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三、智能电网的概念是否能充分应对能源革命的使命?
智能电网的框架在能源革命中, 需要深化其内涵, 并拓展到与非电环节及其交互。包括在能源革命的整个进程中, 如何主动发挥一次能源与终端能源之间大范围协调优化的核心纽带作用, 在支撑环境安全及经济安全的同时, 提高全局能效, 减少能源流全程中的风险。智能电网的框架是上述目标中的核心环节, 但还不是全部, 概念上至少存在着以下拓展的必要性。
从整个能源流的视角看, 电力系统除了要根据智能电网概念来发展本身, 还需要在能源流大规模的两个替代中, 主动地承上(一次能源) 启下(终端能源), 兼顾左右(与其他二次能源协调), 提高整体能效及可持续发展能力。
从全局可靠性的视角看, 一次能源的开发、二次能源的转换及终端能源的消费模式都会影响到电力可靠性; 反之亦然。因此必须将电力可靠性问题放在能源流整体中考虑。此外, 还必须计及相关的非能源环节的影响, 包括与资金、减排、物流、人才、信息、政策与监管等环节可靠性的交互作用。
从信息融合的视角看, 智能电网框架强调了信息系统与电力系统的深度融合, 但外部环节中的事件必然会影响电力系统的运行工况及潜在故障的风险。因此, 信息物理融合的理念需要在更大范围内拓展。
四、那么您如何看待拓展后的框架?
信息能源融合的两个要素是物理对象与信息系统, 见图a。前者包括电力系统、非电的能源系统, 以及相关的非能源系统; 后者包括机密性和实时性好的专用通信网及支持公开接入和广泛参与者无障交互的互联网(Internet)。核心基础设施的决策与控制需要采用专用通信网; 开放的售电服务、广泛的用户参与、分布式发电与储能的社会化参与、以融资租赁业务为基础的金融业务、电力市场化等则需要互联网的支撑。
智能电网讨论的范畴见图b。如果讨论信息与能源的融合问题, 不但必须涵盖电力系统及非电的能源系统, 而且必须涵盖Internet 与专用网两者。不论是用电力系统替换能源系统(图c), 还是用Internet替换信息系统(图d), 都难免以偏概全之嫌。
电力流与信息流服从的物理规律不同。如果将他们之间的融合引导到表面上名词的统一, 例如用互联网的术语及规律来描述能源流, 不但违背了物理规律, 并且也误导了真正需要的深度融合。在这个新领域的开启阶段, 应该尽量避免用词不当而误导, 例如不要直接译自国外IT专家提出的“Energy Internet”。Internet是IT行业的专用名词, “Energy Internet”是指关于能源系统的互联网, 还是指能源互联的网呢? 我认为名词“综合能源网”或“信息能源网”可以较好地反映问题涉及的各个组分, 见图e。
即使由于某些原因, 沿用“能源互联网”的中文描述, 也应默认为“综合能源网”。而对应的英文名词则不应该是Energy Internet, 而是Comprehensive Energy Network或Integrated Energy Networks。
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