全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展及展望

薛斌， 唐卓貞

(1. 河海大學(xué) 能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 210098； 2. 國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211102；3. 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226010)

全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展及展望

薛斌1, 2， 唐卓貞1, 3

(1. 河海大學(xué) 能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 210098； 2. 國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211102；3. 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226010)

基于全球能源的利用和技術(shù)研究現(xiàn)狀，探索了全球能源互聯(lián)網(wǎng)(Global Energy Interconnection，簡稱GEI)的概念、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。首先，分析了全球能源供需矛盾的現(xiàn)狀，闡述了GEI的基本特征、重要功能和研究進(jìn)展。其次，建立了GEI能源供需模型和優(yōu)化控制模型，給出了模型構(gòu)成元素的具體含義，客觀分析了可再生能源(Renewable Energy，簡稱RE)發(fā)電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、儲能技術(shù)和信息技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域需要深入研究的內(nèi)容。最后，合理預(yù)測了GEI未來的發(fā)展軌跡，從技術(shù)和政策兩方面提出了GEI的發(fā)展建議。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)學(xué)模型；可再生能源；進(jìn)展；展望

0 引 言

隨著人類對地球資源的不斷開發(fā)利用，石油、煤、天然氣等化石能源的儲量加速下降，按目前世界平均開采強(qiáng)度，煤炭、石油、天然氣分別可開采112、52、54年，保守估計(jì)到下世紀(jì)初這些化石能源將會(huì)耗盡。且化學(xué)能源分布極不均衡，80%的石油分布在中東、北美和中南美；95%的煤分布在歐亞大陸、亞太和北美；70%的天然氣分布在歐亞大陸和中東。

當(dāng)前，能源供需矛盾日漸凸顯，人類的生存與發(fā)展受到能源安全、環(huán)境污染以及氣候變化等前所未有的挑戰(zhàn)。為此，開發(fā)利用清潔能源受到重視并發(fā)展迅速。雖然水能、風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源(Renewable Energy，RE)儲量豐富，但與常規(guī)能源相似，同樣存在著地理分布不均的問題。水能集中分布在非洲中部、南北美洲和亞洲；風(fēng)能在歐洲北部、非洲東部、亞洲中部和北部及各洲近海地區(qū)集中分布；太陽能廣泛分布于北非、中東和大洋洲等赤道附近。相對于上述一次能源，電能是一種清潔高效的二次能源，在終端能源消費(fèi)中有明顯優(yōu)勢，其終端利用效率超過90%，其經(jīng)濟(jì)效率是石油的3.2倍，是煤炭的17.3倍。因而，由電力替代其他終端能源，是能源發(fā)展的終極方向。

綜上所述，如何將一次能源特別是豐富的可再生清潔能源轉(zhuǎn)換為高效的電能，實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)合理有效的配置，以突破能源危機(jī)制約發(fā)展的瓶頸是人類必須解決的重大問題。

基于大規(guī)模特高壓電力傳輸技術(shù)在我國的成功實(shí)踐，國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)[1](GEI)的大膽構(gòu)想，本文在分析GEI概念的基礎(chǔ)上，闡明了GEI的基本特征和重要功能，初步探索建立了數(shù)學(xué)模型，對涉及的關(guān)鍵技術(shù)做了客觀分析，對未來GEI的發(fā)展提供了可以借鑒的意見與建議。

1 GEI戰(zhàn)略構(gòu)想

GEI是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以輸送清潔能源為主導(dǎo)，全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，是安全可靠性高、配置能力強(qiáng)、服務(wù)范圍廣、綠色低碳的全球能源配置平臺。

GEI由跨國跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國各電壓等級電網(wǎng)的國家泛在智能電網(wǎng)構(gòu)成，連接各洲大型能源基地，適應(yīng)各種分布式電源接入需要，能將風(fēng)能、太陽能、海洋能等RE傳輸給各類用戶。它具有網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能和開放互動(dòng)四大特征，以及能源傳輸、資源配置、公共服務(wù)、市場交易和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)五項(xiàng)功能。

2 GEI研究現(xiàn)狀

GEI于2015年剛由國家電網(wǎng)公司提出，因此仍處于戰(zhàn)略構(gòu)想階段。但自從《第三次工業(yè)革命》[2]出版以來，GEI的原型——能源互聯(lián)網(wǎng)(Energy Internet，簡稱EI)已逐漸成為研究熱點(diǎn)，且取得了一些研究成果，歸結(jié)起來主要有以下四種：

(1)E-Energy[3]：由德國的Block C等提出，側(cè)重于信息互聯(lián)網(wǎng)的表述，將信息網(wǎng)絡(luò)定位為能源互聯(lián)網(wǎng)的支持決策網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)收集信息，并進(jìn)行分析與決策，為能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行調(diào)度提供指導(dǎo)。德國的“E-Energy”計(jì)劃試點(diǎn)建設(shè)實(shí)施了6個(gè)示范項(xiàng)目。

(2)Intenergy[4]：由日本的Abe R等提出，強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和能源網(wǎng)絡(luò)的深度融合，通過數(shù)字電網(wǎng)路由器實(shí)現(xiàn)能源和信息的雙向通信，統(tǒng)籌管理一定區(qū)域范圍內(nèi)的電力，以實(shí)現(xiàn)RE的高效利用。

(3)FREEDM[5]：由美國的Huang A Q等提出，側(cè)重于能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表述，借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放、對等的理念和架構(gòu)，形成以骨干網(wǎng)、局域網(wǎng)及相關(guān)聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)為特征的新型能源網(wǎng)。技術(shù)層面上，著重研發(fā)融合信息通信系統(tǒng)的分布式能源網(wǎng)絡(luò)體系。

(4)Multi Energy Internet：強(qiáng)調(diào)電能、熱能和化學(xué)能的聯(lián)合輸送與優(yōu)化配置利用，典型代表為英國、瑞士等國的能源發(fā)展方向。

3 GEI關(guān)鍵技術(shù)

3.1 GEI架構(gòu)

GEI旨在將全球能源的供給和需求高效智能地配置給世界各地的用戶(GEI的用戶既包含發(fā)電方，也包含用電方)，以全球視角看，GEI骨干網(wǎng)架將實(shí)現(xiàn)能源的東西半球跨時(shí)區(qū)補(bǔ)償、南北半球跨季節(jié)調(diào)節(jié)，跨洲聯(lián)網(wǎng)輸電通道分別由非洲-歐洲聯(lián)網(wǎng)、亞洲-歐洲聯(lián)網(wǎng)、亞洲-非洲聯(lián)網(wǎng)、北美洲-南美洲聯(lián)網(wǎng)、大洋洲-亞洲聯(lián)網(wǎng)、亞洲-北美洲聯(lián)網(wǎng)以及歐洲-北美洲聯(lián)網(wǎng)等組成。根據(jù)自身特點(diǎn)，各大洲將分別扮演能源基地、負(fù)荷中心或兩者兼具的角色。

3.2 GEI建模

電力系統(tǒng)建模是電力系統(tǒng)計(jì)算分析和運(yùn)行控制的基礎(chǔ)，模型的準(zhǔn)確程度直接影響電力系統(tǒng)仿真的結(jié)果和結(jié)論[6]。不合適的模型會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在差異，偏保守或偏樂觀，從而給系統(tǒng)帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)或無謂的浪費(fèi)。我國采用傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)仿真模型時(shí)，電網(wǎng)的穩(wěn)定水平無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，而通過調(diào)整模型與參數(shù)可將傳輸功率極限提升約1/4。因此，進(jìn)行合適的電力系統(tǒng)模型，既可提高傳輸能力，還能消減安全隱患，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

EI模型[7-8]的研究尚處于起步階段，而GEI的建模研究則未見文獻(xiàn)，為了給GEI的深層次研究提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)平臺，有必要開展GEI網(wǎng)絡(luò)模型的研究。

3.2.1 GEI的能源供需建模

(1)根據(jù)地域差異建模

(1)

其中P為某地區(qū)的能源供給量，下標(biāo)a代表不同地區(qū)，Pa(t)表示t時(shí)刻a地區(qū)的能源供給量；Pl為某地區(qū)的負(fù)荷，下標(biāo)b代表不同地區(qū)，Pw為某地區(qū)的能源損耗，下標(biāo)c代表不同地區(qū)，Plb(t)表示t時(shí)刻b地區(qū)的負(fù)荷需求量，Pwc(t)表示t時(shí)刻c地區(qū)的能源損耗量。共有f個(gè)地區(qū)。

(2)根據(jù)能源類型差異建模

(2)

其中PT為傳統(tǒng)能源，下標(biāo)i表示能源種類，共有m類傳統(tǒng)能源，PR為RE，下標(biāo)j表示相應(yīng)的能源種類，共有n類傳統(tǒng)能源，PTi(t)表示t時(shí)刻i類傳統(tǒng)能源的供給量，PRj(t)表示t時(shí)刻j類RE的供給量；PL為負(fù)荷，下標(biāo)g表示負(fù)荷種類，共有k類負(fù)荷，PW為能源損耗，下標(biāo)h表示損耗種類，共有l(wèi)類損耗，PLg(t)表示t時(shí)刻g類負(fù)荷的需求量，PWh(t)表示t時(shí)刻h類能源損耗量。

3.2.2 GEI的優(yōu)化控制建模

要實(shí)現(xiàn)全球能源的優(yōu)化配置，必須設(shè)定相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)，包括：能源開發(fā)費(fèi)用最小，能源損耗最小，能源品質(zhì)最優(yōu)，運(yùn)維費(fèi)用最小，碳排放量最少等。優(yōu)化模型如下：

min.f(x)

s.t.h(x)=0

(3)

此外，建立GEI隨機(jī)潮流最優(yōu)控制模型等是當(dāng)前亟待解決的問題。

3.3 RE發(fā)電技術(shù)

“以電能為中心，以清潔可再生能源為主導(dǎo)”將是能源格局的變革趨勢，因而，可再生清潔能源發(fā)電在能源發(fā)展進(jìn)程中將起到至關(guān)重要的作用。RE發(fā)電主要有風(fēng)能、太陽能和海洋能發(fā)電等，其中風(fēng)能[16]、太陽能[17]已進(jìn)入商用階段，海洋能蘊(yùn)藏量十分豐富，雖尚未投入商用，但近年來逐漸成為研究熱點(diǎn)[18]，應(yīng)用前景樂觀。

目前發(fā)電方面需要重點(diǎn)攻關(guān)的方向有：大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)；大型集群風(fēng)電接入輸電系統(tǒng)規(guī)劃，含風(fēng)電的電力系統(tǒng)綜合頻率特性，風(fēng)電場運(yùn)行狀態(tài)與備用容量評估，風(fēng)電場自動(dòng)控制和電網(wǎng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的配合；大規(guī)模光伏發(fā)電接入輸電系統(tǒng)的布局規(guī)劃，有功、無功控制，電能質(zhì)量監(jiān)測及治理，分層分區(qū)、多級協(xié)調(diào)自動(dòng)電壓控制，安全評估，廣域協(xié)調(diào)；海洋能綜合發(fā)電場系統(tǒng)建模，網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制，電網(wǎng)分層次控制策略體系。

3.4 智能電網(wǎng)技術(shù)

3.4.1 智能輸電網(wǎng)技術(shù)

GEI以智能電網(wǎng)為主要載體，RE將成為發(fā)電的主角，智能輸電網(wǎng)技術(shù)[19]則是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模RE傳輸和全球優(yōu)化配置的關(guān)鍵舉措，其有待深入研究的領(lǐng)域包含：大規(guī)模直流電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行與仿真，電網(wǎng)故障診斷恢復(fù)與智能重構(gòu)，電網(wǎng)決策支持和調(diào)度預(yù)警，電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)防御；柔性直流輸電，多端直流輸電，超導(dǎo)輸電，海底電纜；電力電子控制，換流設(shè)備的保護(hù)控制；高可靠性的換流變壓器，換流閥，逆變器等設(shè)備制造等。

3.4.2 智能配電網(wǎng)技術(shù)

智能配電網(wǎng)是GEI中連接輸電網(wǎng)與終端用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它具備自愈性、高安全性、互動(dòng)性等諸多特性，其最新發(fā)展趨勢是主動(dòng)配電網(wǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)[20](Active Distribution Network，簡稱AND)是內(nèi)部具有分布式能源，具備控制和運(yùn)行能力的智能配電系統(tǒng)。對主動(dòng)配電網(wǎng)的研究主要有以下幾個(gè)方面：考慮分布式電源與負(fù)荷高級建模的配電網(wǎng)規(guī)劃模型，高滲透率分布式能源接入下的調(diào)度控制模型，主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓控制保護(hù)和態(tài)勢感知技術(shù)。

3.4.3 智能電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)

特大型交直流混合電網(wǎng)是電力規(guī)模化集中匯集、遠(yuǎn)距離跨洲傳輸、大范圍靈活配置的重要基礎(chǔ)平臺，智能電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)是構(gòu)建GEI、保障安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。這方面需要突破的關(guān)鍵技術(shù)包括：電網(wǎng)分層分區(qū)的在線/實(shí)時(shí)計(jì)算、預(yù)測、匹配控制，大電網(wǎng)安全穩(wěn)定機(jī)理、特性和分析，實(shí)時(shí)/超實(shí)時(shí)仿真和決策，電網(wǎng)故障診斷、恢復(fù)及自動(dòng)重構(gòu)，源網(wǎng)荷儲友好互動(dòng)、協(xié)調(diào)控制[21]。

3.5 儲能技術(shù)

大規(guī)模、大容量儲能技術(shù)[22]的發(fā)展對實(shí)現(xiàn)清潔能源規(guī)模化發(fā)展和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起重要作用。儲能技術(shù)作為電力系統(tǒng)中的電能儲存環(huán)節(jié)，使電力實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更為“柔性”，有利于平抑大規(guī)模清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的隨機(jī)非線性波動(dòng)，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性。主要有熱儲能和電儲能，未來應(yīng)用于GEI的以電儲能為主。

要適應(yīng)GEI的需求，有發(fā)展前景的儲能技術(shù)至少要達(dá)到兆瓦級的存儲容量，所以，未來大容量儲能技術(shù)中需重點(diǎn)研究的內(nèi)容為：鋰電池與全釩液流電池等電化學(xué)儲能，超導(dǎo)電磁儲能，抽水儲能，超級電容器，大功率、大容量的新型儲能材料的開發(fā)，儲能元件使用壽命的延長，能量密度的提高。

3.6 信息技術(shù)

3.6.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)[23](Big Data，簡稱BD)指無法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)工具捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。運(yùn)用全新的處理模式、高性能計(jì)算平臺和分析技術(shù)收集GEI數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，以便實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)內(nèi)部的已知漏洞和外部攻擊的狀態(tài)走勢，精確鎖定安全事件，及時(shí)發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警或協(xié)調(diào)處置。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用將為GEI的各類高級應(yīng)用及優(yōu)化分析提供數(shù)據(jù)支撐，應(yīng)用于超實(shí)時(shí)的電力系統(tǒng)狀態(tài)仿真，可促進(jìn)提高分析決策的智能化水平。

3.6.2 云計(jì)算

云計(jì)算[24](Cloud Computing，簡稱CC)是通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化資源的一種計(jì)算方式。從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算就如同硬幣的兩面密不可分，云計(jì)算為大數(shù)據(jù)提供彈性可拓展的基礎(chǔ)平臺，有助于提高對海量數(shù)據(jù)分析的速度和精度，實(shí)現(xiàn)全球性電力調(diào)度和交易。關(guān)于云計(jì)算，尚需解決的問題包括：接口等云計(jì)算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，數(shù)據(jù)隱私安全問題。

3.6.3 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)[25](Internet of things，簡稱IoT)是通過二維碼識讀設(shè)備、紅外感應(yīng)器和GPS等信息傳感設(shè)備，按約定協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換與通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在GEI中的研究內(nèi)容是：制定電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用總體規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研究關(guān)鍵技術(shù)與智能設(shè)備，推進(jìn)其在電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

3.6.4 移動(dòng)互聯(lián)

移動(dòng)互聯(lián)[26](Mobile Internet，簡稱MI)是將移動(dòng)通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合并實(shí)踐的活動(dòng)總稱。移動(dòng)現(xiàn)場作業(yè)及公共服務(wù)智能化開始成為電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，電力系統(tǒng)移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用研究以電力線路移動(dòng)巡檢作業(yè)、應(yīng)急搶修、智能家居等方面為研究熱點(diǎn)。

4 GEI發(fā)展建議

縱觀電力發(fā)展史，它是一個(gè)電網(wǎng)規(guī)模越來越大，電壓等級越來越高，配置能力越來越強(qiáng)的發(fā)展過程。因而，可以預(yù)見GEI將按照“國內(nèi)互聯(lián)→國際互聯(lián)→洲際互聯(lián)→全球互聯(lián)”的模式發(fā)展，電壓等級將由特高壓向超級特高壓演變。為了實(shí)現(xiàn)GEI，有力推動(dòng)“兩個(gè)替代”，促進(jìn)全球能源的可持續(xù)發(fā)展，建議從技術(shù)和政策兩個(gè)方面努力。

(1)技術(shù)層面。由于1 000 kV特高壓交流電網(wǎng)和±800 kV特高壓直流電網(wǎng)已在我國成功投入實(shí)際應(yīng)用，運(yùn)行狀況良好，而±1 100 kV特高壓直流電網(wǎng)工程也將于2017年年底投運(yùn)，我國構(gòu)建國內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)完全具備了實(shí)踐基礎(chǔ)。短期內(nèi)，“西電東送、北電南送”的格局將繼續(xù)維持，未來的能源格局將逐步由以水電、煤電為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗姟⒚弘?、風(fēng)能和太陽能發(fā)電并重，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)橐郧鍧嵞茉礊橹鲗?dǎo)。風(fēng)能、太陽能、海洋能發(fā)電等大量隨機(jī)性、間隙性清潔能源的接入，將給GEI的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因而需要進(jìn)一步大力發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)、RE發(fā)電和儲能等技術(shù)，促進(jìn)清潔能源大規(guī)模的開發(fā)利用。

(2)政策層面。就國內(nèi)而言，需出臺政策鼓勵(lì)可再生能源的利用，關(guān)鍵支撐技術(shù)的突破、高效產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式的創(chuàng)新也需要大量人財(cái)物的投入，還需建立健全能源法律體系與電力規(guī)劃設(shè)計(jì)體系。就國際而言，雖然許多國家間正在形成跨國互聯(lián)電網(wǎng)，但GEI還面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地緣政治等諸多不確定因素的挑戰(zhàn)，各類國際組織要發(fā)揮積極作用，樹立利益共同體意識，推動(dòng)建立利益分享機(jī)制。

5 結(jié)束語

目前各國都在加快電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)程，互聯(lián)規(guī)模不斷擴(kuò)大。歐洲互聯(lián)電網(wǎng)、北美互聯(lián)電網(wǎng)、俄羅斯-波羅的海互聯(lián)電網(wǎng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要實(shí)踐。非洲南部、南美洲等地區(qū)也逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)。大電網(wǎng)互聯(lián)是全球電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，GEI的核心就是實(shí)現(xiàn)全球電網(wǎng)互聯(lián)。

本文從分析GEI的概念入手，在闡明GEI的基本特征和重要功能的基礎(chǔ)上，探索建立了GEI的能源供需和優(yōu)化控制兩類數(shù)學(xué)模型，分析了相關(guān)領(lǐng)域需要深入研究和重點(diǎn)攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)測了GEI的發(fā)展軌跡，給出了發(fā)展建議。

GEI的前景是光明的，但實(shí)現(xiàn)的過程不會(huì)是一路坦途，隨著未來特高壓智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和可再生能源的利用水平不斷提升，源網(wǎng)荷儲四者間的智能互動(dòng)將持續(xù)深入，相信GEI必將成為現(xiàn)實(shí)。屆時(shí)，作為全球最大的能源配置系統(tǒng)，GEI能把有季節(jié)時(shí)區(qū)差異的各大區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)起來，根本上解決困擾人類發(fā)展的能源環(huán)境難題，保障能源安全、綠色、可持續(xù)供應(yīng)，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境價(jià)值。

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Progress and Prospect of Key Technologies for the Global Energy Internet

Xue Bin1,2, Tang Zhuozhen1,3

(1. College of Energy and Electrical Engineering, Hohai University, Nanjing Jiangsu 210098, China;2. State Grid Jiangsu Electric Power Co. Maintenance Branch, Nanjing Jiangsu 211102, China;3. Nantong Shipping College, Nantong Jiangsu 226010, China)

Based on the status of research of global energy use and technology, this paper explores the concept, key technologies and development trend of the Global Energy Internet (GEI). Firstly, it analyzes the current status of contradiction between supply and demand of global energy and expounds basic characteristics, important functions and research progress of GEI. Then, we establish a GEI energy supply and demand model as well as a model for optimal control, present specific meanings of model elements, and objectively analyze subjects for further research in related fields such as renewable energy (RE) power generation technology, smart grid technology, energy storage technology and information technology. Finally, future GEI development track is reasonably predicted, and suggestions for GEI development are given in the respects of technology and policy.

global energy Internet； key technology； mathematical model；renewable energy； progress；prospect

10.3969/j.issn.1000-3886.2017.02.024

TM711

A

1000-3886(2017)02-0079-04

薛斌(1982-)，男，江蘇如皋人，碩士，博士生，高級工程師，技師，主要從事電力系統(tǒng)的安全與控制工作； 唐卓貞(1984-)，女，廣西富川人，碩士，博士生，講師，主要從事電力系統(tǒng)的教學(xué)與科研工作。

定稿日期: 2016-08-24