L/O/G/O能源互聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)的定義能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)如何架設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)總結(jié)41231.1能源互聯(lián)網(wǎng)由來(lái).·美國(guó)學(xué)者杰里米·里夫金在其新著《第三次工業(yè)革命》一書(shū)中，首先提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景。由于化石燃料的逐漸枯竭及其造成的環(huán)境污染問(wèn)題，在第二次工業(yè)革命中奠定的基于化石燃料大規(guī)模利用的工業(yè)模式正在走向終結(jié)。他預(yù)言，以新能源技術(shù)和信息技術(shù)的深入結(jié)合為特征的一種新的能源利用體系將出現(xiàn)。Content

Layouts1.2能源互聯(lián)網(wǎng)定義能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為T(mén)核ext

心in

h以ere

互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。1.3能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)圖1能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)與組成元素1.4能源互聯(lián)網(wǎng)包含的系統(tǒng)能源互聯(lián)網(wǎng)天然氣網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)的4個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.5能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作機(jī)制首先，電力系統(tǒng)作為各種能源相互轉(zhuǎn)化的樞紐，是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心。其次，電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)之間通過(guò)充電設(shè)施與電動(dòng)汽車(chē)相互影響；充電設(shè)施的布局及車(chē)主的駕駛和充電行為會(huì)影響交通網(wǎng)絡(luò)流量；反之，交通網(wǎng)絡(luò)流量也會(huì)影響車(chē)主的駕駛和充電行為，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。1.5能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作機(jī)制第三，燃?xì)鈾C(jī)組在發(fā)電側(cè)的比例有望高，這樣天然氣網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行將直接影響電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及可靠性，另一方面利用最近出現(xiàn)的電轉(zhuǎn)氣技術(shù)可以將可再生能源機(jī)組的多余出力轉(zhuǎn)化為甲烷天然氣的主要成分再注入天然氣網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)輸和利用。來(lái)的電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)之間的能量流動(dòng)將由單向變?yōu)殡p向。1.5能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作機(jī)制第四，能源互聯(lián)網(wǎng)還可能進(jìn)一步集成供熱網(wǎng)絡(luò)等其他二次能源網(wǎng)絡(luò)熱能是分布式燃?xì)獍l(fā)的重要副產(chǎn)品以熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)為紐帶可以將電力網(wǎng)絡(luò)和供熱網(wǎng)絡(luò)相互集成和協(xié)調(diào)通過(guò)利用燃?xì)鈾C(jī)組排出的余熱大大提高系統(tǒng)的整體能效。1.5能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作機(jī)制最后，上述系統(tǒng)內(nèi)的各種物理設(shè)備，尤其是分布式發(fā)電儲(chǔ)能可控負(fù)荷及電動(dòng)汽車(chē)等需要通過(guò)一個(gè)強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制這里信息網(wǎng)絡(luò)將不僅是傳統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)而應(yīng)該由互聯(lián)網(wǎng)等開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)成。2.能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)開(kāi)放平等互動(dòng)共享ABCD2.1開(kāi)放電網(wǎng)、熱網(wǎng)和天然氣網(wǎng)更加開(kāi)放，終端分布式能源、可再生能源、儲(chǔ)能等的接入不再受到限制，微電網(wǎng)的底層構(gòu)架大大降低了終端不穩(wěn)定電源對(duì)大電網(wǎng)的影響，智能電網(wǎng)的發(fā)展大大提高了大電網(wǎng)對(duì)可再生能源的消納能力，從而使得大電網(wǎng)在技術(shù)上具備全面放開(kāi)的條件。通過(guò)天然氣網(wǎng)的開(kāi)放和能源互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)籌調(diào)節(jié)，將更有效地提高天然氣的使用效率，平抑峰谷差，降低用戶的用氣成本。熱網(wǎng)的開(kāi)放將使企業(yè)的余熱被有效利用，通過(guò)互補(bǔ)降低用熱成本。2.2平等傳統(tǒng)能源體系是自上而下單相流動(dòng)的等結(jié)構(gòu)，而能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)能源可以多向流動(dòng)，呈現(xiàn)出扁平化的結(jié)構(gòu)。在能源及互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)的支持下，終端微網(wǎng)或個(gè)體既是消費(fèi)者，也可能為整個(gè)體系做出貢獻(xiàn)，能源市場(chǎng)的參與度及話語(yǔ)權(quán)大大提高，終端消費(fèi)者的能源利益將受到前所未有的重視，并延伸出新型能源服務(wù)等巨大的商業(yè)藍(lán)海。2.3互動(dòng)一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)中的微電網(wǎng)、區(qū)域配電網(wǎng)、智能輸電網(wǎng)等不同級(jí)別的電網(wǎng)之間，負(fù)荷預(yù)測(cè)、儲(chǔ)能設(shè)備等重要信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)電網(wǎng)內(nèi)部的供需平衡，達(dá)到系統(tǒng)配置最優(yōu)。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)使得信息更為透明和即時(shí)，終端用戶可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)直觀清晰地了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、市場(chǎng)電價(jià)信息、自身用電狀況等，從而方便地參與到能源市場(chǎng)中，比如購(gòu)電、提出個(gè)性化的用能要求、購(gòu)買(mǎi)增值服務(wù)、反饋用能體驗(yàn)等;在供熱和供天然氣方面用戶得到的好處也將與供電方面類(lèi)似。就如滴滴打車(chē)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供了一個(gè)將用戶和司機(jī)聯(lián)系起來(lái)的平臺(tái)一樣，能源互聯(lián)網(wǎng)也將通過(guò)電力交易平臺(tái)等各種互動(dòng)平臺(tái)將消費(fèi)終端與能源生產(chǎn)者聯(lián)系起來(lái)。2.4共享當(dāng)前火爆的用車(chē)市場(chǎng)是共享經(jīng)濟(jì)極好的例子，通過(guò)滴滴打車(chē)、易到用車(chē)、神州租車(chē)等互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打破原有的信息不對(duì)稱(chēng)，使得各類(lèi)用車(chē)需求都能得到滿足;這種共享經(jīng)濟(jì)，可以在不增加汽車(chē)總量的條件下，通過(guò)將閑置的汽車(chē)(包括私家車(chē))調(diào)動(dòng)起來(lái)，使得更多人的需要得到更好的滿足。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能源互聯(lián)網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)

測(cè)、備用容量、儲(chǔ)能系統(tǒng)等信息及設(shè)備的共享，

通過(guò)信息流和能源流的多向流動(dòng)，促進(jìn)能源高效

利用和系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置。3.如何架設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)2008年12月德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部發(fā)起

一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃，以信息通信技術(shù)

(information

and

communication

technology，ICT)為基礎(chǔ)構(gòu)建未來(lái)能源系統(tǒng)，著手開(kāi)發(fā)和

測(cè)試能源互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)3.1如何架設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)ICT該項(xiàng)目的重點(diǎn)是研究多能源傳輸系統(tǒng)的利用和分布式能源的轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的系統(tǒng)仿真分析模型和軟件工具。旨在推動(dòng)基于ICT技術(shù)的高效能源系統(tǒng)項(xiàng)目。VFENE-Energy該項(xiàng)目的核心工作是ICT與能源部門(mén)協(xié)作，識(shí)別智能能源系統(tǒng)的需求。FINSENY3.1.1

FINSENY項(xiàng)目FINSENY項(xiàng)目旨在解決當(dāng)前配電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)：①集成分布式和間歇性發(fā)電，如熱電聯(lián)產(chǎn)，太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電；②集成智能樓宇和微網(wǎng)；③居民和商業(yè)用戶的個(gè)人體驗(yàn)、用能引導(dǎo)以及用戶參與在能源市場(chǎng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用；④削減高峰負(fù)荷；⑤支持作為移動(dòng)負(fù)荷的電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施；⑥激活新的電力市場(chǎng)電子化交易及信息服務(wù)。3.1.2

E-Energy項(xiàng)目E-Energy項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例3.1.3

VFEN項(xiàng)目VFEN項(xiàng)目提出未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)遠(yuǎn)景

元素，一是通過(guò)混合能源路由器(hybrid

energyhub)集成能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)設(shè)備；二是通過(guò)一個(gè)稱(chēng)之為能源內(nèi)部互聯(lián)器(energy

interconnector)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同能源的組合傳輸，如電力和氣

態(tài)能源通過(guò)地下管道組合傳輸。能源路由器實(shí)

現(xiàn)不同能源載體的輸入、輸出、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，

是能源生產(chǎn)、消費(fèi)、傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的接口設(shè)備。3.2能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)功能模塊能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)涉及生產(chǎn)、儲(chǔ)存、傳輸、監(jiān)控、調(diào)度等功能模塊。實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)－消費(fèi)均衡、傳輸損耗降低、信息高效共享、滿足用戶需求是能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。3.2架設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的需求能源互聯(lián)網(wǎng)功能建設(shè)的需求能源存儲(chǔ)智能化能源傳輸智能化能源消費(fèi)智能化能源調(diào)度智能化能源生產(chǎn)智能化3.2.1能源生產(chǎn)智能化微網(wǎng)技術(shù)探索了分布式可再生能源支撐局部范圍能源供需平衡的可能性．骨干網(wǎng)絡(luò)與微網(wǎng)有效配合、合理規(guī)劃，由分布式可再生能源實(shí)現(xiàn)局部范圍的能源供應(yīng)是降低骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力和生產(chǎn)智能化的途徑．信息分享能提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度，從而提高生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)、生產(chǎn)成本控制及消費(fèi)需求滿足水平．為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和傳輸?shù)木珳?zhǔn)安排，對(duì)全網(wǎng)精確地負(fù)荷辨識(shí)是關(guān)鍵，亟需突破現(xiàn)有信息采集、計(jì)算、傳輸機(jī)制。3.2.2能源存儲(chǔ)智能化儲(chǔ)能裝置既是負(fù)荷也是能源供給，是能源互聯(lián)網(wǎng)必不可少的部分，目前存在多種提高可再生能源利用效率的能源存儲(chǔ)方式，未來(lái)天然氣和氫儲(chǔ)能是未來(lái)重要儲(chǔ)能方式．?dāng)?shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車(chē)等擁有的儲(chǔ)能設(shè)備都可能成為儲(chǔ)能單元，能源互聯(lián)網(wǎng)中優(yōu)化和管理的范圍將大幅度增加．構(gòu)造虛擬電廠、能源的最小區(qū)域消納等給信息處理和控制提出了挑戰(zhàn)。3.2.3能源傳輸智能化能源高效傳輸需要及時(shí)消納可再生能源；控制能源流動(dòng)、調(diào)節(jié)能源類(lèi)型以滿足消費(fèi)需求需要更

有效的計(jì)算設(shè)備。電子、通信等技術(shù)是上述目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)的支撐。電子電路技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電

流的智能控制，保證用戶所需的能源類(lèi)型；通信

技術(shù)能夠把需求、線路狀況等信息及時(shí)發(fā)送到?jīng)Q

策計(jì)算中心，為優(yōu)化電力調(diào)度和配電策略設(shè)計(jì)提

供支撐。電力路由器為電力能源互聯(lián)網(wǎng)示范建設(shè)

提供了思路，涉及的信息技術(shù)包括路由器的部署、控制、安全保護(hù)等。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)單元間實(shí)

現(xiàn)能源供給協(xié)同，實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)控和調(diào)配等都

需要信息技術(shù)支撐。3.2.4能源消費(fèi)智能化能源消費(fèi)智能化要求所有終端都應(yīng)包含智能

通信模塊，并具備對(duì)信息整合分析、合理配置能

源、實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)需求迅速響應(yīng)、公正準(zhǔn)確計(jì)量、數(shù)

據(jù)實(shí)時(shí)采集、多途徑收繳費(fèi)用等能力，與信息技

術(shù)密切相關(guān)．在當(dāng)前實(shí)踐中，針對(duì)智能家居應(yīng)用，給出了一種基于電池陣列的智能用電裝置，較好

地實(shí)現(xiàn)了能源流、信息流和控制流的統(tǒng)一，是在

微網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能消費(fèi)的有益探討．3.2.5能源調(diào)度智能化信息技術(shù)將被廣泛應(yīng)用于電能信息采集、質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析、電網(wǎng)能量管理、及用戶側(cè)能量管理等．功能至少包括：１）電源協(xié)調(diào)控制．支撐多個(gè)分布式、異構(gòu)能源的并網(wǎng)，依賴(lài)能源內(nèi)在特性和時(shí)間特征等因素設(shè)計(jì)策略保證系統(tǒng)平穩(wěn)．２）電能質(zhì)量控制．在電壓波形、頻率、功率因數(shù)等多個(gè)角度加強(qiáng)綜合控制，適應(yīng)如太陽(yáng)能、風(fēng)能等隨機(jī)性能源的頻繁啟停操作和功率輸出變化．

３）高級(jí)能量管理．根據(jù)能源需求、市場(chǎng)信息和運(yùn)行約束等實(shí)時(shí)決策，控制能源生產(chǎn)與能源交換，對(duì)設(shè)備和負(fù)荷進(jìn)行靈活調(diào)度確保系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行．4.總結(jié)源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以互聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合了交通、天然氣等系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。建立能

源互聯(lián)網(wǎng)的主要目標(biāo)是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)由

集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用

的轉(zhuǎn)變。作為第三次能源革命的核心技術(shù)，能

源互聯(lián)網(wǎng)代