能源互聯網信息技術研究綜述

2016-01-04 10:01:31 大云網　點擊量：評論 (0)

【摘要】本文主要分析了能源互聯網信息技術的相關概念和相關的技術，以期可以為今后的能源互聯網信息技術研究工作提供參考和借鑒。【關鍵詞】能源互聯網；信息技術一、前言能源互聯網信息技術的應用，提高了諸多

【摘要】本文主要分析了能源互聯網信息技術的相關概念和相關的技術，以期可以為今后的能源互聯網信息技術研究工作提供參考和借鑒。

【關鍵詞】能源互聯網；信息技術

一、前言

能源互聯網信息技術的應用，提高了諸多領域的技術水平，在能源互聯網信息技術不斷發展和應用的過程中，應該更加深入的分析能源互聯網信息技術的應用方法。

二、能源互聯網概述

能源互聯網是以互聯網理念構建的新型信息能源融合“廣域網”，它以大電網為“主干網”，以微網為“局域網”，以開放對等的信息能源一體化架構，真正實現能源的雙向按需傳輸和動態平衡使用，因此可以最大限度地適應新能源的接入。微網是能源互聯網中的基本組成元素，通過新能源發電、微能源的采集、匯聚與分享以及微網內的儲能或用電消納形成“局域網”。大電網在傳輸效率等方面仍然具有無法比擬的優勢，將來仍然是能源互聯網中的“主干網”。雖然電能源僅僅是能源的一種，但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優勢，未來能源基礎設施在傳輸方面的主體必然還是電網，因此未來能源互聯網基本上是互聯網式的電網。

能源互聯網是美國著名經濟學家杰里米·里夫金在《第三次工業革命：新經濟模式如何改變世界》中提出的概念。杰里米·里夫金認為：“從長遠來看，人們需要的是一種新的經濟范式，即經濟生活組織方式的系統性改變，以超越碳基能源和核能。我們正處在第三次工業革命的開端，在這次革命中，互聯網技術將與可再生能源結合在一起，創造一種強大的、新的能源基礎設施。”支撐這一模式的是五個支柱：一是向可再生能源轉型；二是能源的分散式生產，即將各大洲的每一座建筑變成微型發電廠，以便就地收集可再生能源；三是能源儲存，即在每一座建筑中使用氫和其他技術，以存儲能源；四是能源的分配，即利用互聯網技術將每一大洲的電力網轉化為能源共享網絡，其工作原理類似互聯網；五是交通方式的零排放，即將運輸工具轉向插電式及燃料電池動力車，這種電動車所需電能可以通過洲與洲之間共享的電網進行買賣。

三、能源互聯網中信息技術的熱點問題

1、多類型能源的生產調度

分布式能源供應體系是支持包括可再生能源在內的多類能源接入的一種可行方案，已形成了多種分布式能源資源范式。微網是由分布式資源（能源生產單元、能源存儲單元或兩者兼有的混雜單元）和負荷組成的整體，并按照分布式系統的模式運行，可以靈活地選用微網互聯式、孤島式和混雜模式。實現可再生能源高效利用和系統供需平衡是微網追求的目標，對應的能源管理系統旨在實現負載信息的高效分享、微網模式轉變的快速響應、能源接入與存儲的優化配置及維護自主運行、微網和主網的同步與互聯等。

2、開放智能的能源傳輸控制

可靠傳輸是能源互聯網推廣和應用的基本要求，便捷接入控制、傳輸過程中對失效預警與容忍能力、及高效應急響應能力是建設目標。研究的重點主要包括以下2個方面：1）可靠傳輸網絡和傳輸機制設計，從傳輸過程角度保證能源傳輸的可靠性；2）信息-能源緊耦合的網絡交換設備，提高網絡控制的智能化水平，從接入控制和異常處理方面提高傳輸可靠性。

3、綜合信息獲取與高效處理

信息是支撐能源互聯網智能化和優化運行的關鍵，信息獲取效率和利用程度決定能源互聯網性能。傳感器、網絡計算技術等為信息獲取和處理提供了良好基礎，但尚缺乏系統、針對能源網絡應用的理論和方法，針對能源互聯網設計高效信息獲取與處理方法具有重要現實意義。

4、其他熱點問題

除了上述3個方面的研究問題之外，作為開放運營系統，下面3個問題也應得到足夠關注：

1）網絡安全。在信息方面，應重點關注惡意行為入侵的防范方法，信息傳輸和存儲的隱私保護；在能源控制方面，應重點關注傳輸網絡的可靠性分析方法，高生存性的傳輸機制設計等；此外，能源傳輸和信息傳輸的干擾問題也值得關注。

2）能源消費的激勵合作機制設計。突發需求在能源互聯網中仍是較難處理的問題，倡導用戶合理規劃能源消費是較為經濟的途徑。為鼓勵用戶參與，恰當的激勵元素設計和分析模型是研究的重點，博弈論可能是有效的理論工具。

四、能源互聯網前景無限

太陽能和風能是取之不盡用之不竭的清潔能源，對調整能源結構和促進經濟社會可持續發展具有重要地位。據統計，太陽光束照耀地球每88分鐘產生470艾焦的能量，相當于全人類一年的使用量；僅需獲取世界上20%的風能，就可獲得7倍于目前全球經濟用電量。

就產生的能量而言，太陽能和風能領域的可再生能源技術正在經歷指數增長曲線，地熱能、生物能和誰能有望跟進。行業分析師預測，15年內，太陽能和小型風力發電的采集設備將像手機與筆記本電腦一樣便宜。

里夫金指出，同通信互聯網一樣，建立能源互聯網的前期成本巨大，但生產太陽能和風能的單位邊際成本幾乎為零。此外，與信息一樣，在投入研發和運營之類的固定成本后，可再生能源就幾乎是免費的了。

德國已經率先體驗到接近零邊際成本的可再生能源的商業影響。2013年，德國通過可再生能源生產了23%的電力，預計到2020年，可再生能源在電力結構中的占比將達到35%。德國現在正在引入能源互聯網，數以百萬的小企業能夠參與到電力合作中，即把每個人的能源搜集起來，建立起一個互聯網來存儲這些能源，而以前的電力公司來管理能源的互聯網。

對于能源互聯網的盈利模式，里夫金說：“電力或水電公司不再靠銷售掙錢，而是把能源生產的個體戶、小型企業等整合起來，管理它們的同時也降低邊際成本，共享所獲得的利益。”

在日前國務院印發的《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》提出，要大力發展分散式風電和分布式光伏發電，到2020年，風電裝機達到2億千瓦，風電與煤電上網電價相當；光伏裝機達到1億千瓦左右，光伏發電與電網銷售電價相當。

2014年8月26日，中石化率先與騰訊科技簽訂合作協議，傅成玉決定從銷售端擁抱互聯網，雙方試圖在業務開發與推廣、移動支付、媒介宣傳、O2O業務、地圖導航、用戶忠誠度管理、大數據應用與交叉營銷等領域探索合作。

遠景能源是國內排名第四的風機制造商，該公司董事長張雷過去把互聯網看做工具，但最近五六年，他發現互聯網背后自有其哲學，“我一直在研究體系，發現任何一個能量體系都是在跟熵做斗爭。”張雷說，“互聯網發展過程是生態系統的演變，互聯網生態中開始出現智能體和更高級的動物，生態圈開始出現。”遠景在能源互聯網領域的目標，即建立一個類似微信的生態圈。

據了解，國內分布式光伏電站正在快速互聯網化，200多個電站、千萬數量級的電池組件已接入網絡，實現大數據實時采集和分析。互聯網化的光伏電站可全天候記錄每塊電池板的運行參數，在一兩秒之內調度能量供給、鎖定故障源頭，提高能源利用效率。

五、結束語

綜上所述，能源互聯網作為當前的主要發展技術，已經在眾多領域廣泛應用，未來要深入分析能源互聯網的應用技術，在應用的過程中，提高應用的水準。

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