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能源互联网概念、关键技术及发展模式探索

2015-11-09 11:04来源:电网技术Journals关键词:能源互联网智能电网分布式能源收藏点赞

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项目背景

能源互联网的提出,打破了传统能源产业之间的供需界限,最大程度地促进煤碳、石油、天然气、热、电等一、二次能源类型的互联、互通和互补;在用户侧支持各种新能源、分布式能源的大规模接入,实现用电设备的即插即用;通过局域自治消纳和广域对等互联, 实现能量流的优化调控和高效利用,构建开放灵活的产业和商业形态。能源互联网是能源和互联网深度融合的产物,受到了学术界和产业界的广泛关注。当前,能源、电网、信息通信、金融、设备制造等行业或领域纷纷立足于自身,从不同角度对能源互联网的理念和相关技术进行了探索。然而遗憾的是,能源互联网概念一直存在争议,至今还没有一个统一标准的认识。不同的理解中不乏真知灼见,但也夹杂着某些误解,一定程度上影响了我国能源互联网事业的发展。为统一和深化认识,在今天“互联网+”的新形势下,有必要以理性的态度对能源互联网进行深入研究。

主要创新点

1.初步提炼了能源互联网的概念,以及表征能源互联网的主要技术特征,即:以电力系统为中心,智能电网为骨干,互联网、大数据、云计算及其他前沿信息通信技术为纽带,综合运用先进的电力电子技术和智能管理技术,能够实现横向多源互补、纵向源-网-荷-储协调的能源与信息高度融合的下一代能源体系,同时具有扁平化性,面向社会的平台性、商业性和用户服务性。具体讲,是在骨干电网的基础上,以大量分布式能量采集和储存装置所构成的新型电力网络为链接枢纽,将电力、石油、天然气及交通运输网络等能源节点进行互联,形成多层耦合的网络架构,通过虚拟电厂和电网实现个性化、定制化的能量生产与应用,利用能源路由器将无序、低熵的能量流按照最佳路径向可控、高熵的负载流动,实现能量流的全面调控、优化、交互和共享。

2.建立数学模型,表征了能源互联网的基本规律

式(1)表示能源的供应与利用保持实时、动态平衡。在能源供应侧,既包括传统一次能源,又包括太阳能、风能等具有波动性、间歇性和随机性的可再生能源;在负荷应用侧,诸如储能、电动汽车等主动式负荷的接入,使得负荷在时、空范围内具有随机性和不确定性。 动态、实时平衡供需,是能源互联网的基本规律。

3.提出了能源互联网管控模型

能源互联网的管控目标包括:全局能源的最优利用、最小化碳排放,最小化运维费用,最小化能量损耗(如电网的线损、变损以及其他元件设备的损耗),最优化能源服务水平(如电网中电能质量最优)等。为实现最优化管控,需借助目标管理、资产管理等科学的管理方法进行决策。优化决策的模型为

具体实现优化决策的方法包括主要目标法、线性加权法、分层序列法等。在具体实现层面,一种有效的控制方式是采用能源路由器,它具有融合信息流和能量流的特征,通过信息流获取能量流的运行状态, 进而及时对能量流进行调度、控制。就基本功能结构而言,能源路由器可简要提炼为具备4项基本功能和3个结构层次。

原标题:马钊、周孝信等:能源互联网概念、关键技术及发展模式探索
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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