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能源互联网从“概念”走向“落地”

北极星售电网  来源:智惠能源产业联盟    2018/6/28 15:26:49  我要投稿  
所属频道: 能源服务   关键词: 能源互联网 多能互补 智能电网

北极星售电网讯:能源互联网,可以说2016年、2017年是能源互联网的“概念年”,那时候大家还在讨论“什么是能源互联网”、“为什么要做能源互联网”、“能源互联网可能会长什么样子”。但是,2018年已经进入到了能源互联网的“落地年”,大家都在深入地讨论应该怎么去做。国家能源局、科技部有很多支持项目,资金投入量也很大,比如2018年国家能源局公布的首批“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目。

就在前不久,2018全球能源互联网大会在京隆重召开,来自全球30多个国家和地区的800多位行业大咖共聚一堂,围绕“全球能源互联网——从中国倡议走向世界行动”的大会主题,交流思想、分享成果,共商全球能源互联网发展大计。

可以说,大家都十分期待实现能源互联,期待能源互联网给人类生活带来新的改变。2017年底的“中国制造2025高峰论坛”上,汉能集团副总裁张彬先生在“圆桌对话——制造业复兴:中国与世界对话”中也表达他对未来能源互联网的理解。

能源互联网发展到今天,提出了很多新问题、新观点以及关键技术,随着研究的深入,区域能源互联网被大家提出,如何定义区域能源互联网:若将能源互联网看作是以互联网理念构建的多能源信息融合“广域网”,相对应可以把区域能源看成是一 个“局域网”,叫做“区域能源网”,其对外与“广域网” 进行信息交互及能源结算,对内提供区域用户的能源管理和服务。

区域能源互联网定义

区域能源网是多能源系统分析的基础,也是多能源系统特性的具体体现。 从功能角度 来说, 多能源系统可将多种形式能源有机整合,根据价格、对环境的影响等因素进行分配调节;从能源服务角度来说,将用户的多种需求统计考虑,通过合理调度达到削峰填谷、合理用能的目的;从能源网络来说,通过协同分析电气网络、天然气网络、 热网等网络,促进多种能源技术的发展。 区域可以大到一个城市、城镇、社区,小到一个工业园区、 大型企业、楼宇,其一般涵盖集成的供电、供气、供暖、供氢和电气化交通等能源系统,以及相关的通信和信息基础设施,其基本特征是应该具备能源的发生、传输、转换、存储、消耗等环节,在这个多种能源交互融合的区域网络内, 信息的载体有 “电力流”、“天然气流”、“信息流”、“物质流”等。 区域能源网由于其规模相对较小,因此可以由政府、能源公司和大型工业企业来牵头进行建设和实施,具备更强的实用价值。 区域能源网是能源互联网的一部分,涉及多种能源环节,且形式、特性各异,既包含易于控制的能源环节,也包含具有间歇性和难以控制的能源环节;既包含难以大容量存储的能源, 也包含易于存储和中转的能源;既存在能源产生端的协同供给,也存在能源消耗端的协调优化。

区域能源互联网主要特征

与跨区域的主干能源互联网相比,区域能源互联网以局部范围内的各类工业企业和居民为用户群体,通过搜集能源生产、消费、传输、存储等信息数据,凭借数据分析、能源协调与优化调度机制满足域内用户的负荷需求。与此对应,跨区级能源互联网作为不同区域能源互联网的联系纽带,通过大型输电、输气等系统骨干网络,实现区域间能源的远距离输送,保证所覆盖范围内各区域能源互联网的安全稳定运行,在区域互联网出现能源溢出和缺口时提供能源外部接口。 为适应局部区域内的能源供需格局,在充分吸纳因特网发展过程的优秀经验的基础上,区域能源互联网形成了自身区别于跨区域能源互联网的一些特性。

一是多能互补

为满足区域内复杂的用户负荷需求,区域能源互联网范围内布局大量分布式能源设施,种类涵盖分布式冷热电三联供 CCHP、热电联产 CHP、光伏发电、太阳能集热、制氢站、地源热泵等多种形式, 构成了集电、热、冷、气等多种能源形式的复合供应 系统,有效实现能源的梯级利用。 同时,区域能源互联网为各类分布式能源接入提供即插即用的标准接口,不过这也给能源互联网的优化和控制提出了更高要求。 为此,气电间协调规划、P2G 技术、V2G 技术以及燃料电池技术等推动多能融合的技术会在未来发挥更为重要的作用。

二是双向互动 。

区域能源互联网将打破现有的源-网-荷的能源流动模式,形成自由双向可控的多端能源流动模式,分布式的能源路由器将使得区域内任意节点的能源互联成为可能。 能源转换站或能源集线器的设置将使原有热力公司、电力公司和燃气公司之间的行业壁垒被打破,装备分布式发电设备的居民有望与其他能源供应商一道参与能源互联网的能源供 应。 未来,伴随电动汽车行业的快速发展,以智能电动汽车为主体的交通网络也将融入现有能源互联网模式中。

三是充分自治 。

区别于传统的能源利用格局,区域能源互联网充分利用区域内各类能源资源,构建区域内自给自足的能源体系, 充分消纳区域内部的分布式能源, 实现各类能源设施的高效利用。 同时,作为主干能源互联网的基本组成部分,区域能源互联网与主干能源网络之间保持双向可控的能源流动形式,借助大型主干能源网络与其他区域能源互联网间进行能源和信息的双向交流。

综合上述特点,区域能源互联网的主要特征是利用“互联网+”思维重置能源网络需要,实现能源与信息的高度融合,推进能源网络信息化基础设施的建设。 通过引入在线交易平台、大数据处理等技术,能源互联网将充分挖掘能源生产、传输、消费、 转换、存储等大量信息,借由能源需求预测、需求侧响应等信息挖掘技术指导能源生产和调度。

如何实现区域能源互联网在概念上的优势呢,清华大学的孙宏斌教授系统地提出了:面向区域能源互联网的多能互补综合能量管理。在2015年小编到清华大学拜访孙教授时,他就曾提到该项研究。在2017年12月的国家能源互联网大会上,孙教授正式将这一研究成果进行分享、探讨。

追求效益最大化的最优控制问题

如何通过“多能互补、源网荷协同”实现安全供能前提下的效益最大化,这是在能源互联网示范项目的实施中,专家们都很关心的一个焦点问题。这实现起来并不容易,从技术层面来看,这个焦点问题可归结为复杂的多能流网络的最优控制问题。这个最优控制问题是要追求效益的最大化,效益=收入-费用,约束前提是安全供能。这里的收入包括了售能、售服务,费用有购能、购服务等。优化的手段分布在冷、热、气、电、水、交通,源、网、荷、储等各个环节。约束条件包括供需平衡、运行的物理范围,以及供能安全等。这个焦点问题最终是通过一套系统来实现的,这套系统就叫做多能互补综合能量管理系统(Integrated Energy Management System),简称IEMS。

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