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从互联网观念出发,能源互联网的主要特征有以下几点:
第一,开放。传统互联网之所以能够实现信息的高速实施传输,主要取决于其开放式的体系结构。能源互联网具有高度的开放性,能够实现分布式可再生能源发电设备、储能设备、负载设备及电动汽车的无差别对等接入,以及能量流和信息流的快速流动。
第二,互联。能源互联网能够实现区域能源网络内部分布式电源、分布式储能及需求侧资源互联协调,实现内部能源供需平衡;同时,能源互联网能够保证各个局部能源网络、集中式可再生能源发电及大规模储能设备之间的互联互通与协调控制,保证整个系统运行的可靠性和经济性。
第三,对等。与传统电网自上向下的结构相比,能源互联网呈现出扁平化的组织架构,各参与主体既是“生产者”又是“消费者”,这也就意味着能源互联网要为各能量自治单元提供对等互联的服务,从能量交换的角度,能源互联网中任意节点都是平等的。
第四,分享。分享是能源互联网的重要特征。能源互联网能够实现各局域网间能量交换与路径选择的实时进行。能源互联网为能源和信息交互提供了一种共享平台,通过能源流和信息流的双向流动促进能源高效利用和资源优化配置。
从能源供应网络的角度出发,能源互联网应具有以下特性:
协调控制特性。能源互联网自下而上分层的能量协调控制体系,具有很强的协调控制特性。其中,第一层为就地控制,即对分布式可再生电源、分布式储能及需求侧资源的就地控制,通过自动控制设备对分布式可再生电源出力,分布式储能充放电策略及需求侧资源调控策略进行控制;第二层为区域控制,对与主干网连接的区域能源网络进行局部的优化控制,对区域内所有的分布式电源、储能及需求侧可控资源进行协调控制,保证局部电网内部状态的稳定;第三层为全局控制,对各局部电网、主干网及集中式大规模可再生能源发电、大规模储能设备进行协调优化控制,保证在更大范围内的能源资源优化配置。
诊断自愈特性。能源互联网能够利用其先进的检测与控制设备实施自动故障检测,对网络中突发事件或者紧急情况做出反应,隔离故障器件或者局部网络,实现网络的快速重构,以及各个微型能源网络孤岛与并网运行状态的平滑切换,保证系统内正常的能源电力供应。
综上所述,能源互联网的核心特征就是将互联网中开放、互联、对等、分享的价值体系和相关技术,与传统能源供应体系相融合,构建一个以可再生能源为主要一次能源,能够实现分层协调控制,能够保证能量流和信息流实时交互流动,具有高度可靠性和安全性的新型能源利用体系。
新能源电力系统与能源互联网的对接与整合
从新能源电力系统和能源互联网的基本概念和特征中不难看出,两者虽然在整体布局上有很多的不同,但是在一些核心内容上又有很多的交叉,具体来说:
核心目标一致。新能源电力系统和能源互联网的概念都是在当前传统能源供应紧张,在促进经济发展的同时越来越重视环境保护的背景下应运而生的,提高可再生能源在电力能源及整个社会能源供应体系中的比例是两者共同的核心诉求。两者都为安全高效地利用可再生能源提供了一整套技术解决方案。
技术层面相互交叉。可再生能源作为一次能源,只能通过转化成电能后才能方便被人们利用,电力所具有的高效、快速的传输性质,使其能够很好地承担未来能源互联网中各类能源互联互通的纽带与接口作用。因此,未来新能源电力系统很可能成为能源互联网的核心网络,其具备的可再生能源高效发电技术、灵活先进的输配电技术、AMI系统、大数据分析技术及先进的通信控制技术,同样也是能源互联网建设中的核心技术需求。其中,作为能源互联网中重要组成元件的能源路由器,与当前新能源电力系统及智能电网研究中所使用的智能变压器,也有着技术和功能上的传承性。因此,新能源电力系统与未来能源互联网在技术层面有很多的交叉。这种交叉使得新能源电力系统的范围能够得到外延和发展,电力网络将会在未来人类能源利用体系中占据更为重要的地位。
两者都强调“横向多能源互补,纵向源网荷储协调”的多元协同控制。无论是新能源电力系统还是能源互联网,都强调能源供应、输送、消费一体化协同及不同类型一次能源之间的协调优化控制。
一方面,新能源电力系统和能源互联网都将供需双方信息流与能量流的双向互动作为供需双侧互动的基础。需求侧资源将成为维持能源供需平衡的有效调控手段,需求侧响应将借助新能源电力系统与能源互联网的技术平台得到更好的开展。用户可以通过智能终端更详细地了解自身用能、分布式可再生电源出力及储能设备充放电情况,依据市场信号和系统实际运行情况主动调整自身用能行为。
另一方面,新能源电力系统强调的供应侧多源互补,与能源互联网中各能量单元及各区域能源网络的互联互通具有本质上的一致性。利用广域内不同类型能源电力互补特性,保证供需的实时平衡,减小可再生能源电力不确定性对电力以及能源系统的冲击。
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