構(gòu)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展新模式，對信息流和能量流進(jìn)行靈活控制，使得在市場經(jīng)濟(jì)體制下參與的主體更加多樣，參與方式更為靈活，從而實(shí)現(xiàn)通過能源互聯(lián)網(wǎng)達(dá)到信息實(shí)時(shí)交換、能量互補(bǔ)的作用。同樣，可再生能源的滲透率不斷提升時(shí)，要保證系統(tǒng)安全平穩(wěn)高效運(yùn)行，達(dá)到更深層次的集中式和分布式協(xié)調(diào)發(fā)展的效果。

結(jié)論

總之，能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟(jì)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(huì)有更廣闊的未來。

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