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展望:能源互联网的未来时代
发表时间:2015/8/21点击数:2693投稿邮箱:yaoguisheng@chinapower.com.cn
    
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进入21世纪,全球能源生产消费持续增长,化石能源大量开发利用,导致能源安全、生态环境、气候变化面临极大挑战。建立在传统化石能源基础上的能源发展方式已经难以为继,由清洁能源和可再生能源取代化石能源是大势所趋。

  能源互联网概述

  能源互联网概念的形成。2001年,美国电科院(EPRI)最早提出“智能电网”的概念。2008年,美国北卡罗来州立大学研究中心效仿网络中的路由器技术,提出能源路由器的概念,并进行原型实验,在配电网层面实现能源互联网理念。2012年,美国华盛顿特区经济趋势基金会总裁杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中提出,能源互联网是把互联网技术与可再生能源相结合,在能源开采、配送和利用上从传统的集中式变为智能化的分散式,从而将全球的电网变成能源共享网络。

  能源互联网的特征。能源互联网具有两个主要特征:一是微型能源网络互联是实现能源互联网的基础。具体体现为:能源互联网是将分布式发电装置、储能装置和负载组成的微型能源网络互联起来,平衡能量的供给与需求;能源互联网应该是一个能量双向流动的能源共享网络,发电装置、储能装置和各类负载能够“即插即用”;能源互联网中能源的产生、传输、转换和使用都应该具备一定的智能。二是能源互联网是消纳可再生能源最有力的平台。可再生能源发电具有间歇性、波动性和分散性特征,通过数量多、分布范围广的微型能源网络的互联构成能源互联网,可以实现可再生能源就地收集、存储和高效使用,同时解决大规模接入可再生能源对电网稳定性产生的冲击等问题。

  关于我国建设能源互联网的一些研究认识

  建设能源互联网的迫切性。第一,可再生能源开发利用面临诸多困难。能源互联网是以开放对等的信息——能源一体化架构真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用,因此可以最大限度地适应风电、光伏发电等新能源的接入问题,提高能源使用效率。第二,我国能源安全与环境问题突出。能源互联网能够在最大程度上提高可再生能源利用效率,降低经济发展对传统化石能源的依赖程度,有效解决我国能源使用与经济发展之间的矛盾以及能源安全问题。第三,我国正处在能源产业结构调整的关键时期。能源互联网的开发和利用可能从根本上改变我国的经济产业布局和能源生产消费模式,其高度开放特性,也会推动我国能源行业体制变革,提高我国能源行业的整体开放程度。

  国家电网关于能源互联网的建设构想。2014年7月,国家电网作为我国电力行业重要企业,以“智能电网”概念为基础,率先提出了构建全球能源互联网的构想,引起了社会各界关注和讨论。根据国家电网描绘的图景,全球能源互联网是由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网构成,连接“一极一道”(北极、赤道)大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。

  我国支持能源互联网发展的相关政策

  2015年7月,国务院、国家发改委和国家能源局连续发布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《关于促进智能电网发展的指导意见》和《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》。

  《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》从宏观层面介绍了如何将互联网的创新成果与现有能源系统进行深度融合,以推进在能源生产、输送、消费和通信等领域的智能化改造;《关于促进智能电网发展的指导意见》着重强调了智能电网的发展目标,提出到2020年,我国要初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系,最大程度地提高电力系统对可再生能源的接纳能力,满足电源开发和用户的个性化用能需求,全面支撑现代能源体系建设;《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》则强调了新能源微电网是我国可再生能源和分布式能源发展机制创新的重要方向,是“互联网+”在能源领域的创新应用。

  三个《指导意见》的密集发布,不仅显示出中央政府对发展下一代能源系统的决心,更反映出了由技术进步引领的全球能源竞争新格局。

  我国能源互联网发展中需要注意的一些问题

  第一,统筹规划与顶层设计,明确我国能源互联网发展思路及整体结构框架。能源互联网是多类型用能网络的多层耦合,统筹处理好不同类型用能网络之间、已有能源网络之间、已有网络与新建能源网络之间的高效互联,并在发展中不断调整和完善规划。电力网络是能源互联的枢纽,要在规划基础上,从全局出发,整合各方资源,凝聚各方智慧,针对我国国情和实际能源分布特点、电力行业特点和用能情况以及社会经济条件,建立适合我国的能源互联网络框架体系。

  第二,攻克关键技术问题,提高我国支撑能源互联网发展的相关技术创新力。应尽快开展能源互联网中信息交互技术、智能电网控制和调度技术以及分布式电源协同控制技术等先进关键技术。

  第三,完善相关政策措施与标准。首先,随着分布式电源、可再生能源的发展和电力市场化程度的加快,引导售电公司提高用户用电效率,加强需求和管理以及完善分布式电源、可再生能源的并网运营服务是目前亟需解决的问题。其次,逐步完善能源互联网中各类型设备、数据接口标准以及信息传输协议,保证能源互联网中能源流与信息流的互联互通,推动能源互联网的建设与部署。

  第四,稳步推进区域性试点示范工作。建立能源互联网需要分布范围广、数量众多的微型能源网络互联的辅助,不能一蹴而就,应循序渐进开展,可在条件、装备较成熟的范围内建设示试点、示范园区实验验证。通过已完成的试点工程对能源互联网技术以及政策的可行性进行综合、科学的探讨论证,并逐步在全国推行。


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