能源互聯網綜述研究

趙楊

【摘要】：當前我國正處在經濟轉型的重要關頭，也是能源改革的關鍵時期。“互聯網+”概念的提出預示著我國能源行業發展將要進入一個全新的歷史階段。另外，互聯網行業的發展已將人類帶入了一個嶄新的歷史時期。如何在這一契機下實現對傳統能源及清潔能源的高效利用將對人類生存及環境可持續發展具有重要意義。鑒于此，文章主要針對能源互聯網整體內容進行了闡述，以供借鑒。

【關鍵詞】：能源互聯網；現狀；發展趨勢

1、導言

人類社會經濟想要取得快速的發展，必須要借助能源的支撐，但大量運用化石能源導致的環境和資源問題，已經嚴重影響了人們的安全生存。全球能源互聯網致力于解決能源環境、資源配置、能源供需等問題，以全球視角審視如何利用世界資源，進而促進各個國家友好和平相處。

2、能源互聯網定義

能源互聯網是在現有能源供給系統與配電網的基礎上，通過先進的電力電子技術和信息技術，深入融合了新能源技術與互聯網技術，將大量分布式能量采集裝置和分布式能量儲存裝置互聯起來，具有“橫向多能源體互補，縱向源-網-荷-儲協調”和能量流與信息流雙向流動特性的顯著特點，是實現能量和信息雙向流動的能源對等交換和共享網絡，以可再生能源發電為基礎構建的能源互聯網絡。能源互聯網通過智能能量管理系統實現實時、高速和雙向的電力數據讀取和可再生能源的接入。

3、國內能源互聯網研究現狀

中國研究人員在國家電網的支持下，也對能源互聯網這一新興技術進行了研究及探索，紛紛成立了研究院及研究專題，如清華大學、浙江大學等均擬成立能源互聯網研究院，國家電網發起了能源互聯網研究專題等。但總體上我國的能源互聯網研究相比于國外而言，起步稍晚，但勢頭很好。目前相關成果還較少，大多還處于起步、跟蹤及相關概念的討論階段階段。

開發和利用分布式可再生能源是解決能源緊張、環境污染及氣候變暖的重要手段。作者在計及分布式電源的間歇性、隨機性等特點的情境下，建立了適應高比例可再生能源發展的新型電力規劃及生產模擬模型，并針對未來中國實現高比例再生能源的電源結構、跨區電力流動等開展了實證研究。

我們從不同的視角：政府管理者視角、運行者視角及消費者視角等討論了能源互聯網應具有的特征：可再生、分布式、聯起來、開放式及融進去。進一步討論了能源互聯網的功能結構，同時分析了能源互聯網與其他電力系統相比所具有的關鍵特征。

此外，從分布式可再生能源利用的角度闡述了能源互聯網的內涵、特征等，并設計了基于分布式可再生能源發電的能源互聯網系統。討論了能源互聯網系統的組成部分未來能源互聯網的主要研究方向：控制策略、電力電子變流技術和儲能技術等；提出利用信息技術對傳統電網加以改造，將分布式可再生能源網絡、信息通信網絡進行高度融合，構建可再生能源互聯網，實現分布式可再生能源跨區域、大范圍的優化配置和高效利用，最終實現電網和信息網的變革。可再生能源互聯網是由各種規模不同的分布式局域網組成，局域網間可實現電能流動的雙向性及電能配置的高效性。進一步設計了固態變壓器原理圖、超級電容電池原理圖及射頻充電自供能原理圖等，最后闡述了微電子技術在可再生能源互聯性化和系統安全運行等方面闡述了能源路由器的內涵，同時設計了兩層架構的能源路由器結構.

4、能源互聯網的實現手段及發展方向

4.1清潔能源開發

太陽能、風能、生物質能等作為清潔能源具有取之不盡、用之不竭或可循環利用的特點。結合現有的創新技術，如太陽能光伏發電、風力發電（包括陸地發電、海上發電等）、生物質發電等技術可以逐步用于替代化石燃料燃燒發電技術，實現電力生產的清潔化。以太陽能發電為例，隨著互聯網應用的逐步深入，我國分布式光伏電站已經呈現出快速互聯網化的趨勢，全國已經有200多個電站、千萬數量級的電池組件接入網絡，實現大數據實時采集和分析。

在能源消費環節要鼓勵實施電能替代。相比于煤、石油、天然氣等一次能源，電能更為高效、清潔。提高電能在終端能源消費中的比重，能夠從根本上解決化石能源污染和溫室氣體排放問題。如鼓勵電動汽車的使用，將減少對石油的消耗，可明顯減少污染物排放。

4.2廣泛應用智能電網

智能電網對太陽能發電、風電、海洋能發電等一些間歇式電源具有較強的符合性、適應性，進而能夠確保各種類型資源的有序接入，同時也能保證各類設備直接使用。將智能電網與物聯網、移動終端和互聯網等多種技術相融合，進而滿足廣大用戶的需求。將建設智能電網和能源再生發展、物聯網和互聯網緊密結合，從而推進能源的可持續發展和利用。

4.3特高壓技術

特高壓輸電技術是實現全球能源互聯網的重要手段和方法，其具有輸送容量大、輸送距離遠、效率高的特點，并且具有抵制各種嚴重事故的能力，可以滿足大容量、遠距離的跨區輸電要求，能夠實現大型能源基地的集約開發和電力的可靠輸送，為構建全球能源互聯網提供了有力支撐。

特高壓交直流將輸電距離提升到2000～5000千米，賦予電網更大范圍調配資源的能力，能夠實現各種清潔能源在世界范圍互聯互通、優化配置。目前，我國已建成投運了3條特高壓交流線路和6條特高壓直流線路。我國特高壓工程的成功，不僅解決了中國能源發展難題，而且對于解決世界能源可持續發展問題也具有重大意義。

4.4突破能源互聯網中的關鍵性技術難題。

提高我國能源互聯網發展所需要的技術能力，為我國能源互聯網建設提供更為有力的技術支撐和儲備是當前極為重要的事情。能源互聯網由以“大數據”“云計算”為支撐的信息數據交換技術、分布式新能源發電控制技術等一系列尖端技術為依托，其中很多技術還遠未成熟，需要國家集中一切科技力量去解決能源互聯網建設中的技術障礙，這樣才能早日實現能源互聯網的構想。

結論

總而言之，各項能源資源在為推進人類發展中帶來了很大的動力，但由于運用不合理、開采方式不科學等問題，也給人們的生活帶來了很大的問題。在社會經濟的快速發展下，人們逐漸對生態環境加以重視，各個國家都在著手恢復生態環境，力求能夠充分運用能源互聯網，進而解決在能源生產和消費中出現的各項問題，真正推進各個國家的可持續發展。

【參考文獻】：

[1]王繼業，孟坤，曹軍威，程志華，高靈超，林闖.能源互聯網信息技術研究綜述[J].計算機研究與發展，2015，05：1109-1126.

[2]王繼業，郭經紅，曹軍威，高靈超，胡紫巍，周靜，明陽陽，方正偉.能源互聯網信息通信關鍵技術綜述[J].智能電網，2015，06：473-485.

[3]曹軍威，袁仲達，明陽陽，張華贏.能源互聯網大數據分析技術綜述[J].南方電網技術，2015，11：1-12.