能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)分析

張賽娜 劉英杰 楊海

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)+理念的推廣與應(yīng)用，使得能源領(lǐng)域也進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代。為了能夠促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，加強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的研究，有著現(xiàn)實(shí)的意義。文中基于能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的需要，能源互聯(lián)網(wǎng)通信總體架構(gòu)，本文重點(diǎn)分析了能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，在闡述能源互聯(lián)網(wǎng)概念與特征的基礎(chǔ)上， 對(duì)互聯(lián)網(wǎng)措施的安全性、可靠性等有利因素進(jìn)行探討 ，希望能對(duì)相關(guān)學(xué)者工作有所幫助.

關(guān)鍵詞：能源;互聯(lián)網(wǎng);信息技術(shù);應(yīng)用分析

能源互聯(lián)網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的代表備受關(guān)注，能源是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，能源危機(jī)也是所有國(guó)家和地區(qū)普遍面臨的問(wèn)題，可再生資源已經(jīng)成為未來(lái)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要原動(dòng)力。在信息技術(shù)快速發(fā)展的大時(shí)代下，信息技術(shù)與可再生能源相結(jié)合的產(chǎn)物--能源互聯(lián)網(wǎng)能有效解決可再生能源的有效利用等問(wèn)題，并為其提供可行的技術(shù)性保障，因此在現(xiàn)階段社會(huì)生產(chǎn)中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

一、能源互聯(lián)網(wǎng)定義概述

能源互聯(lián)網(wǎng)可理解是綜合運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)， 信息技術(shù)和智能管理技術(shù)， 將大量由分布式能量采集裝置， 分布式能量?jī)?chǔ)存裝置和各種類(lèi)型負(fù)載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來(lái)， 以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的能量對(duì)等交換與共享網(wǎng)絡(luò)。從政府管理者視角來(lái)看，能源互聯(lián)網(wǎng)是兼容傳統(tǒng)電網(wǎng)的，可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的、滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化電力需求的一種新型能源體系結(jié)構(gòu);從運(yùn)營(yíng)者視角來(lái)看，能源互聯(lián)網(wǎng)是能夠與消費(fèi)者互動(dòng)的、存在競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)能源消費(fèi)市場(chǎng)，只有提高能源服務(wù)質(zhì)量，才能贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng);從消費(fèi)者視角來(lái)看，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅具備傳統(tǒng)電網(wǎng)所具備的供電功能，還為各類(lèi)消費(fèi)者提供了一個(gè)公共的能源交換與共享平臺(tái)。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征

可再生：可再生能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要能量供應(yīng)來(lái)源。可再生能源發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性，其大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生沖擊，從而促使傳統(tǒng)的能源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型為能源互聯(lián)網(wǎng)。分布式：由于可再生能源的分散特性，為了最大效率的收集和使用可再生能源，需要建立就地收集、存儲(chǔ)和使用能源的網(wǎng)絡(luò)，這些能源網(wǎng)絡(luò)單個(gè)規(guī)模小，分布范圍廣，每個(gè)微型能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。互聯(lián)性：大范圍分布式的微型能源網(wǎng)絡(luò)并不能全部保證自給自足，需要聯(lián)起來(lái)進(jìn)行能量交換才能平衡能量的供給與需求。能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注將分布式發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置和負(fù)載組成的微型能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來(lái)，而傳統(tǒng)電網(wǎng)更關(guān)注如何將這些要素“接進(jìn)來(lái)”。開(kāi)放性：能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是一個(gè)對(duì)等、扁平和能量雙向流動(dòng)的能源共享網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置和負(fù)載能夠“即插即用”，只要符合互操作標(biāo)準(zhǔn)，這種接入是自主的，從能量交換的角度看沒(méi)有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)比其它節(jié)點(diǎn)更重要。 智能化：能源互聯(lián)網(wǎng)中能源的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用都應(yīng)該具備一定的智能。

三、能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)信息技術(shù)發(fā)展的影響模式

現(xiàn)代社會(huì)，全球范圍內(nèi)的能源供給和需求矛盾都非常嚴(yán)峻，促使人們尋求更環(huán)保、更便捷的能源使用方法，第三次科技革命中提出的融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的構(gòu)建，開(kāi)啟了能源互聯(lián)網(wǎng)措施技術(shù)研究的大門(mén)。針對(duì)能源供給相對(duì)緊缺的現(xiàn)狀，各團(tuán)隊(duì)根據(jù)自身需求開(kāi)展了大量創(chuàng)新工作，從不同角度對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行詮釋。

能源互聯(lián)網(wǎng)在進(jìn)行工作時(shí)應(yīng)具備嚴(yán)格的性能特征。適應(yīng)可再生能源的分散特性，收集、存儲(chǔ)和使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn);保證分布式的能源互聯(lián)網(wǎng)相互連通，合理地進(jìn)行能源間的交換，提供雙向流動(dòng)的能源共享網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格控制接入規(guī)則，避免用戶(hù)信息被泄漏或篡改;具備自愈和抗毀能力，在環(huán)境影響或操作失誤的情況下仍能保持系統(tǒng)正常運(yùn)行，并對(duì)錯(cuò)誤和漏洞有及時(shí)修復(fù)的能力;在傳統(tǒng)能源互聯(lián)網(wǎng)措施逐步改造的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)微型能源的融入，逐步形成更穩(wěn)健的能源互聯(lián)網(wǎng)。

四、能源互聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

4.1能源互聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

能源互聯(lián)網(wǎng)是由大量微電網(wǎng)連接組成的，每一個(gè)微電網(wǎng)都是一個(gè)完整的單元。一個(gè)家庭或一個(gè)用戶(hù)單元的能源互聯(lián)網(wǎng)的組成部分主要包括分布式可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能裝置、智能能量管理設(shè)備、變流裝置和負(fù)載。

4.2能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)是指可再生能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送、利用、服務(wù)環(huán)節(jié)中的核心技術(shù)。包括新能源發(fā)電技術(shù)、大容量遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)、先進(jìn)電力電子技術(shù)、需求響應(yīng)技術(shù)、先進(jìn)信息技術(shù)、微能源網(wǎng)技術(shù)等。

4.2.1新能源發(fā)電技術(shù)

新能源包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、核能等清潔能源。以上能源具有分布不集中，風(fēng)能、太陽(yáng)能供能不穩(wěn)定的特點(diǎn)。因此分布式儲(chǔ)能技術(shù)、光伏發(fā)電和太陽(yáng)能集熱發(fā)電技術(shù)、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究就成為了重點(diǎn)。

4.2.2先進(jìn)電力電子技術(shù)

由于數(shù)字信號(hào)處理能力的提升，使得系統(tǒng)控制策略多樣化，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測(cè)控制等技術(shù)的使用將成為現(xiàn)實(shí)，一系列復(fù)雜算法將在DSP內(nèi)整合，增強(qiáng)設(shè)備的靈活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2.3先進(jìn)信息技術(shù)

主要由智能感知、大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算組成。在此技術(shù)支持下可以實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、管理、分析及互動(dòng)服務(wù)的功能。

五、結(jié)語(yǔ)

要想大力快速地發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，一定要在全國(guó)建立一個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的共享平臺(tái)。目前我國(guó)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)人員以及設(shè)備遍布全國(guó)各地，相互之間得不到信息以及資源的共享，大大降低了對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的進(jìn)度和效率。研發(fā)人員在該平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)信息的最大利用化。能源互聯(lián)網(wǎng)不宜在全國(guó)大范圍同時(shí)全面發(fā)展，應(yīng)循序漸進(jìn)，科學(xué)推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，首先在一個(gè)城市進(jìn)行大力地推廣，使其成為示范城市，這樣不僅可以使其作為其他城市參考的模本，還可以帶動(dòng)其他城市相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以電力網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用可再生能源技術(shù)、 智能電網(wǎng)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 融合電力網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、氫能源網(wǎng)等多能源網(wǎng)及電氣化交通網(wǎng)，形成多種能源高效利用和多元主體參與的能源互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)。建立能源互聯(lián)網(wǎng)的核心目的是改變傳統(tǒng)的能源利用模式，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)這一目的，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源利用技術(shù)是關(guān)鍵的技術(shù)。

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作者簡(jiǎn)介：

第一作者：張賽娜，中級(jí)工程師，學(xué)歷：博士，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司;

第二作者：劉英杰，高級(jí)工程師，學(xué)歷：本科，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司;

第三作者：楊海，中級(jí)工程師，學(xué)歷：碩士，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司。