全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與研究展望

張棟

【摘要】：在信息技術(shù)的發(fā)展下，開展全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠有效實現(xiàn)全球范圍內(nèi)清潔能源的開發(fā)與利用。其對于減少污染物和二氧化碳排放、以清潔和綠色方式滿足全球電力需求、改變?nèi)祟愇拿靼l(fā)展方式具有重要意義?；谥悄茈娋W(wǎng)、特高壓、清潔能源的實質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】：全球能源；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；關(guān)鍵技術(shù)；技術(shù)研究

引言

隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，人們對于可再生能源的關(guān)注度越來越高。全球都面臨著提高能源效率的問題，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信成為現(xiàn)今能源發(fā)展的主要方向。能源互聯(lián)網(wǎng)的利用改變了傳統(tǒng)能源開發(fā)和利用的方式，也給人們的生活帶來了很大的變化。將互聯(lián)網(wǎng)引入到能源行業(yè)，致使對換聯(lián)網(wǎng)信息通信系統(tǒng)的要求也更加的嚴格和全面。本文通過對互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)的要求進行闡述，給出互聯(lián)網(wǎng)信息通信系統(tǒng)的構(gòu)架，并將系統(tǒng)應用到能源互聯(lián)網(wǎng)中。

1、全球能源互聯(lián)網(wǎng)基本概念

全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓為骨干網(wǎng)架（通道），以輸送清潔能源為主導，全球互聯(lián)、泛在的堅強智能電網(wǎng)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將由跨國、跨洲骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)（輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)）構(gòu)成，連接“一極一道”（北極、赤道）和各洲大型能源基地，適應各種分布式電源需要，將風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送給各類用戶。全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)按照洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)、全球互聯(lián)三個階段推進。第一階段（當前～2020年）：到2020年，在現(xiàn)有電網(wǎng)格局的基礎(chǔ)上，由西部不同資源類型的電網(wǎng)互聯(lián)形成西部電網(wǎng)，由東部主要受電地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)形成東部電網(wǎng)，從而形成送、受端結(jié)構(gòu)清晰，交流和直流協(xié)調(diào)發(fā)展的兩個同步電網(wǎng)格局。第二階段（2020年～2030年）：到2025年，建設(shè)東、西部電網(wǎng)同步聯(lián)網(wǎng)工程，國家電網(wǎng)形成一個同步電網(wǎng)的格局。到2030年，建成西南水電基地，東北、西北等能源基地，與周邊俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國家形成互聯(lián)。第三階段（2030年～2050年）：大規(guī)模開發(fā)北極風電、赤道太陽能資源，建設(shè)全球可再生能源基地，洲際間多類型電力交互效益顯現(xiàn)，全球能源互聯(lián)網(wǎng)初具規(guī)模。到2050年，全球風能、太陽能等可再生能源基地全面開發(fā)，可再生能源發(fā)電替代化石能源占據(jù)絕對比重，化石能源的開發(fā)、輸送和消費規(guī)模急劇下降，全球能源互聯(lián)網(wǎng)全面建成。與此同時，全球能源互聯(lián)網(wǎng)具備網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動四個重要特征，可實現(xiàn)能源傳輸、資源配置、市場交易、產(chǎn)業(yè)帶動、公共服務五個主要功能。

2、全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1推動新能源的開發(fā)利用

“一帶一路”沿線國家多為發(fā)展中國家，清潔能源豐富但開發(fā)利用程度低、技術(shù)不成熟。與我國開展新能源合作，雙方充分發(fā)揮各自比較優(yōu)勢，達到互利共贏的結(jié)果，實現(xiàn)清潔能源在更大范圍內(nèi)配置，同時有利于加強了沿線國家的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善沿線國家能源結(jié)構(gòu)。中亞、南亞地區(qū)有著可觀的清潔能源儲量，但受困于落后的技術(shù)水平及滯后的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而我國特高壓技術(shù)已走在世界前列，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗豐富、技術(shù)成熟，二者恰好形成互補。借助“一帶一路”的發(fā)展契機，我國已與哈薩克斯坦、尼泊爾、印度等國家開展廣泛能源領(lǐng)域合作，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)互通互聯(lián)，加大各國清潔能源的利用開發(fā)，通過特高壓技術(shù)實現(xiàn)遠距離、低損耗傳送電能。

2.2通信傳輸技術(shù)

全球能源互聯(lián)網(wǎng)的形成對通信傳輸、接收水平均提出了較為嚴格的標準，通信傳輸技術(shù)當中使用了軟件定義網(wǎng)絡、遠距離大容量光通信、終端通信接入等多種技術(shù)手段，同時利用無線通信與地面通信進行結(jié)合，建立協(xié)同化的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)建中，特高壓電網(wǎng)屬于骨干網(wǎng)架，處于十分關(guān)鍵的位置，為了能夠?qū)崿F(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的目標，達到跨越上千公里以上距離的電力傳輸效果，必須要制訂跨越不同區(qū)域的長距離光通信網(wǎng)絡技術(shù)規(guī)劃，進行高特壓的聯(lián)網(wǎng)。在全球能源互聯(lián)的創(chuàng)建過程中，普通的光纖遠遠無法達到實際應用的標準，而是要應用超低損耗類型的光纖，以此來降低耗損，并且也更加適合應用在速率高、電容量大以及距離相對較遠的電網(wǎng)工程之中，實際上該類型的光纖已在青藏直流聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中得到應用。在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的未發(fā)展進程中，能源互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的需求將會增加，以光路、光分組交換作為核心技術(shù)的全光網(wǎng)絡技術(shù)也勢必成為未來的發(fā)展重點。

2.3能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信總體結(jié)構(gòu)

能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信系統(tǒng)是一電網(wǎng)為基礎(chǔ)的，互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中相當于人的大腦，分別包括智能決策、業(yè)務作業(yè)、采集控制、公共資源，其中信息安全技術(shù)保證了整個系統(tǒng)的安全性。最高層次的智能決策層相當于人類的大腦，在接受了各方傳遞過來的信息之后，信息進行分類和處理，是整個系統(tǒng)的最重要組成部分；采集控制層相當于人體的感覺器官，實現(xiàn)對信息的采集和監(jiān)測，受決策層的調(diào)配做出一系列反應。業(yè)務作業(yè)相當于人的神經(jīng)系統(tǒng)，收集信息并對信息進行預處理；公共資源相當與人的身體，支撐著上述的所有結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)信息的傳遞、存儲和處理。

3、全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)展望

能源互聯(lián)網(wǎng)主要被應用在輸變電智能化、智能調(diào)控、智能配用電和協(xié)調(diào)四個方面。為了適應全球化發(fā)展，還需要加大對信息通信技術(shù)的研究。在信息獲取和處理上，可以采用云計算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對信息進行采集和處理；在信息通信網(wǎng)路方面可以采用光通信；在信息通信系統(tǒng)上，選擇合適的通信方式實現(xiàn)信息的全面提升自主裝備體系國際競爭力依托重大工程發(fā)展重大自主裝備，是多年來推進我國重大裝備自主化的寶貴經(jīng)驗。在構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的過程中，一方面要強化以清潔和綠色方式滿足全球電力需求的目標導向；要將發(fā)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)作為提升自主裝備技術(shù)水平的契機，主動為自主裝備發(fā)展壓擔子、引路子、搭臺子和架梯子，加速我國裝備制造企業(yè)自主創(chuàng)新步伐，爭取我國在特高壓、智能電網(wǎng)和清潔能源等技術(shù)和裝備創(chuàng)新上取得更大突破、實現(xiàn)更大發(fā)展，有力促進自主裝備國際競爭力再上新臺階，以一流的自主裝備支撐全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。

結(jié)語

隨著我國能源資源化的不斷發(fā)展，對于新能源的使用已經(jīng)成為十大發(fā)展的趨勢。也是國家可持續(xù)發(fā)展的必然，極愛去哪個我國能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的而研究，并且在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域有所突破，實現(xiàn)電能在全球范圍內(nèi)的廣域調(diào)度，實現(xiàn)各參與主體的合作共贏，實現(xiàn)各行業(yè)能源消費的“清潔替代”與“電能替代”。

【參考文獻】：

[1]劉振亞.全球能源互聯(lián)網(wǎng)[M].上海：電力工業(yè)出版社，2015.endprint