能源互聯網設備的應用研究

朱俊鵬

(江蘇省可再生能源行業協會,江蘇 南京 210000)

能源互聯網設備的應用研究

朱俊鵬

(江蘇省可再生能源行業協會,江蘇 南京 210000)

隨著經濟社會的發展,人類物質生活水平不斷提高,能源的使用也日益增加.在互聯網技術高速發展的今天,面對傳統能源逐漸枯竭的現狀,人們在意識到資源危機的同時,也加快了對新能源的尋找和對已有能源利于方式的研究.因此,能源互聯網概念應運而生并快速發展,逐漸成為人們關注的焦點.鑒于此,本文針對能源互聯網的基本內涵和發展現狀進行分析,進一步闡述了能源互聯網的重點研究問題和發展前景.

互聯網;新能源;能源互聯網

能源枯竭是現階段整個人類社會都必須面對的嚴峻問題,能源是人類社會的不斷發展進步必不可少的物質能量.現階段,隨著工業革命的不斷的發展深入,能源互聯網作為其中的重要組成部分,是未來能源行業發展必不可少的重要環節.按目前的開采強度,地球資源將在百年內被挖掘一空.同時,對化石能源缺乏合理、有效的利用,不僅造成了資源的浪費,還對環境造成了巨大的危害.因此,能源互聯網的發展是非常有必要的,這是人類社會發展的需要.

1 能源互聯網的基本內涵和特點分析

所謂能源互聯網是指在現有能源供給系統的基礎上,利用電力電子技術和互聯網絡技術,將分散能源的采集、運輸以及存儲裝置有機結合起來,以此實現高效、實時的數據讀取和可再生能源接入的智能管理系統.其核心是對互聯網和能源系統的有機組合,加大可再生能源的使用率,減少不可再生能源的使用,實現能源的合理利用.

能源互聯網所涉及的技術范圍廣泛、類別多樣,是互聯網技術和新能源技術高度融合的結果,具有以下幾方面的特點.(1)能源協同化.通過能源的協同調度,實現不同種類能源與運輸、儲存等物流資源的協同使用,進而徹底的改變能源的使用方式.(2)能源高效化.在確保能源整體性基礎上,充分發揮能源系統的作用.另一方面,增加可再生清潔能源的使用,是保證環境效益、社會效益的重要手段.(3)能源商品化.能源是具有價值的,其商品屬性能夠通過市場流通調動每個市場參與者的積極性,形成具有互聯網絡特色的創新商業模式.促進能源共享和自由交易,推進能源消費生態體系的建立.(4)能源眾在化.這方面主要是打破能源集中,實現能源的分布、分散.進而實現能源設備和用能終端的雙向通信和智能調控.加快前沿技術轉化效率,推動各個地區、各個領域的技術創新.(5)能源虛擬化.通過互聯網信息技術,將資源虛擬化.對能源系統基礎設施進行數據化處理,打破空間限制.同時,將不同的能源設施的數據進行整合,對源資進行統一運輸、儲存以及使用.(6)能源信息化.通過計算將能量信息化,進而實現可計算的控制,利用數據對能源進行宏觀調控,是未來資源發展的趨勢.

2 能源互聯網的發展歷程及現狀分析

2.1 能源互聯網國外發展歷程及現狀

能源互聯網一詞最早出現在2004年,The Economist發表的文章中首次對能源互聯網的概念進行闡述.而能源互聯網真正成為人們關注的焦點是在2011年,諸多知名學者紛紛對能源互聯網發表各自看法,將其視為時代發展的趨勢.德國在2008年發起一個以信息通信技術為基礎的未來能源構建系統,即進行能源互聯網的核心技術的開發和測試,并計劃在未來10年內將信息網絡的覆蓋范圍涵蓋到電網領域,進一步利用互聯網信息技術對能源物聯網進行宏觀調控.2011年歐洲開始著重發展能源互聯網,計劃未來能夠實現源互聯網的信息技術和通信技術相結合的發展模式,以此實現配電系統的信息化發展.2010年,日本將quot;智能能源共同體quot;提上日程,加大對能源和智能電網等領域的投入.次年,日本大力發展quot;數字電網quot;,來實現信息和能量傳遞的能源互聯網計劃.

2.2 能源互聯網國內發展歷程及現狀

能源互聯網在我國提出是在20世紀80年代,著名學者高景德先生首次提出將計算機通信技術、電力控制體統和電力電子技術互相融合的概念.在這之后能源互聯網快速發展,2012年8月對能源互聯網的概念及發展現狀進行了初步介紹.隨后我國加快了對未來新能源信息化處理系統的探討和研究,并針對性的制訂了新一代能源系統發展的戰略目標.quot;互聯網+quot;計劃列入重點發展項目,進一步推進了我國能源與互聯網項目融合的發展趨勢,并將源技術革命創新行動計劃付諸行動,這一系列的戰略部署為我國能源互聯網發展打下了堅實的基礎.要吸取其他國家的經驗教訓,并結合我國的實際情況,加大對能源互聯網發展的扶植力度.

3 能源互聯網關鍵技術和機制

作為跨領域的前沿概念,能源互聯網還沒有確切的定義,但其核心的內容卻得到了整個社會的認可和肯定.盡管能源互聯網很難定義,但其發展目標、關鍵技術和機制的基本構建還是十分明確的.

3.1 新能源發電技術

新能源發電技術的發展能夠很大程度的減緩傳統資源枯竭的速度,因此新能源技術的開發和深度使用是現在人們需要面對的首要問題.但是類似風能、太陽能、地熱能等清潔能源,都存在分布不均勻和供能不穩定的特點.因此,針對的策略性研究就顯的十分必要.分布式儲能技術、光伏發電技術、變速恒頻風力發電系統等的研究是現階段能源物聯網發展的關鍵技術.

3.2 遠距離大容量輸電技術

遠距離大容量輸電技術一直是電力領域的難題,現階段采用的直流電網技術是解決能源分布式發電用電的基礎.直流電網技術很大程度上解決了能源分布不均勻帶來的遠距離大容量的電能傳送問題,同時也為區域內部交流電網互聯的穩定運行提供了重要的保障.

3.3 電力電子技術

近年來,我國的電力電子技術不斷發展,對于數字信號的處理能力大幅提高.進一步豐富了系統控制策略,為能源互聯網的發展打下了堅實的基礎.隨著模糊控制、升級網絡控制等技術的使用,一系列的算法整合,將很大程度的增強基礎設施設備系統的穩定性和靈活性.

3.4 互聯網信息技術

網絡信息技術的發展是能源互聯網發展的前提和基礎,并在整體上對能源互聯網的發展方向進行了規劃.大數據分析和云計算為主要手段的智能感知系統,能夠對能源互聯網的全過程進行管理.實現互聯網絡數據的采集、管理和分析,進而采取相應的措施提供服務.

3.5 微能源網技術

微能源網絡技術是伴隨能源互聯網的興起而出現的,是指在公共能源網絡的一定范圍內,仍可以獨立運行的小的單位的能源網絡.并通過多能源發電技術協同管理規劃,采用優化控制和分布式發電技術,實現獨立運行的目的.

3.6 海量信息采集與傳輸技術

信息的快速、廣泛、準確采集,是能源互聯網發展的基礎.采用信息交互技術,優化控制結構,實現不同地區、不同種類能源信息的傳輸.信息的采集,從海量的互聯網信息中挑選需要的信息資源.必須建立低成本、高可靠、高效率的新型信息采集技術.同時,信息的傳輸需要提高抗干擾能力,提高信息傳輸的靈活性和效率.在信息的采集和傳輸兩個方面為能源互聯網的快速發展提供重要的技術支持.

4 能源互聯網的發展前景分析

4.1 能源互聯網共享平臺的建立

無論互聯網的發展還是能源互聯網的發展,都離不開相應的信息的共享.現階段,能源互聯網的發展需要建立一個全國性的能源互聯網的信息共享平臺,來對遍布全國各地的能源互聯網的研究人員和必要的設備進行統一的管理.同時積極促進互相之間的信息交流和資源共享,提高對能源互聯網的研究效率.這種方式能夠將信息資源利用效率最大化,全方位的推進能源互聯網的快速發展.

4.2 智能電網示范城市的構建

現階段,能源互聯網更適合先選取一座城市作為試點,而不是全國大范圍的推廣.集中力量在一座城市進行推廣,將所有的研究成果在這座城市展現出來,逐步建立智能電網示范城市.在有了示范城市的模版參考之后,相應的其他城市的發展都可參照.在此基礎上,不斷的進行技術的提高和模式的改進,使之滿足社會的發展需要并不斷進步.

4.3 能源互聯網金融技術

所謂能源互聯網金融技術,是以互聯網的運行模式為基礎,對能源的價值進行金融模式的管理.在能源的整個生命周期中,能源互聯網金融技術都扮演著非常重要的角色.與此同時,利用能源交易、管理等技術手段,能夠將能源互聯網金融技術的作用最大化.這就要求在實際的項目工作中,將生產、學習、研究有機的結合到一起,實現能源、金融、互聯網信息技術和電力電子等多項技術融合,共同促進能源互聯網金融技術的應用和發展.

4.4 能量交易平臺的建立

能源互聯網的發展最終要服務于人們的實際的生產生活,所以能源的交易也需要市場機制的管理,為能量交易平臺的順利運行提供重要的支撐.為促進能源互聯網的快速發展,必須強化對能源市場的管理機制,進一步推進交易體系的構建,同時加大對能源市場化與自由交易等方面理論研究的投入.降低能源市場的準入條件,提高交易的活躍性,同時鼓勵多元的交易主體、虛擬交易平臺的開發.另一方面,提高風險意識,對出現的問題進行充分的分析,并采取相應的解決措施.建立能源市場交易監管體系,在積極開放能源數據實現交易透明化的基礎上,加強對能源市場的監管,保障能源交易的公平合理.

5 結語

能源作為人類生存和發展必不可少的能源物質,是推動人類社會不斷向前發展的重要保障.能源互聯網概念的的出現是時代進步的表現,在科學技術等諸多要素的的促進作用下,能源互聯網必將快速發展.在此次研究中,本文針對能源互聯網的基本內涵和發展現狀進行分析,進一步闡述了能源互聯網的重點研究問題和發展前景.

[1]周孝信,曾嶸,高峰等.能源互聯網的發展現狀與展望[J].中國科學:信息科學,2017,2(02):10-28.

[2]孫宏斌,郭慶來,潘昭光.能源互聯網:理念、架構與前沿展望[J].電力系統自動化,2015,3(19):1-8.

TU855

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1671-0711(2017)11(下)-0163-03