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图5能源互联网基本框架
此后,能源互联网理念得到很多学者及IT企业的积极响应,并已成为近期能源领域的一个研究热点[60-62]。但与综合能源系统一样,能源互联网至今尚未形成统一定义。图5示意了文献[60]给出的一种定义框架:能源互联网是以电力系统为核心,以互联网及其他ICT技术为基础,以分布式可再生能源为主要一次能源,并与天然气网络、交通网络等系统紧密耦合而形成的复杂多网流系统。
能源互联网解决方案由于受互联网理念的影响,强调能源的对等开放、即插即用、广泛分布、高度智能、实时响应等特性,需要借助IT领域的云计算、物联网、大数据等热点技术来解决其所面临的挑战,使得除能源企业外,还有大量IT企业积极参与该领域的研究和技术推广。
2.2世界各国的不同关注
美国在过去三十年中,始终处于IT界的领先地位,并有Internet的成功运营经验以及大量互联网资源,非常希望将这一领域的优势与能源行业融合。一方面为能源的可持续供应提供解决技术,另一方面可继续保持其在技术上的领先优势。因此,美国不仅是能源互联网概念的提出者,且已开展了大量研究。强调ICT技术与能源系统的深度融合,是其典型特征。
美国加州大学伯克利分校提出“以信息为中心的智慧能源网络”架构以及可扩展能源网络模型,并开发出相应的信息接口和传输协议[63]。受美国自然科学基金项目“Thefuturerenewableelectricenergydeliveryandmanagementsystem(FREEDM)”的资助,美国北卡罗来纳州立大学研究团队将能源互联网的研究,定位在构建一种在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构,并为此提出能量路由器(EnergyRouter)概念[64]。
能量路由器将现代电力电子技术和ICT技术有机融合,集智能变压器、能量转换器、快速开关和能量采集环节的功能为一体,是实现能源即插即用接入和开放互联的核心部件[61]。
以德国为代表的欧洲各国研究机构,主要从先进工业技术出发,对能源互联网技术展开研究。2008年,德国联邦经济和技术部发起一个技术创新促进计划,以ICT技术为基础来构建未来的能源系统,开始着手研发和测试能源互联网的一些核心技术,并在次年启动的E-Energy项目中,提出了能源互联网的框架,涉及通信、控制、能源及环境等多个领域[65]。
该构架是互联网技术与能源系统深度结合的产物,是一个物质流-能量流-信息流高度融合的开放系统。2011年欧洲启动了欧洲未来互联网计划FI-PPP(FutureInternetPublicPrivatePartnership),由众多交叉领域项目构成,目的是通过行业需求的驱动,更好地推进欧洲互联网的发展[66]。能源领域的项目为FINSENY(FutureInternetforSmartEnergy),其目的是通过ICT技术和互联网技术的升级改造,更好地服务于未来欧洲的智能能源系统[67]。
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