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2未来发展趋势
1.信息通信技术
类似于Uber和Airbnb,要实现能源的共享经济,必须建立供需双方信息沟通的平台,即实现信息互联,而这必须基于信息互联网技术来实现。由于能源电力生产、传输和利用的实时性更强,也需要采用先进传感/测量技术来获取实时数据和状态。德国联邦经济和技术部(BMWi)发起了一个名为E-Energy的技术创新促进计划(2008年发起,2013年完成),建立以信息通信技术(ICT)为基础的未来能源系统,促成整个能源价值链内更大的透明度和更激烈的竞争,可看成能源互联网的雏形。
2.多种能源形式互联与综合利用的理论与技术
在能源与环境危机的背景下,多种形式能源的综合利用已成为必然的趋势,能源互联网不仅要实现电能生产者和消费者之间的共享,也要建立电能与其他能源形式(如热能、化学能)之间的互联和共享,及实现物理互联,因此相关理论与技术还需要深入研究。工程实际中能源的生产、传输和利用大多采用网络化的方式进行,如电网、热网、燃气网等,其中电能被公认为最便于联网的能量形式。借鉴信息互联网的构成原理与方式,在电网络理论的基础上,也可建立涵盖多种能量形式的能量网络的基本理论,并研发相应装置与设备。分布式供能系统(如冷热电三联供CCHP系统)将成为多种能源形式综合利用的关键手段之一。
3.电力(能源)市场机制与共享经济模式
由于能源互联网的关键在于实现能源电力的共享经济模式,因此建立市场机制、实现商业互联至关重要。市场的关键在于赋予供需双方自由竞争、自由选择的权利。世界各国(如美国、英国、德国、北欧四国等)都已成功实施电力市场改革。我国也正在积极推动能源生产和消费革命,构建有效竞争的市场结构和市场体系。中共中央和国务院发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,并先后确定在深圳、蒙西、湖北、安徽、宁夏、云南、贵州七个省区开展以输配电价改革和售电侧市场开放为重点的试点,打破电网垄断,建立发电与售电的商业互联。随着改革的不断推进和深化,在能源电力领域建立共享经济模式的条件也将越来越充分。
主要作者及团队介绍
陈皓勇,教授,博士生导师,华南理工大学电力经济与电力市场研究所所长,国家优秀青年科学基金获得者,教育部新世纪优秀人才,IEEE高级会员。1995年本科毕业于西安交通大学电力系统及其自动化专业;2000年博士毕业于西安交通大学电力系统及其自动化专业;2000年至2006年,任西安交通大学电力工程系讲师、副教授;2006年至今,任华南理工大学电力学院教授(博士生导师)。2007年2月至2007年5月、2008年7月至2008年8月、2012年12月至2013年1月、2015年3月至今,分别任香港理工大学、澳大利亚昆士兰大学、美国哥伦比亚大学和美国圣路易斯华盛顿大学访问教授(学者)。兼任IEEE-PES亚太电力与能源工程国际会议技术委员会主席(2013/2014年)、国家科学技术奖励评审专家、中国博士后科学基金评审专家等职。
以复杂(大规模、随机性、分布式、网络化)电力(能源)系统建模、分析、优化与控制为核心学术方向,长期从事电力系统规划、运行与控制,电力技术经济与管理,新能源并网和智能电网技术等领域的教学、基础前沿研究和产业化工作。近年来主持了国家自然科学基金、863项目等国家级项目5项,省部级重点项目2项,其中包括:国家优秀青年科学基金项目“含高渗透率间歇式能源的电力系统鲁棒调度理论及方法”,国家自然科学基金项目“基于微分博弈理论的电力系统最优协调电压控制研究”,国家高技术研究发展计划(863计划)“先进能源技术领域智能电网关键技术研发”重大项目“多类型新能源发电综合消纳的关键技术”(子题),国家自然科学基金青年基金项目“电力系统运行方式优化和综合资源规划的协同进化算法”,国家社会科学基金青年基金项目“电力市场交易制度的实验经济学研究”,教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目“风电大规模并网条件下电力系统优化调度理论及方法”,教育部科学技术研究重点项目“含大型风电场的电力系统安全约束机组组合模型及算法研究”等。另外作为主要研究人员参与了10余项国家和省部级项目研究。近年来发表SCI、EI论文150余篇,所发表论文被国内外电力系统、人工智能、经济管理和量子物理等不同领域的科研人员引用2500余次。所参与的研究“电力系统的运行与规划的最优决策模型及方法研究”获教育部高等学校科学研究自然科一等奖。
作者所在华南理工大学新能源发电与并网技术研究团队,目前已经拥有风电控制与并网技术国家地方联合工程实验室、广东省绿色能源技术重点实验室、广东省风电控制与并网工程实验室和广东省电力工程技术研究开发中心4个国家和省部级重点科研平台,是我国华南地区智能电网与新能源相关技术领域研究的主要力量。近年来承担国家自然科学基金、973计划、863计划、广东省重大科技专项和企业合作项目等100余项,一批产品已通过质量检验并上市销售,在产业界有重要影响。该研究团队与清华大学、西安交通大学、华北电力大学、南方电网科学研究院和海南电网公司等单位紧密合作,努力攻克多类型新能源发电综合消纳的关键技术,主要探索和解决新能源及储能装置的建模应用,间歇性能源接入电网规划建设,绿色调度互补运行,继电保护自动装置,稳定控制系统和防御与应急系统等一系列关键技术问题。已在海南建成了全国第一个含多类型新能源的弱联电网示范工程,完成了电网规划、运行和保护、安稳等各方面的技术集成和示范应用。
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