能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用研究

朱俊鵬

(江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì),江蘇 南京 210000)

能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用研究

朱俊鵬

(江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì),江蘇 南京 210000)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,人類物質(zhì)生活水平不斷提高,能源的使用也日益增加.在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天,面對傳統(tǒng)能源逐漸枯竭的現(xiàn)狀,人們在意識到資源危機(jī)的同時(shí),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(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運(yùn)而生并快速發(fā)展,逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn).鑒于此,本文針對能源互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,進(jìn)一步闡述了能源互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)研究問題和發(fā)展前景.

互聯(lián)網(wǎng);新能源;能源互聯(lián)網(wǎng)

能源枯竭是現(xiàn)階段整個(gè)人類社會(huì)都必須面對的嚴(yán)峻問題,能源是人類社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步必不可少的物質(zhì)能量.現(xiàn)階段,隨著工業(yè)革命的不斷的發(fā)展深入,能源互聯(lián)網(wǎng)作為其中的重要組成部分,是未來能源行業(yè)發(fā)展必不可少的重要環(huán)節(jié).按目前的開采強(qiáng)度,地球資源將在百年內(nèi)被挖掘一空.同時(shí),對化石能源缺乏合理、有效的利用,不僅造成了資源的浪費(fèi),還對環(huán)境造成了巨大的危害.因此,能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是非常有必要的,這是人類社會(huì)發(fā)展的需要.

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵和特點(diǎn)分析

所謂能源互聯(lián)網(wǎng)是指在現(xiàn)有能源供給系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用電力電子技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將分散能源的采集、運(yùn)輸以及存儲裝置有機(jī)結(jié)合起來,以此實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)讀取和可再生能源接入的智能管理系統(tǒng).其核心是對互聯(lián)網(wǎng)和能源系統(tǒng)的有機(jī)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(shí)現(xiàn)能源的合理利用.

能源互聯(lián)網(wǎng)所涉及的技術(shù)范圍廣泛、類別多樣,是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新能源技術(shù)高度融合的結(jié)果,具有以下幾方面的特點(diǎn).(1)能源協(xié)同化.通過能源的協(xié)同調(diào)度,實(shí)現(xiàn)不同種類能源與運(yùn)輸、儲存等物流資源的協(xié)同使用,進(jìn)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(chǔ)上,充分發(fā)揮能源系統(tǒng)的作用.另一方面,增加可再生清潔能源的使用,是保證環(huán)境效益、社會(huì)效益的重要手段.(3)能源商品化.能源是具有價(jià)值的,其商品屬性能夠通過市場流通調(diào)動(dòng)每個(gè)市場參與者的積極性,形成具有互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特色的創(chuàng)新商業(yè)模式.促進(jìn)能源共享和自由交易,推進(jìn)能源消費(fèi)生態(tài)體系的建立.(4)能源眾在化.這方面主要是打破能源集中,實(shí)現(xiàn)能源的分布、分散.進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備和用能終端的雙向通信和智能調(diào)控.加快前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化效率,推動(dòng)各個(gè)地區(qū)、各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新.(5)能源虛擬化.通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù),將資源虛擬化.對能源系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理,打破空間限制.同時(shí),將不同的能源設(shè)施的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,對源資進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)輸、儲存以及使用.(6)能源信息化.通過計(jì)算將能量信息化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可計(jì)算的控制,利用數(shù)據(jù)對能源進(jìn)行宏觀調(diào)控,是未來資源發(fā)展的趨勢.

2 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)國外發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

能源互聯(lián)網(wǎng)一詞最早出現(xiàn)在2004年,The Economist發(fā)表的文章中首次對能源互聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)行闡述.而能源互聯(lián)網(wǎng)真正成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)是在2011年,諸多知名學(xué)者紛紛對能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)表各自看法,將其視為時(shí)代發(fā)展的趨勢.德國在2008年發(fā)起一個(gè)以信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)的未來能源構(gòu)建系統(tǒng),即進(jìn)行能源互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)的開發(fā)和測試,并計(jì)劃在未來10年內(nèi)將信息網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍涵蓋到電網(wǎng)領(lǐng)域,進(jìn)一步利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)對能源物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行宏觀調(diào)控.2011年歐洲開始著重發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng),計(jì)劃未來能夠?qū)崿F(xiàn)源互聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展模式,以此實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的信息化發(fā)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(wǎng)等領(lǐng)域的投入.次年,日本大力發(fā)展quot;數(shù)字電網(wǎng)quot;,來實(shí)現(xiàn)信息和能量傳遞的能源互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃.

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

能源互聯(lián)網(wǎng)在我國提出是在20世紀(jì)80年代,著名學(xué)者高景德先生首次提出將計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、電力控制體統(tǒng)和電力電子技術(shù)互相融合的概念.在這之后能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展,2012年8月對能源互聯(lián)網(wǎng)的概念及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)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(tǒng)的探討和研究,并針對性的制訂了新一代能源系統(tǒng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo).quot;互聯(lián)網(wǎng)+quot;計(jì)劃列入重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目,進(jìn)一步推進(jìn)了我國能源與互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目融合的發(fā)展趨勢,并將源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃付諸行動(dòng),這一系列的戰(zhàn)略部署為我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).要吸取其他國家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),并結(jié)合我國的實(shí)際情況,加大對能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的扶植力度.

3 能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制

作為跨領(lǐng)域的前沿概念,能源互聯(lián)網(wǎng)還沒有確切的定義,但其核心的內(nèi)容卻得到了整個(gè)社會(huì)的認(rèn)可和肯定.盡管能源互聯(lián)網(wǎng)很難定義,但其發(fā)展目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制的基本構(gòu)建還是十分明確的.

3.1 新能源發(fā)電技術(shù)

新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展能夠很大程度的減緩傳統(tǒng)資源枯竭的速度,因此新能源技術(shù)的開發(fā)和深度使用是現(xiàn)在人們需要面對的首要問題.但是類似風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉?都存在分布不均勻和供能不穩(wěn)定的特點(diǎn).因此,針對的策略性研究就顯的十分必要.分布式儲能技術(shù)、光伏發(fā)電技術(shù)、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等的研究是現(xiàn)階段能源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù).

3.2 遠(yuǎn)距離大容量輸電技術(shù)

遠(yuǎn)距離大容量輸電技術(shù)一直是電力領(lǐng)域的難題,現(xiàn)階段采用的直流電網(wǎng)技術(shù)是解決能源分布式發(fā)電用電的基礎(chǔ).直流電網(wǎng)技術(shù)很大程度上解決了能源分布不均勻帶來的遠(yuǎn)距離大容量的電能傳送問題,同時(shí)也為區(qū)域內(nèi)部交流電網(wǎng)互聯(lián)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要的保障.

3.3 電力電子技術(shù)

近年來,我國的電力電子技術(shù)不斷發(fā)展,對于數(shù)字信號的處理能力大幅提高.進(jìn)一步豐富了系統(tǒng)控制策略,為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).隨著模糊控制、升級網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)的使用,一系列的算法整合,將很大程度的增強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性.

3.4 互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前提和基礎(chǔ),并在整體上對能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向進(jìn)行了規(guī)劃.大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算為主要手段的智能感知系統(tǒng),能夠?qū)δ茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的全過程進(jìn)行管理.實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集、管理和分析,進(jìn)而采取相應(yīng)的措施提供服務(wù).

3.5 微能源網(wǎng)技術(shù)

微能源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是伴隨能源互聯(lián)網(wǎng)的興起而出現(xiàn)的,是指在公共能源網(wǎng)絡(luò)的一定范圍內(nèi),仍可以獨(dú)立運(yùn)行的小的單位的能源網(wǎng)絡(luò).并通過多能源發(fā)電技術(shù)協(xié)同管理規(guī)劃,采用優(yōu)化控制和分布式發(fā)電技術(shù),實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行的目的.

3.6 海量信息采集與傳輸技術(shù)

信息的快速、廣泛、準(zhǔn)確采集,是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ).采用信息交互技術(shù),優(yōu)化控制結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)、不同種類能源信息的傳輸.信息的采集,從海量的互聯(lián)網(wǎng)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(shù).同時(shí),信息的傳輸需要提高抗干擾能力,提高信息傳輸?shù)撵`活性和效率.在信息的采集和傳輸兩個(gè)方面為能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展提供重要的技術(shù)支持.

4 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景分析

4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)共享平臺的建立

無論互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還是能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,都離不開相應(yīng)的信息的共享.現(xiàn)階段,能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要建立一個(gè)全國性的能源互聯(lián)網(wǎng)的信息共享平臺,來對遍布全國各地的能源互聯(lián)網(wǎng)的研究人員和必要的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理.同時(shí)積極促進(jìn)互相之間的信息交流和資源共享,提高對能源互聯(lián)網(wǎng)的研究效率.這種方式能夠?qū)⑿畔①Y源利用效率最大化,全方位的推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展.

4.2 智能電網(wǎng)示范城市的構(gòu)建

現(xiàn)階段,能源互聯(lián)網(wǎng)更適合先選取一座城市作為試點(diǎn),而不是全國大范圍的推廣.集中力量在一座城市進(jìn)行推廣,將所有的研究成果在這座城市展現(xiàn)出來,逐步建立智能電網(wǎng)示范城市.在有了示范城市的模版參考之后,相應(yīng)的其他城市的發(fā)展都可參照.在此基礎(chǔ)上,不斷的進(jìn)行技術(shù)的提高和模式的改進(jìn),使之滿足社會(huì)的發(fā)展需要并不斷進(jìn)步.

4.3 能源互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)

所謂能源互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù),是以互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行模式為基礎(chǔ),對能源的價(jià)值進(jìn)行金融模式的管理.在能源的整個(gè)生命周期中,能源互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)都扮演著非常重要的角色.與此同時(shí),利用能源交易、管理等技術(shù)手段,能夠?qū)⒛茉椿ヂ?lián)網(wǎng)金融技術(shù)的作用最大化.這就要求在實(shí)際的項(xiàng)目工作中,將生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、研究有機(jī)的結(jié)合到一起,實(shí)現(xiàn)能源、金融、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和電力電子等多項(xiàng)技術(shù)融合,共同促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展.

4.4 能量交易平臺的建立

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展最終要服務(wù)于人們的實(shí)際的生產(chǎn)生活,所以能源的交易也需要市場機(jī)制的管理,為能量交易平臺的順利運(yùn)行提供重要的支撐.為促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,必須強(qiáng)化對能源市場的管理機(jī)制,進(jìn)一步推進(jìn)交易體系的構(gòu)建,同時(shí)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(zhǔn)入條件,提高交易的活躍性,同時(shí)鼓勵(lì)多元的交易主體、虛擬交易平臺的開發(fā).另一方面,提高風(fēng)險(xiǎn)意識,對出現(xiàn)的問題進(jìn)行充分的分析,并采取相應(yīng)的解決措施.建立能源市場交易監(jiān)管體系,在積極開放能源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交易透明化的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)對能源市場的監(jiān)管,保障能源交易的公平合理.

5 結(jié)語

能源作為人類生存和發(fā)展必不可少的能源物質(zhì),是推動(dòng)人類社會(huì)不斷向前發(fā)展的重要保障.能源互聯(lián)網(wǎng)概念的的出現(xiàn)是時(shí)代進(jìn)步的表現(xiàn),在科學(xué)技術(shù)等諸多要素的的促進(jìn)作用下,能源互聯(lián)網(wǎng)必將快速發(fā)展.在此次研究中,本文針對能源互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,進(jìn)一步闡述了能源互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)研究問題和發(fā)展前景.

[1]周孝信,曾嶸,高峰等.能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國科學(xué):信息科學(xué),2017,2(02):10-28.

[2]孫宏斌,郭慶來,潘昭光.能源互聯(lián)網(wǎng):理念、架構(gòu)與前沿展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,3(19):1-8.

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1671-0711(2017)11(下)-0163-03