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【深度】能源互联网与能源路由器

2015-05-27 11:01来源:“能源与环保”微信关键词:能源互联网能源路由器电力互联网收藏点赞

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(2) 信息物理系统(cyber physical systems, CPS)

CPS 是集成计算, 通信和控制技术, 通过实时监测, 协同配合, 智能化物理工程应用的综合系统,是物理过程和计算过程深度结合的产物4). CPS 通过把计算和控制功能以网络为纽带嵌入到物理世界, 实现智能优化, 赋予物理设备计算, 网络通信, 精确控制, 远程协调和自治等几大功能, 具有自适应性, 自主性, 高效性, 功能性, 可靠性, 安全性等特点。从信息能源融合体系建设的实际情况出发, CPS是一种可行的能源互联网架构。

(3) 伯克利框架| 以信息为中心的能源基础设施

加利福尼亚大学伯克利分校针对智能电网的信息保障, 提出\以信息为中心的智慧能源网络" 架构(见文献[17]), 以期通过智能通信协议与电能传输相结合, 实现分布式控制和及时响应. 该架构等价于在配电系统上覆盖了信息控制网络, 信息网络是该系统的神经中枢. 按照区域, 能源网络被分为能源子网, 各子网通过\智能电源开关(IPS)" 实现互联. 针对实现方法, 研究团队给出可扩展能源网络模型-LoCal, 开发多种能源信息接口和传输协议, 旨在实现发电, 储能和用电等模块的协同智能. 该方面的研究成果为构建能源互联网组网和实现信息, 能源融合提供了借鉴。

3.2 基于能源路由器的能源互联网架构

能源互联网旨在提供便捷的能源接入和消费平台, 构建能源传输网络和设计优化调度方案是亟待解决的问题. 电能以其在能源传输效率方面无法比拟的优势, 在当前的能源体系中占据重要位置, 且已经形成了初具规模的电力传输网络. 因此, 无论从经济角度, 还是从技术实现角度, 充分利用现有的电网基础设施是必须考虑的因素. 借鉴上述成果, 我们认为以“大电网” 为能源传输骨干通道, 通过设计恰当的能源| 信息一体化交换设备, 采用递增式的方式构建能源是可行方法. 基于此, 我们得到如下

的能源互联网架构, 见图1.

该架构拟采用互联网理念构建的信息能源融合“广域网”, 它以大电网为“主干网”; 以分布式能源及微网等单元为“局域网”; 以能源路由器为智能控制单元, 采用开放对等的信息能源一体化框架实现能源的双向按需传输和动态平衡使用。该架构只需对现有能源配送网络进行裂解, 通过部署能源路由器实现分布式的能量流管控。

由于我国现有电力网络耦合性强, 稳定控制是其首要考虑的问题, “如何在保证稳定的情况下实现网络的优化控制?" 是在我国实现能源互联网必须解决的问题. 因此, 我们立足于国情, 研究主要着眼于能源路由器, 以电能质量以及电网稳定性控制为基础, 以接纳间歇式, 分布性的可再生能源为目标, 探讨一种符合我国国情的能源互联网发展之路。

4 能源路由器的功能需求

能源路由器是本文能源互联网架构的核心部件, 我们从能源、信息、定制化和系统运行需求几个方面阐述能源路由器应该具备的功能。

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