從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)的分析：基本概念與研究框架

呂志新 閆霞

摘要：在智能電網(wǎng)研究和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得不斷發(fā)展的背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)這一概念得以出現(xiàn)，從而為能源的開(kāi)發(fā)、利用提供了全新的方向。基于這種認(rèn)識(shí)，本文對(duì)智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系進(jìn)行了分析，然后對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念和研究框架展開(kāi)了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；能源互聯(lián)網(wǎng)；基本概念；研究框架

引言

目前，人類的生產(chǎn)、生活都將消耗大量的能源，從而有效推動(dòng)了能源行業(yè)的發(fā)展，并且同時(shí)也為能源行業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。面對(duì)這一形勢(shì)，在智能電網(wǎng)得到建設(shè)和發(fā)展后，能源互聯(lián)網(wǎng)這一概念也得以出現(xiàn)。而加強(qiáng)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，則能使各種能源得到綜合利用和管理，繼而更好的應(yīng)對(duì)能源挑戰(zhàn)。

1 智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念

1.1 智能電網(wǎng)的概念

所謂的智能電網(wǎng)，其實(shí)是電網(wǎng)與信息通信技術(shù)相融合得到的產(chǎn)物。目前，智能電網(wǎng)被稱之為“電網(wǎng)2.0”，是在高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上建立的電網(wǎng)，能夠?qū)ο冗M(jìn)的設(shè)備技術(shù)、測(cè)量技術(shù)和決策系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，從而使電網(wǎng)保持高效、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營(yíng)[1]。而該種電網(wǎng)能夠抵御攻擊，并具有較好的環(huán)境友好性，能夠滿足21世紀(jì)用戶對(duì)電能的需求。

1.2 智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

在智能電網(wǎng)取得發(fā)展和革新的背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)得以出現(xiàn)。相較于智能電網(wǎng)，能源互聯(lián)網(wǎng)更具有開(kāi)放性，不僅關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行，也關(guān)注水、電、煤氣等綜合能源系統(tǒng)，能夠使各種能源系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)。而在信息通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)取得融合的情況下，能源行業(yè)的商業(yè)模式也將得到改造。所以，能源互聯(lián)網(wǎng)雖然是在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展得到的，但是理念上卻更加開(kāi)放。相比較而言，智能電網(wǎng)理念過(guò)于保守和內(nèi)向，僅僅追求實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能源的管理，希望使電網(wǎng)能源系統(tǒng)保持可靠。而能源互聯(lián)網(wǎng)雖然與智能電網(wǎng)擁有相似的結(jié)構(gòu)，可以利用網(wǎng)絡(luò)將能源生產(chǎn)者和消費(fèi)者連接起來(lái)，但是卻能進(jìn)行更大空間范圍的覆蓋，繼而將各種能源生產(chǎn)和消費(fèi)者連接到一起。

1.3 能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念

目前，人們雖然并未給出能源互聯(lián)網(wǎng)的具體概念，但是已經(jīng)對(duì)其核心內(nèi)涵達(dá)成了共識(shí)。從目標(biāo)上來(lái)看，能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展可以推動(dòng)能源市場(chǎng)化發(fā)展，即將各能源行業(yè)的壁壘打破，從而推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。而借助該網(wǎng)絡(luò)，更多的人將以較低的成本進(jìn)入，從而使能源的交易更加快捷、高效，進(jìn)而為行業(yè)提供持續(xù)不斷的發(fā)展動(dòng)力。其次，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠推動(dòng)能源高效化發(fā)展，即對(duì)各種能源進(jìn)行互聯(lián)和優(yōu)化調(diào)度，從而使能源得到充分開(kāi)發(fā)和梯級(jí)利用，并為能源共享提供平臺(tái)。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠使各種能源新城互補(bǔ)，并且為可再生能源的納入提供支撐，繼而推動(dòng)能源的綠色化發(fā)展。

從能源互聯(lián)網(wǎng)的理念上來(lái)看，其擁有互聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)涵，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種能源的開(kāi)放性連接，并將各種系統(tǒng)與設(shè)備連接起來(lái)，從而認(rèn)為各種用戶和參與者參與市場(chǎng)交易提供新的平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境。在該平臺(tái)上，供需的連接能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造價(jià)值，繼而推動(dòng)各種系統(tǒng)與設(shè)備的連接。而能源互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠在商業(yè)運(yùn)營(yíng)商取得成功，就是由于其以用戶為中心，需要用戶廣泛參與產(chǎn)業(yè)建設(shè)與發(fā)展，繼而使能源開(kāi)發(fā)和消費(fèi)等各環(huán)節(jié)都能產(chǎn)生相應(yīng)的價(jià)值[2]。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)來(lái)講，分布式條件的存在將為其提供發(fā)展動(dòng)力，能夠使能源供需保持平衡，繼而使能源的分布得到優(yōu)化。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)中擁有共享機(jī)制，能夠?yàn)槠涮峁┝己玫氖袌?chǎng)環(huán)境，并推動(dòng)能源網(wǎng)絡(luò)的去中心化發(fā)展。在該種條件下，能源的交易將形成對(duì)等關(guān)系，成為一種多邊的消費(fèi)模式。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)的研究框架分析

目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的研究框架由兩部分構(gòu)成，即“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”和“互聯(lián)網(wǎng)+”。前一部分為能量系統(tǒng)，即利用互聯(lián)網(wǎng)思維完成現(xiàn)階段能源系統(tǒng)改造得到的系統(tǒng)。后一部分為信息系統(tǒng)，即對(duì)改造后能源系統(tǒng)和信息互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行融合得到的系統(tǒng)。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，在能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化階段，需要實(shí)現(xiàn)多能源互聯(lián)網(wǎng)，然后實(shí)現(xiàn)能量自由、開(kāi)放的傳輸和對(duì)接。具體來(lái)講，就是要將水、電、氣、油等多個(gè)能源行業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)多能源的聯(lián)合運(yùn)行。而在用戶端，通過(guò)完成綜合能源系統(tǒng)的構(gòu)建，則能實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用[3]。在能量傳輸上，則要結(jié)合類比信息自由傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，為能源的端對(duì)端分享提供支持，繼而使用戶能夠隨時(shí)隨地的獲取能源。而在能源對(duì)接方面，還要在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中完成不同設(shè)備的開(kāi)放對(duì)等接入，以確保用戶能夠采取即插即用方式獲得能源。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的場(chǎng)景中，主要需要實(shí)現(xiàn)能源物聯(lián)和管理，并進(jìn)行能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的提供。所謂的能源物聯(lián)，即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使處在任何地點(diǎn)的設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)保持互聯(lián)，所以能夠及時(shí)得知各種能源供需信息。在此基礎(chǔ)上，則可以對(duì)不同能源進(jìn)行分布式協(xié)同管理，并利用互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)為用戶提供專業(yè)服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)需求側(cè)能效、可再生能源等多領(lǐng)域能源工作的管理。最后，還要實(shí)現(xiàn)用戶和參與者的多邊對(duì)接，從而進(jìn)行能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的提供[4]。在該市場(chǎng)上，能源交易自由，新的商業(yè)模式也將不斷產(chǎn)生，消費(fèi)者、生產(chǎn)者等角色之間將逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)換。而完成競(jìng)爭(zhēng)互補(bǔ)和自治自愈等市場(chǎng)機(jī)制的建立，則能迎來(lái)共贏的局面。

3 結(jié)論

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)的概念也得到了提出。而作為一個(gè)跨領(lǐng)域和跨學(xué)科的研究課題，能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念已經(jīng)初步形成，相應(yīng)的研究框架也得以產(chǎn)生。因此，相信隨著相關(guān)理論和實(shí)踐技術(shù)的發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)也將得到逐步建立，進(jìn)而使能源得到更好的利用。

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