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文章出处:深圳市(shì)一和成科技有限公司官方网站 发表时间(jiān):2021-01-19
我们可以从信息层面和物理层面两个维度来理解能源互联网。从信息层(céng)面来理解,能源互联网可以简单(dān)地(dì)看成是信息互联网在(zài)能源中的应用,意指用于能源的信息互联网,但这种理(lǐ)解是(shì)非(fēi)常片面的。从物理层面来看,各种能源网络如电网、天然(rán)气(qì)管网、热力管网乃至使用能源的用(yòng)能设备,均可以构成一(yī)个统一的(de)物理网络。但这个物理网络在缺少信息互(hù)联网支撑的(de)情况下,很难以做到清洁能源利用(yòng)的最大化、能效的最优化和用(yòng)能的节约化。因此,能源互联网是由信息互联(lián)网和(hé)能源物理网高度融合的(de)统一整体,具有绿色、智能、高效以及各种能源资源和用(yòng)户互动互补的特征。
应该说能源互联网不仅是一(yī)种新的能源体系技术形态,也代表一种新的思维模式和新的(de)体制机制及(jí)运行模式。依靠(kào)能(néng)源互联网技术,可以大大降低因可再生能源(yuán)发电的波动性对电网安全稳定运行带来的影响,并在保障可再生能(néng)源发电优先上网的情况下实现电网运行的全(quán)局性优化。可以说,可再生能源规模并网消(xiāo)纳,既(jì)是能源互联网发展的核心目标,也是能源互联网发展的必要条件。
可以预见,未来能源中起主(zhǔ)导作用的将是可(kě)再生能源。可再(zài)生能源最为显著不同于传统能源的特点在于其波动性(xìng),其输出(chū)功率是变幻莫测的,而电力用户的用电(diàn)需求也是变幻莫测的。因(yīn)此,简单地来说,未来电网(wǎng)的作用就是(shì)将前者(zhě)的输出变成(chéng)后者的输入。如此看来,未来(lái)电网的(de)发展问题,就是如何将上述前者的输出变(biàn)成后者的输入(rù)问题,这既是其发展的动力,也是其发展的(de)目标(biāo)。未来电网需(xū)要从全局优(yōu)化运(yùn)行的(de)角度对所有电源和(hé)电力用户进(jìn)行协调(diào)和控制,并保障电网的安全稳定性可靠(kào)性。为达到这个目的,就需要在进一步提升电网物理设施的(de)基础(chǔ)上,引入信息互联(lián)网技术。这是“互联(lián)网+电网”未来发展的第一个方面。
此外,可再生能(néng)源丰富的(de)地区往往远离负荷中心,因此仍然需要发展远距离输电技术,同时可再生能源具有广(guǎng)域时空互补性,通过(guò)建设一个(gè)覆盖广域范(fàn)围的互联(lián)电网,也可(kě)以(yǐ)有效利用时空互补(bǔ)性,从(cóng)而大幅度降低对储能设(shè)备(bèi)的需求量,并降低电网运(yùn)行控制的复杂性。因此,互联大电(diàn)网的发展仍然是必要的。其次,可再生能源具有分散性,维持需(xū)要在电力用户端发展就(jiù)地利用的分布式可再生能源技术及其相适应的微电网技术。由此可见,未来电网将在继续发展大电网(wǎng)的(de)同(tóng)时,也并行发展微电网,而(ér)电力用户将从过(guò)去的(de)纯粹电力需求方,变成既是(shì)需求方同时也是电力供应方。上述电网结(jié)构上的重大变化,也离不开信息互联网的支撑(chēng)。这是(shì)“互联(lián)网+电网(wǎng)”未(wèi)来发展的(de)第二个方面(miàn)。
“互联网+电网”将大大促(cù)进可再生能源发电的规模化发展(zhǎn),并将彻底改变现在的能源结构,而跨国能源贸(mào)易,也将由化石能源通过管道和交通工具输送的贸易(yì)模式,变成通过跨国电网输送电力的模(mó)式。我国可再(zài)生能(néng)源资源丰富,可(kě)以完全满足我国(guó)能源自身需(xū)求,并可以向外输送(sòng)。“互联网+电网”的发展,可以将我国由能(néng)源对外依存度较高的(de)国家,变(biàn)成能(néng)源基(jī)本独立自主(zhǔ)甚(shèn)至能源出口的国(guó)家(jiā)。这将是具有划时代意义的重大(dà)能源发展史事件。
实现整(zhěng)个能源体系(xì)的(de)智能化,不仅需要在信息(xī)层面上下功夫,如先进(jìn)传感器及传(chuán)感器(qì)网络、先进通讯、大数据、先进计算(suàn)和仿真技术等(děng);也需要在物理层面上(shàng)下功(gōng)夫,如先进材(cái)料、新型能源装备以及传统能源装备的智能化升级改造(zào)、新型的能源网络架构(gòu)等。如果把能源互联网比喻成为一个人的(de)话,那么(me)物理层面的建设相当于保障这个人具有强健的体魄,而信(xìn)息层面的建(jiàn)设就(jiù)是要(yào)保障这个人具有更高(gāo)尚的人(rén)格(gé)、敏(mǐn)锐的感知能力、强大的学习(xí)能力、睿(ruì)智的决策控制能(néng)力。只有物(wù)理层面和(hé)信息层面都强大了,能源互联网才是智能的。其中,智慧用能只是能源互联(lián)网的功能之一,所谓智慧用能 新模式,即在能源用户兼顾用能需求、舒适度、高效节能、响应能源(yuán)网络的需求(qiú)和尽可能采用(yòng)清(qīng)洁能源的前提条件(jiàn)下,通过在用能设(shè)备(bèi)中嵌入智能设备和控制(zhì)软件(jiàn),并通过能源互联网与用能设备(bèi)的协调,所(suǒ)形成的更加科学理(lǐ)性的用能模式。
困难和挑战主要来自两个(gè)方面(miàn),一是思想和观念上的解放,即让公众更好地理解、适应和自觉接受(shòu)能源生产和能源消费的新模式,二是进(jìn)一步推动技术创新和突破,使得(dé)新模式的运营不(bú)至于引起高额的成本和安(ān)全隐患。其中,围绕(rào)第一方面需要做好科普和宣传工(gōng)作,围绕第二方面,需要重点在能源新材料及器件、新型(xíng)高效能量转换装备和储(chǔ)能装(zhuāng)备、能量流的灵(líng)活控制装备、能源(yuán)互联网信息安全(quán)等方面(miàn)加强攻关。