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能源互联网的概念、特征和发展

分享到: 本站编辑:admin 日期: 2018-01-31 09:56 点击:

  

   摘 要 现如今,能源互联网成为互联网大繁荣时期的研究热点,但是关于能源互联网的研究多存在于理论研究阶段,有许多亟待解决的问题。本文类比互联网的发展经验,剖析能源互联网的概念、产生背景,梳理出其主要特征,并且对能源互联网的发展提出了一些建议。 

  【关键词】能源互联网 可再生能源 电动汽车 大数据
能源问题是人类社会可持续发展需要解决的核心问题。在传统的能源设施架构中,不同的能源之间存在明显的供需界限,能源的利用效率较低,不能够大规模的接入风能、太阳能等分布式发电以及电动汽车等柔性负荷。但是互联网技术的日益成熟为能源战略提供了技术支持,更为能源的利用带来了启发。因此,能源互联网成为第三次工业革命中重要的组成部分,得到了社会的重视,相关的研究逐渐增多。
1 能源互联网的概念
关于能源互联网的定义一直存在争議,本文旨在把握能源互联网的整体概念。类比于互联网,我们可以对能源互联网理解如下:互联网是一种实现全球网络资源共享的网络结构,信息在互联网中以字节流的形式通过光缆、电磁波等媒介进行传播。而能源互联网是实现能源在全球的资源共享,依托于电网,建立以电能为基本形式的多种能源融合传输和供给渠道,实现多种能源相互间的转化和综合应用。互联网中有服务器和客户机,能源互联网中的服务器是指由传统的煤炭、石油、天然气等能源的构成的大型发电厂、热电厂等,而客户机包括分布式的风电、光伏发电系统和以电动汽车为主的电气化交通系统。互联网存在局域网内部信息交互和广域网信息交流,同样能源互联网也实现能源的局部消纳和大范围的能源共享。
但实际上能源互联网只是形式上和互联网相似,内容上更加复杂,涵盖了能源、电网、信息通信、金融、设备制造等行业或领域。
2 能源互联网的特点
2.1 能源耦合度高,可再生能源优化利用
能源互联网打破了以往电、热、气等各种形式能源相互独立的格局;随着微电网技术的发展,可再生分布式发电渗透率增高;因此需要能源互联网整合多种形式的传统能源发电和新能源发电,在储能装置的配合下,管理能源的产生、分配和利用,在用户侧实现能源的互联和共享。
2.2 关键技术愈发重要
随着智能电网的发展,信息通信技术、自动控制技术和电力电子技术广泛应用于电力网络中,有助于实现电能管理和控制的自动化和信息化。同时智能电网实现了电能的即插即用,具有高度灵活性和兼容性。能源互联网依托这些技术,实现灵活高效的的电能变换、控制和利用。
2.3 数据蕴含价值高
互联网时代,在能源系统中每时每刻都会产生、收集、存储和处理这海量的数据,数据呈现指数级的爆炸性增长,通过大数据分析可以从中提炼出有价值的信息,有助于电网规划和资源整合。并且依托于大数据分析、机器学习等智能算法,能源从生产到利用整个过程通过自我学习的方式可以实现智能化,自动化管理。
2.4 电力系统和交通系统耦合度高
电动汽车作为电气化交通系统的核心,可以同时充当储能设备以平抑可再生能源波动,将在能源互联网中发挥重要作用。近年来,随着电池技术的逐渐成熟和成本的不断下降,以电动汽车为核心的电气化交通正在快速发展。可以预见,以电动汽车为纽带,电力系统与交通系统的耦合程度在未来将不断加深。电气化交通系统尤其是电动汽车将成为能源互联网的重要组成部分。
2.5 储能装置大力发展
储能装置在平衡能源动态流动过程中发挥了不可或缺的作用,包括抽水储能、氢气储能、电池储能等方式在内的储能技术和设备,在储能容量和充放电速度上有各自的优势,特别是随着石墨烯电池的不断研究,储能设备将得到更加广泛的利用。
3 能源互联网的发展
能源互联网对于整个国家经济水平的提高以及人类社会的可持续发展都具有重要的意义,应该得到大力的支持和发展,根据目前能源互联网的发展情况,本文从国家战略和技术发展层面,提出如下建议:
在国家战略政策层面,我们应该学习欧美等发达国家的发展经验,并结合我国的实际情况,建立符合符合我国国情的能源互联网体系。我们应该建立健全完善的的能源法律体系以及合理的电力规划设计体系,从而实现电力发展和管理的科学化、法制化以及标准化。同时我们也应该意识到能源互联网给能源市场带来的勃勃生机,在更加开放、自由的市场中,能源生产者生产更高效更低成本的优质能源,能源运输商设计更能优化资源利用的传输方案,能源零售商提供更加人性化、高品质的能源套餐,所以国家应该采取激励措施形成有效竞争的市场结构和市场体系,带动能源市场稳步发展。
在技术发展层面,能源互联网设计的技术较多,包括柔性输配电技术、高效储能技术、智能化控制技术,信息通信技术等方面,还有与能源互联网配套的“大数据”、“云计算”等技术。上述关键技术的突破将会带来巨大的经济效益和社会效益。针对这些技术难题,我们要集中力量进行攻关和解决,最终实现形成一个通信流畅、控制灵活、能源互联、优化互补、资源共享的能源体系。
4 结语
关于能源互联网至今没有明确的定义,也是专家学者一直致力于研究的一个领域。能源互联网的目的是通过互联网技术解决可再生能源以及电动汽车等柔性负载给能源系统带来的问题。本文通过类比的方法分析了能源互联网的概念,宏观上对能源互联网有了一定的认识。剖析了能源互联网的主要特征,这些特征特征体现出能源互联网涉及领域广、技术要求高的特点。最后根据目前能源互联网发展情况,从国家战略层面和技术要求层面为能源互联网的发展提出了一些建议。
参考文献
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[2]陈启鑫,刘敦楠,林今,何继江,王毅.能源互联网的商业模式与市场机制(一)[J].电网技术,2015,39(11):3050-3056.
[3]马钊,周孝信,尚宇炜,盛万兴.能源互联网概念、关键技术及发展模式探索[J].电网技术,2015,39(11):3014-3022.
作者单位
山东省青岛第五十八中学 山东省青岛市 266100 
  
  

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