分布式能源最終都是轉化為電能進行傳輸，經過配電環節轉化為不同客戶的需求用電。因此，能源互聯網的關鍵技術主要體現在能源發電管理側、電能合理分配側和智能用戶端，并以信息通信技術為支撐采用智能化手段實時連接各電能環節搭建互動管理平臺。能源互聯網應具有一個統一的能源云平臺，依照電網絡的范圍大小分為能源微網、能源局域網、能源廣域網，主要包括新能源調度自動化、配電自動化和用電自動化三大領域的關鍵技術。如圖所示，信息通信可以完成分布式能源基站管理、配用電技術的無縫連接，構成包括基礎設施、關鍵技術參數的管理平臺的整體網絡，實現調、配、用一體化。

 

能源的性質在很大程度上決定了開發方式和最終電能質量，能源互聯網是將各種新型能源連接大電網彌補火電帶來的環境污染等一連串的問題，新能源在量上擴充的同時也帶給電網新的技術難題，微網控制技術、電力路由技術、電力電子變壓器與儲能技術是傳統網絡向新型網絡升級過程中遇到的重點和難點。

 

（1）微電網是一個由微電源、負荷、儲能和控制裝置組成的系統，相對于大電網來說，微電網是其中一個可以自行輸入、輸出電能的可控單元。大電網在運行的時候可能面臨微網單元的各種不同的運行模式，例如并網功率不上網運行、并網功率余量上網運行、并網定功率發電運行、離網運行等，由于分布式能源的多樣性、間歇性與隨機性使得電壓和頻率的變化毫無規律，微網的正常運行就會難以控制，對于系統的繼電保護提出了更高的要求；微電網包括了大量的新能源發電單元，所以不同時間段的能量傳輸變化大，造成微電網的不穩定。

 

（2）儲能裝置是能源互聯網中的重要組成部分[9][10]，對間歇性能源發電實時存儲，減少不穩定量對局域網絡的影響，提高了微電網對分布式能源的接納能力。常用的儲能技術主要包括飛輪儲能、超導儲能、超級電容儲能和電池儲能，大都以組合的方式完成余量的收集存儲，但存儲量不大。要解決大容量的分布式能源的儲能系統必須克服技術和材料的限制，能源協調控制技術和緊急防措功能的綜合應用是新型互聯網單元的關鍵技術。

 

（3）電力電子控制技術在能源互聯網中主要包括兩個核心部件：電力電子變壓器和電力路由器，它們是構成新型能源互聯網配電網與微網連接、儲能與能源分配控制的關鍵性裝備。目前10KV以上可用于實際輸配電系統的電力電子變壓器還沒有很大的進展，面臨著一些挑戰，包括新材料諸如SIC之類的鐵芯替代材料的研究，可以提高磁芯利用率；采用多個變流器串聯工作，會產生大量的諧波，對于散熱的要求相應提高了，并且任一個出現故障時會導致整個模塊工作的功能異常。另外一個核心器件是實現電力路由的功能，將一定區域內的發電源和需求側接入互聯網，相當于互聯網上的“IP地址”識別一樣，進行分布式電源或者可再生能源發電的定位，可以根據來自相鄰電力路由器的頻率來判斷相鄰區域網絡是否出現缺電，并在區域的能源云平臺上指示諸如“區域A儲電向區域B的電力路由器傳輸”等控制。電力電子變壓器和電力路由器還必須統一借口技術，方便于分布式能源和儲能裝置以 “即插即用”的形式投入使用，實現能源的互聯互通。

 

4.能源互聯網Smart模型

 

能源互聯網對于電網的改革來說是一次重大設備和數據信息的整合，在大電網骨架智慧貫通的前提下，搭建智慧微網，促使能源共享，是一項重大的工程。對于能源互聯網的靈活應用，必須從基礎的產品技術出發，落實應用平臺建設，建立相應的運營體系，促進整個系統的健康運行。

 

根據能源互聯網的智慧互動原理建立了smart模型，主要分為三個層次：技術整合層，平臺建設層，應用評估層，總體上涵蓋了技術規劃、能源互聯、信息互通、管理調度、運營保護5個方面。技術主要是指儲能、電力電子控制技術；能源互聯是指新能源可靠的接入大電網；應用主要包括儲能檢測平臺、電動汽車管理平臺等；管理主要是根據互聯網系統的技術和應用需求特征進一步提升電網的堅強、全面性；運行保護是實現用電互動資源共享的關鍵步驟。將整個網絡建設成一體化管理，不管哪個環節出現問題，能源互聯網要求做到不影響其他回路的健康運行，并且以最快的速度啟動后備保護，當電源系統出現故障時，可啟動儲能供電系統，自動隔離故障線路，爭取維修時間，減少電網損失，做到電網的強關聯強保護持續運行。

 

5、以園區建設為中心的能源互聯網

 

能源互聯網是依靠大電網骨架靈活構建微單元系統的集群體，以清潔環保、互動可調、能源最大化利用為目標進行設計。目前電力電子變壓器和電力路由器都受到電力電子技術的限制，在電壓等級和設備容量上難以上升到大電網傳輸應用上。通過smart模型分析，我們提出適用于園區的配電網建設，以園區為單元構建互補互調的能源互聯網，如圖3所示，搭建能源路由器的功能模型以及園區能源網絡，整個系統可以就地取能，減少電能的傳輸損耗。將風能、太陽能與儲能裝置統一于電力路由器的調度權限，分層管理，將每個小區的路由器連接成一個大范圍區域互聯網，實現一個以園區為單元的自給輸入和輸出的能量系統。

 

目前相關技術的研究部分已具備可實現性，還有一些核心技術處在研發試驗階段，但都是單方面的應用，運用信息通信技術連接各領域技術產品構成整體區域能源互聯網的解決方案還沒有得到完善，也是一項新的挑戰。從目前技術角度來看，園區能源互聯網的搭建可以借鑒以下應用領域的技術整合，為進一步研究奠定基礎。

 

1、智能樓宇建設已經具有相當成熟的經驗，對于園區小型的太陽能、風能和熱能等能量管理系統建設可以借助已有的網絡基礎進行搭建，對于新型的例如AMI智能電表技術的應用，讓園區每一戶共享能源信息，尚需進一步研究。

 

2、電動汽車的使用率越來越高，在大城市和新型園區中可作為備用電源和移動存儲器，解決能源的消納問題，當能源互聯網中出現停電或者電能不足時，可以作為備用電源就地彌補電能缺量，等待系統恢復正常的運行模式。電動汽車作為能源載體具有靈活性，但目前充電時間長、能源密度低使得整個系統的運作效率低，因此對于快充技術和提高電池能量密度是此領域技術瓶頸。