能源互聯(lián)網(wǎng)共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

劉海霞

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高離不開(kāi)對(duì)能源的開(kāi)發(fā)和利用，提升清潔能源特別是可再生能源在終端的消費(fèi)比例，及實(shí)現(xiàn)多種能源類(lèi)型的綜合互補(bǔ)配置，是能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對(duì)需求響應(yīng)的要求也從傳統(tǒng)方式過(guò)渡到多能綜合需求響應(yīng)。本文概述了能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)常用的技術(shù)，進(jìn)行了梳理介紹與分析。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng);共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái);關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用

引言

近年來(lái)分布式計(jì)算越來(lái)越多的被廣泛運(yùn)用，這種計(jì)算方式就是云計(jì)算，云計(jì)算是一種新型的共享基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，依靠網(wǎng)路資源將服務(wù)器、數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用提供給用戶(hù)，當(dāng)然其仍舊存在很多問(wèn)題，比較重要的方面就是其安全問(wèn)題，云計(jì)算服務(wù)將其數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到云端服務(wù)器上，數(shù)據(jù)泄露的缺點(diǎn)在這個(gè)過(guò)程中會(huì)丟失重要信息，或者被竊取。并且在能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中，當(dāng)運(yùn)用云計(jì)算時(shí)，大量的數(shù)據(jù)信息會(huì)處于用戶(hù)不可控的因素之中，其數(shù)據(jù)中心的安全問(wèn)題就成為研究的重點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制就顯得十分重要。

1能源互聯(lián)網(wǎng)的概念

能源體系和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠融合，是以?xún)烧叩奶匦院蛯?shí)際應(yīng)用為根據(jù)的。從經(jīng)濟(jì)和當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用角度來(lái)看，在現(xiàn)有能源體系中，電力能源系統(tǒng)已處于十分重要的位置，并且已建成了相對(duì)于其他能源方式的大規(guī)模傳輸網(wǎng)絡(luò)。從某種角度上看，當(dāng)前的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是昀具有互聯(lián)網(wǎng)特征的網(wǎng)絡(luò)。以上這些優(yōu)勢(shì)決定了電力能源在諸多能源類(lèi)型中將會(huì)起到樞紐作用。同時(shí)，電力網(wǎng)絡(luò)將成為能源轉(zhuǎn)化和利用的核心平臺(tái)，是能源互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵物理基礎(chǔ)。作為一種全新的能源模式，能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大范圍的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”統(tǒng)籌管理。基于能源體系和互聯(lián)網(wǎng)的特性，融合而成的能源互聯(lián)網(wǎng)具有接納多元能源的包容性，接納多方用戶(hù)參與的開(kāi)放性，跨學(xué)科多方位的系統(tǒng)性，涉及能源各環(huán)節(jié)、用戶(hù)數(shù)量巨大的泛在性，橫縱向聯(lián)合、優(yōu)化高效的互動(dòng)性，管控全過(guò)程的智能性。

2能源互聯(lián)網(wǎng)共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

2.1儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)是指借助某種儲(chǔ)能介質(zhì)將能量?jī)?chǔ)存，提高能源消費(fèi)在時(shí)間上的靈活性的技術(shù)。電池儲(chǔ)能屬于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，因電化學(xué)儲(chǔ)能不受地理環(huán)境限制、響應(yīng)快、能夠批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，發(fā)展空間更為廣闊。國(guó)內(nèi)以磷酸鐵鋰電池為主，隨著鋰電池成本下降，鋰電池的發(fā)展?jié)摿薮蟆ｂc硫電池在國(guó)外廣泛用于負(fù)荷平衡，國(guó)內(nèi)已有示范項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)。電動(dòng)汽車(chē)、充電樁等儲(chǔ)能資源可實(shí)現(xiàn)源荷雙向互動(dòng)，是目前電能轉(zhuǎn)移昀好的控制方式，是非常優(yōu)質(zhì)的需求響應(yīng)資源。儲(chǔ)能資源低谷時(shí)段充電，高峰時(shí)段供電，能平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷，對(duì)持有者來(lái)說(shuō)能利用峰谷價(jià)差盈利。隨著用戶(hù)的能源需求越來(lái)越多元化、綜合化，電、熱、冷系統(tǒng)的耦合程度日益加深，用戶(hù)側(cè)的儲(chǔ)能配置亟需考慮電熱冷儲(chǔ)能系統(tǒng)的綜合配置，使其可以為多能需求響應(yīng)作支撐。抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等屬于物理儲(chǔ)能技術(shù)，其中抽水蓄能技術(shù)昀成熟、機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，利用電能與重力勢(shì)能之間的能量轉(zhuǎn)換，能夠大規(guī)模存儲(chǔ)電能，十分適合用來(lái)調(diào)峰。電容儲(chǔ)能技術(shù)是利用超級(jí)電容器將電能儲(chǔ)存在電場(chǎng)中，目前在國(guó)內(nèi)由于成本太高，市場(chǎng)占有率比較低。儲(chǔ)熱技術(shù)主要是靠?jī)?chǔ)熱材料的升溫或相變來(lái)貯存和釋放熱能，經(jīng)常與其他能源互補(bǔ)使用。冰蓄冷技術(shù)利用低谷電制冰蓄冷，在空調(diào)負(fù)荷高峰時(shí)冰融水供冷，能夠調(diào)節(jié)峰谷負(fù)荷。

2.2數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)

以信息能量耦合，增加系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。信息層依托 5G、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。其關(guān)鍵技術(shù)包括泛在物聯(lián)、人工智能與大數(shù)據(jù)。能源大數(shù)據(jù)分析與協(xié)同安全，主要針對(duì)現(xiàn)代能源綜合利用中能量流與信息流高度融合的特征，研究能源大數(shù)據(jù)并行化處理與分析的基礎(chǔ)理論、多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一知識(shí)表示模型、大數(shù)據(jù)在線融合與智能交互技術(shù)、大數(shù)據(jù)用戶(hù)行為分析與可信驗(yàn)證技術(shù)、推進(jìn)能源大數(shù)據(jù)系統(tǒng)安全檢測(cè)、預(yù)警和管控的工程化應(yīng)用。人工智能與智慧能源匯聚能源電力全業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源與外部權(quán)威信用信息，通過(guò)數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘平臺(tái)，應(yīng)用人工智能改善工作質(zhì)效，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，提供大數(shù)據(jù)分析、智能決策、仿真驗(yàn)證等服務(wù)。

2.3海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)

國(guó)內(nèi)對(duì)大數(shù)據(jù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用早已展開(kāi)了廣泛研究，有的甚至已建立模型，以利于后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用。清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，分布式電源云服務(wù)與大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)及物理架構(gòu)，用于支撐不同地區(qū)、不同用戶(hù)的定制化服務(wù)和平臺(tái)的智能化管理。智能電網(wǎng)創(chuàng)新建設(shè)工程，結(jié)合當(dāng)?shù)匦履茉吹慕Y(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)，構(gòu)建了應(yīng)用于城市能源互聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)框架模型，分析了分布式智能管理和開(kāi)放式的公共服務(wù)模式，為未來(lái)城市能源互聯(lián)網(wǎng)的管理和商業(yè)模式提供了新途徑。電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的設(shè)備用戶(hù)種類(lèi)繁多、特性存在差異大等問(wèn)題，對(duì)配電網(wǎng)實(shí)行全景監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)架構(gòu)，將軟硬資源層作為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)整合層進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析層進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，功能實(shí)現(xiàn)層完成不同角度、場(chǎng)景的功能任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)多維度全景立體監(jiān)測(cè)，為配電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維提供決策依據(jù)。

2.4面向多應(yīng)用的持續(xù)集成技術(shù)

共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用是一個(gè)不斷擴(kuò)充的過(guò)程，提供應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)和部署功能，支撐應(yīng)用持續(xù)集成到共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。針對(duì)持續(xù)集成的特點(diǎn)，需要 Devops工具協(xié)助應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)、測(cè)試，包括代碼管理工具、編譯打包工具、自動(dòng)化構(gòu)建發(fā)布、部署工具等。①代碼管理工具。代碼管理工具為應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供統(tǒng)一的軟件代碼庫(kù)管理服務(wù)，通過(guò) Git等版本管理軟件，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用項(xiàng)目的軟件代碼統(tǒng)一管理。②編譯打包工具。編譯打包工具為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)集成了自動(dòng)編譯與打包服務(wù)的軟件工具，例如maven等。通過(guò)自動(dòng)編譯與打包的軟件工具，提高開(kāi)發(fā)人員的工作效率。

③自動(dòng)化構(gòu)建發(fā)布工具。當(dāng)開(kāi)發(fā)人員通過(guò)代碼管理工具提交代碼后，Jenkins會(huì)持續(xù)監(jiān)控昀新的文件變化，當(dāng) Jenkins實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到有新的文件需要集成到應(yīng)用中時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用打包并完成發(fā)布更新。當(dāng)部署發(fā)布過(guò)程中存在錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)提供詳細(xì)的日志文件和提醒功能。④部署工具。為了給快速開(kāi)發(fā)提供所需的各類(lèi)開(kāi)發(fā)組件，并且將這些組件進(jìn)行打包發(fā)布，共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)需要引入應(yīng)用部署工具，如ansible、puppet等。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以電為中心，采用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種能源的協(xié)調(diào)和高效消納是支撐能源結(jié)構(gòu)變革的重要手段。共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一計(jì)算、敏捷開(kāi)發(fā)和自動(dòng)化部署等關(guān)鍵技術(shù)，并設(shè)計(jì)了互聯(lián)網(wǎng)+綜合能源運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)的體系架構(gòu)及面向工業(yè)用戶(hù)的應(yīng)用場(chǎng)景，在智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，不斷創(chuàng)新商業(yè)模式和運(yùn)營(yíng)機(jī)制，全面整合電網(wǎng)運(yùn)行信息和用戶(hù)用能信息，充分利用大云物移智鏈等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)資源、平臺(tái)支撐、應(yīng)用服務(wù)的整合，全面支撐互聯(lián)網(wǎng)+綜合能源運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，充分發(fā)揮平臺(tái)聚集、引流、賦能等效應(yīng)，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)聚合成長(zhǎng)，打造能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

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