趙楊

【摘要】：新能源和科學技術的迅猛發(fā)展，使得能源互聯(lián)網構想成為“互聯(lián)網+”模式下能源行業(yè)發(fā)展的新趨向。文章充分分析能源互聯(lián)網及其信息通信技術的需求，給出以電能為載體的能源互聯(lián)網信息通信總體架構，并以能源互聯(lián)網為應用背景，介紹采集監(jiān)控類、流程作業(yè)類、分析決策類、基礎資源類、安全保障類和支撐體系類共20余項信息通信關鍵技術，最后對能源互聯(lián)網的熱點應用及發(fā)展方向做出展望。

【關鍵詞】：能源互聯(lián)網；技術形態(tài)；關鍵技術

1、導言

隨著互聯(lián)網在全世界普及應用，人類的生產生活在互聯(lián)網技術驅動下不斷發(fā)生改變。同時，互聯(lián)網正繼續(xù)向各行各業(yè)滲透?；ヂ?lián)網在實現(xiàn)開放對等原則的基礎上，能夠向整個系統(tǒng)提供全方位的信息支持，而能源互聯(lián)網是以可再生分布式能源和互聯(lián)網為核心而形成的新能源互聯(lián)網，旨在實現(xiàn)能源的高效傳輸、利用，進行更廣泛的分布式互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)能源分布式的有效供應，形成堅實的能源基礎架構。

2、能源互聯(lián)網信息通信需求和特點

能源互聯(lián)網借鑒了信息互聯(lián)網的相關特征，但同時也有所區(qū)別，雙方在網絡功能、結構、設備、協(xié)議、服務、安全和服務對象等方面有所類似和不同。

借鑒信息互聯(lián)網的發(fā)展趨勢，能源互聯(lián)網將向著扁平化、分散式域控制，以及以能量為中心的網絡等方向發(fā)展。鑒于電力能源的清潔性、安全性和傳輸效率優(yōu)勢，能源互聯(lián)網將主要通過電力互聯(lián)網的形態(tài)體現(xiàn)。

2.1能源互聯(lián)網信息通信技術需求

能源互聯(lián)網對信息通信能力的需求可總結為以下5個方面：

2.1.1多樣的信息采集能力和靈活的網絡接入能力。

2.1.2高速可靠的網絡傳輸能力和海量信息存儲能力。

2.1.3高效的數據處理能力和規(guī)范的業(yè)務處理能力。

2.1.4智能的數據分析和決策能力。

2.1.5強大的網絡和信息安全保障能力。

2.2能源互聯(lián)網信息通信特點

信息通信技術已經成為現(xiàn)代工業(yè)信息化、智能化發(fā)展的關鍵要素?；谀茉椿ヂ?lián)網對信息通信技術的上述需求，支撐能源互聯(lián)網信息通信技術需具備以下特點。

2.2.1開放互聯(lián)。

2.2.2對等分享。

2.2.3智能高效。

3、關鍵技術

3.1可再生能源發(fā)電技術

能源互聯(lián)網發(fā)電設備包括傳統(tǒng)能源發(fā)電和可再生能源發(fā)電，其中最主要的是可再生能源發(fā)電?？稍偕茉窗l(fā)電主要包括水力發(fā)電、生物質能發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等。風電、太陽能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電、地熱發(fā)電和潮汐發(fā)電是新興的發(fā)電技術，當前主流的研究方向集中在風電和光伏發(fā)電。風力發(fā)電技術在可再生能源領域中發(fā)展相對成熟，是發(fā)展新能源技術中具有最大商業(yè)化發(fā)展規(guī)模前景的。太陽能光伏發(fā)電有很多優(yōu)點，如無噪聲、無污染、不受地域限制且分布廣泛、不消耗燃料、建設周期短、經營成本低、無長距離傳輸、可現(xiàn)場使用、結合建筑物具有更好的便利性等。所以太陽能光伏發(fā)電是一種常規(guī)發(fā)電無法比擬的發(fā)電方式。在能源互聯(lián)網中，任何有風能和太陽能的地方均可以作為一個小電站配合電網進行供電。

3.2儲能技術

儲能裝置在能源互聯(lián)網中的許多領域都是一個非常重要的部分。在能源互聯(lián)網中儲能設備可以改善電能質量，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。儲能設備的應用是一種能夠提高發(fā)電機的輸出電壓質量和頻率質量的有效方式，同時增加了分布式電源和電網運行的可靠性。分布式電源和儲能設備的可靠結合是解決例如電壓跌落、階段時間停電等電網問題的有效解決方式；儲能設備還可以有效地提高動態(tài)功率的質量。另外，儲能設備在提高分布式電源的經濟性方面起著不可忽視的作用。在電力市場中，分布式電源通常并網運行，有足夠的存儲功率，可以將電出售給電力公司，來滿足電力調峰和緊急供電，以最大限度地提高經濟效益。儲能裝置主要有化學儲能和物理儲能，如蓄電池、氫儲能、壓縮空氣儲能、超級電容器、飛輪儲能、超導儲能等。

3.3遠距離輸電技術

遠距離輸電技術符合我國電力發(fā)展的當前預期，也是國際能源革命的重要組成部分，所以著重發(fā)展該技術是很有必要的。自2011年起，我國東部沿海發(fā)達區(qū)域逐漸出現(xiàn)了電力短缺的狀況，例如浙江省，全省在2012年最大電力短缺額約近1000萬kW，電力的可靠性供應難度逐漸增大，所以從其他地區(qū)到浙江進行遠距離大容量輸電是比較可靠、有效的方式。運用遠距離大容量輸電技術不僅能夠解決能源傳輸問題，而且能節(jié)省煤炭資源，因為輸電的經濟性優(yōu)于輸送煤炭且輸送效率基本相當。該技術是高新技術的集成，在優(yōu)化其他產業(yè)的研發(fā)和加快其結構調整等方面都能夠起到催化作用。

3.4電網負荷的相關技術

能源互聯(lián)網是可用于各種AC和DC負載的一種先進的智能電網。最近幾年，隨著電池技術的不斷成熟和相應成本的不斷下降，電動車使用率正在迅速增長?？梢灶A見的是通過電動車的聯(lián)系，電力系統(tǒng)和交通系統(tǒng)的耦合程度將在今后繼續(xù)加強。電氣化運輸系統(tǒng)，特別是電動汽車，將成為能源互聯(lián)網的重要組成部分。同時，能源互聯(lián)網即插即用的功能需要能量管理系統(tǒng)來管理在不同負載時的轉換器和通信。該系統(tǒng)可以基于本地信息進行快速響應，而當電壓下降時，電網故障或者停電等事件發(fā)生后，系統(tǒng)可以從電網平滑切換，自動實現(xiàn)孤島運行。

3.5相關信息技術

目前，中國首個開放開源為主導的能源建設云平臺已經由中國電力建設集團有限公司建立。該公司以“互聯(lián)網+能源”為主導，通過互聯(lián)網技術，結合大數據、云計算、物聯(lián)網及智能硬件技術，成功開發(fā)了電建云平臺。能源互聯(lián)網的開發(fā)和發(fā)展能夠驅動傳統(tǒng)能源建設行業(yè)在工程、流域、資源等方面進行整合和產業(yè)升級。云計算可以根據即時網絡數據，按需進行信息提取和分析計算，具有方便快捷、可靠性高等特點。大數據領域中的關鍵技術有：海量信息的采集、數據存儲、信息數據的預處理及其分析應用等。能源互聯(lián)網的數據量比傳統(tǒng)能源數據量要大，且種類繁多，其中包括能源傳送、用戶能源用量、電動汽車的接入、電能計量及分布式電源、能源日常的運行管理等數據，所以大數據的發(fā)展和應用起著至關重要的作用。

結論

綜上所述，隨著互聯(lián)網技術的融入，能源、交通、建筑等各大行業(yè)將會形成有效交互和融合。能源在現(xiàn)代工業(yè)生產中占有重要地位，能源互聯(lián)網將會有更廣闊的未來。

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