近日,伴随着我国能源革命的提出,能源互联网开始在国内学术界和新闻版面上频繁出现,一夜间成为社会关注的热点话题,国家能源局也在今年年中出台了《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题。国家发改委已派出三路专家赴各省能源企业与开发区调研能源互联网进展情况,预计年内推出能源互联网的正式文

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正经的 告诉你能源互联网究竟是什么?

2016-01-21 10:12 来源: 工程客 作者: 羽田

近日,伴随着我国能源革命的提出,“能源互联网”开始在国内学术界和新闻版面上频繁出现,一夜间成为社会关注的热点话题,国家能源局也在今年年中出台了《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题。国家发改委已派出三路专家赴各省能源企业与开发区调研能源互联网进展情况,预计年内推出能源互联网的正式文件,广受行业关注但认知依然模糊的能源互联网即将进入实际操作阶段。15年9月26日,习近平总书记在联大发展峰会上发表重要讲话,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。那么,国家提出的能源互联网到底是什么?现今能源互联网的发展趋势又是如何?今天带大家来了解一下。

能源互联网的提出

2008年美国著名学者、经济趋势基金会主席杰里米˙里夫金在其著作《第三次工业革命》一书中,首先提出了“能源互联网”的概念。里夫金认为,由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题,在第二次工业革命中奠定的基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结。里夫金预言,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征的一种新的能源利用体系,即“能源互联网”(EnergyInternet)即将出现。而以能源互联网为核心的第三次工业革命将给人类社会的经济发展模式与生活方式带来深远影响。

里夫金认为,能源互联网应当包含以下五大主要内容。

1)支持由化石能源向可再生能源转变(Shifting to renewable energy)。

2)支持大规模分布式楼宇式发电电源的接入(Buildings as power plants)。

3)利用大规模氢储能及其他储能设备的接入(Deploying hydrogen and other storaget echnologies)。

4)利用互联网技术升级电力系统(Using internet technology to transform the powergrid)。

5)支持向插电式和燃料电池电动汽车的转型(Transitioning the transport fleet to electric,plug-in and fuel cell vehicles)。

小编这里分享一篇全面介绍能源互联网的期刊论文,文章发表在国内电力期刊顶级权威之一的《中国电机工程学报》上,我们借助这篇论文来看看目前全球能源互联网发展现状与形势吧:

参考:田世明,栾文鹏,张东霞,梁才浩,孙耀杰;《能源互联网技术形态与关键技术》;中国电机工程学报,Vol.35No.14Jul.20,2015

文章认为:

能源互联网是以电力网为基础,利用可再生能源技术、智能电网技术及互联网技术,融合电力网、天然气网、氢能源网等多能源网及电气化交通网,形成多种能源高效利用和多元主体参与的能源互联共享网络,消纳高渗透率可再生清洁能源,并激活新的商业模式。可再生清洁能源既包括集中开发的大型能源基地的可再生能源,也包括用户侧就地开发、用户自身消纳为主的分布式能源。能源互联网实现多能源的清洁生产、传输、利用和服务,是“可再生能源+智能电网+互联网”,而不是“互联网+可再生能源”。互联网在用户域及市场域发挥更多的作用,特别是在提供能源交易及服务便利性方面。

从能量流来看,能源互联网包括从电力生产、传输、配送、电能使用全过程,向外拓展到一次能源生产、智慧城市或社区多能源转换过程和用户使用过程,即包含了风力发电、光伏发电等能源部分。

从信息流来看,能源互联网中的信息一是包含电力系统的运行控制、经营管理、运维服务、市场交易信息,二是包括风机、光伏板及光照、风力等状态监测、预测控制及环境信息,三是包含各类主动负荷,包括用户用电、发电、购电、辅助服务等复合特性的用户信息;四是电动汽车和储能充放电运行及运营信息;五是新能源配额交易信息。

从业务流来看,能源互联网支持电能交易服务、新能源配额交易、分布式电源与电动汽车充放电、需求响应等互动业务。

能源互联网发展现状与趋势

欧盟ICT

2008年12月德国联邦经济和技术部发起一个技术创新促进计划,以信息通信技术(information and communication technology,ICT)为基础构建未来能源系统,着手开发和测试能源互联网的核心技术。2011年欧洲启动了未来智能能源互联网(future internet for smartenergy,FINSENY)项目,该项目的核心在于构建未来能源互联网的ICT平台,支撑配电系统的智能化,并开拓新的创新服务。在此之前,瑞士相关政府机构和产业集团发起了对智能能源互联网远景的研究工作,德国开展了以ICT为基础构建未来能源系统的开发和测试工作。

德国:E-Energy项目-基于ICT的未来能源系统

德国联邦政府宣布将E-Energy作为一个国家性的“灯塔项目”,旨在推动基于ICT技术的高效能源系统项目。E-Energy计划已经选取了6个示范项目,分别由6个技术联盟来负责具体实施。这6个示范工程围绕低碳环保、经济节能的目标,开展大规模清洁能源消纳、节能、双向互动等方面的示范工作。

瑞士:Vision of Future Energy Networks

该项目是瑞士联邦政府能源办公室和产业部门共同发起的一个研究项目,该项目的重点是研究多能源传输系统的利用和分布式能源的转换和存储,开发相应的系统仿真分析模型和软件工具。

项目提出未来能源互联网两个远景元素,一是通过混合能源路由器(hybrid energy hub)集成能源转换和存储设备;二是通过一个称之为能源内部互联器(energy interconnector)的设备实现不同能源的组合传输,如电力和气态能源通过地下管道组合传输。

能源路由器实现不同能源载体的输入、输出、转换、存储,是能源生产、消费、传输基础设施的接口设备。该文指出,这样的混合能源路由器有许多可用的场景,如工厂、大型楼宇、城市和农村集中居住区、独立运行的电力系统(火车、轮船等)。

欧盟:Future Internet for Smart Energy

该项目的核心工作是ICT与能源部门协作,识别智能能源系统的需求;通过分析智能能源场景,识别ICT需求,开发参考架构并准备欧洲范围内的试验,最终形成欧洲智能能源基础设施的未来能源互联网ICT平台。

该项目旨在解决当前配电系统面临的挑战:

①集成分布式和间歇性发电,如热电联产,太阳能和风力发电;

②集成智能楼宇和微网;

③居民和商业用户的个人体验、用能引导以及用户参与在能源市场中发挥越来越重要的作用;

④削减高峰负荷;

⑤支持作为移动负荷的电动汽车充电基础设施;

⑥激活新的电力市场电子化交易及信息服务。

美国:FREEDM

2008年,美国国家科学基金项目启动“未来可再生电能传输与管理系统”(the future renewable electric energy delivery and managementsystem,FREEDM),开展配电系统能源互联网研究。

美国国家科学基金项目未来可再生电能传输与管理系统FREEDM,研究一种构建适应高渗透率分布式可再生能源发电和分布式储能并网的高效配电系统,称之为能源互联网(energy internet)。

这种新型配电网主要能力是:允许分布式电源和分布式储能随时随地并网、即插即用;通过分布式网络智能软件管理负荷、分布式电源和分布式储能;通过一个创新性的接口(固态变压器)与负荷、分布式电源、分布式储能实现互联;具有一个骨干通信基础设施;具有一个创新性的故障保护装置(faultisolationdevice,FID);可脱离主网独立运行并可适应100%可再生能源;具有完美的电能质量并保证系统稳定;具有高效率,交流系统部分具有单位功率因数。

中国:全球能源互联网

2015年9月26日,习近平总书记在联大发展峰会上发表重要讲话,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。2014年7月国家电网公司董事长刘振亚在美国IEEE会议上发表署名文章,提出构建全球能源互联网。

2015年10月19日,有消息称,由国家能源局牵头、工信部等参与制定的《互联网智慧能源(能源互联网)行动计划》初稿已拟定完成,进入征求意见阶段。发电企业、新能源企业、电网企业、互联网企业及科研院所等能源互联网生态圈内的各方参与者都会参与意见讨论。实施:北京市电力公司牵头承担国家科技部863课题“交直流混合配电网关键技术”等项目研究,开展城市能源互联网技术研究和示范应用。中国电力科学研究院牵头承担国家电网公司基础前瞻性项目“能源互联网技术架构研究”,着力构建未来能源互联网架构;依托该项目及相关技改项目支撑,搭建相应的能源互联网研究平台。我国国防科技大学、清华大学、天津大学也从关键技术、关键设备等方面开展了能源互联网的研究工作。

能源互联网实际上不仅仅是电能与互联网的结合,其内涵在于各类能源以商品的形式通过互联网平台进行交易、分配、利用,能源是可以直接或经转换提供人类所需光、热、动力等任一形式能量的载能体资源能源按照利用方式分为一次能源和二次能源,一次能源包括煤炭、石油、天然气等传统能源形式,当然也包括太阳能、风能等可再生能源形式,而二次能源是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源,包括煤气、焦炭、汽油、柴油、电力、蒸汽、核电等能源形式,可以说电能只是二次能源的其中一种形式,只从电能角度不能囊括能源大概念。电能作为二次能源中的一员互联网的产品的形式互传,而在一次能源方面,传统能源与可再生新能源地位相同,都作为能源接入互联网,基本的分配与交易均通过互联网进行信息交换,并直接通过网络交易。

当然,要完成能源互联网的建设,小编认为还有很长的路要走,许多问题仍需要得到解决:例如新能源的长期稳定输出问题、传统发电厂的存废问题以及新能源发电成本与定价矛盾等等。

原标题:什么是能源互联网?|正经的

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