登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:分析推动工业进程和能源进程交互发展的因素和趋势, 结合能源互联网的发展要求, 提出了建立能源5.0 的迫切性和必要性. 着重讨论了在网络化之后, 能源系统呈现的社会性问题, 认为在传统方式之外, 必须引入人类社会学、管理学等软科学进行分析建模; 指出了虚拟人工系统根本不同于传统仿真系统等理念, 只有利用虚拟人工模型, 采用平行系统, 才能建立能源5.0. 阐述了能源5.0 的理论、框架和技术, 明确了能源5.0、基于社会物理信息系统(Cyber-physical-social system, CPSS)的平行能源是等价的概念. 指出能源5.0 核心是构建与实际能源系统同构的虚拟人工能源系统, 通过虚拟人工能源系统的计算实验, 确定优化控制策略, 引导实际能源系统运行, 并使虚拟人工系统和实际系统平行执行、共同演化, 形成智能能源系统.最后以华电集团已经完成的分布式能源5.0 示范项目和正在实施的火力发电5.0 项目及智能家居能源系统, 探讨了能源5.0 的研究内容、技术途径及应用前景.
关键词:能源5.0, 人工能源系统, 平行能源系统, 智能能源系统, 社会物理信息系统
1.能源系统的再认识
1.1 能源概念
能源是一个物理化学的概念, 能源消耗是一种物理化学现象. 根据中国的《能源百科全书》:“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源". 能源是一种呈多种形式的, 且可以相互转换的能量源泉, 是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源.能源转换的主要科学依据是牛顿定律、电磁定律、热力学定律等. 其中热力学第一定律认为在一个热力学系统内, 能量可转换, 即可从一种形式转变成另一种形式, 但不能自行产生, 也不能毁灭. 其基本观念是\物质不灭" 和\能量守恒", 且物质的转化存在一定的条件和边界. 热力学第二定律的基本观念是能量只能沿着耗散的方向转化, 因此热力学第二定律又称\熵定律", 能量具有熵增特性. 即尽管能量是守恒的, 尽管物质是不灭的, 但能量的质量将会衰减, 有效、优质、便于利用和低成本的能量会越来越少, 无效、低品位、难以再利用和成本昂贵的能量将会越来越多.
工业发展离不开能源的支撑, 同时能源的发展也离不开工业技术的支持, 同时能源行业也属于工业的一个门类. 随着工业技术和信息技术进步, 人们可以充分利用信息控制技术有效控制能源系统, 使能源的开发、变换、使用和管理更加科学化, 即在有意的信息熵的控制下, 使能源熵增速度减缓, 从熵的角度, 实现能源熵和信息熵的平衡, 从而有效利用资源, 控制能源熵增的速率, 保持能源的可持续发展.本论文正是基于能源熵和信息熵平衡的观念,考虑能源生产消费的全过程中的设备、系统、管控、及社会等因素, 提出在更大范围更大程度上更加深入的系统整合, 使能源流和信息流充分融合、互动,实现信息、物理(能源) 和社会的深度融合, 即迈入能源5.0 的时代.
1.2 工业发展历程
工业进程从机械化、电气化、信息化、网络化到平行化发展历程(图1), 可以看出其推动力在于工业技术的不断进步. 工业1.0, 核心设备蒸汽机出现, 使人类社会从手工业进入初级工业的机械化时代; 工业2.0, 核心设备电机等电力设备设施的出现, 引领工业进入电气化时代; 工业3.0, 计算机和微电子芯片的出现, 实现了人脑部分功能, 进入了信息化时代; 工业4.0, 核心设备路由器出现, 将众多计算机互联, 进入了网络化时代, 使得信息和物理系统融合加深, 形成了信息物理系统(Cyber-physical system,CPS); 工业5.0, 网络化应用的加深, 特别是互联网+, 进一步加深信息和物理系统的融合、并使工业与人类社会充分融合, 形成了更为复杂的系统, 即社会物理信息系统(Cyber-physical-social system,CPSS), 该系统的核心设备是虚拟人工系统, 运行模式将引领工业进入平行化时代.
1.3 能源发展历程
能源1.0 是自然能源阶段, 主要是自然光和薪柴等自然能源的使用, 无需工业技术的支撑, 属于原始能源阶段; 在工业1.0 技术推动下, 能源行业进入了2.0 时代, 蒸汽机将化石能源转化为热能和机械能, 机械能和热能的应用是能源2.0 的主要标志; 工业2.0 的电力需求以及技术驱动, 能源进入了3.0 时代, 主要是发电机实现电力系统及广泛的电机驱动系统, 能源进入了电气化时代. 随着工业3.0 的信息化技术在电力系统的推广, 目前的电力系统本身具有较高的信息化水平, 但较少考虑一次能源和终端能源使用对能源系统的影响. 目前电力系统采用发电跟随负荷的基本控制模式, 致使电力呈现垂直化管理、运行低效等特征. 特别是在风光大量接入、分布式发展、电动车储能等需求推动和工业4.0 技术提供的互联网支撑下, 能源进入了能源互联网时代,即能源4.0。
可以看出正是由于能源本身具有熵增的趋势,致使方便使用的能源越来越少, 因而必须借助于不断发展的先进工业技术, 充分利用风光等各种能源,采用多能源互补模式, 才能实现能源的安全供应. 因而借助于互联网+, 提出了能源5.0. 充分利用工业5.0 的平行理论和技术, 应用于能源行业, 形成平行能源。
1.4 能源5.0 提出必要性和紧迫性
本文认为: 在能源4.0 还没有完全实现的情况下, 迫切需要提出能源5.0. 主要原因:能源互联网将多种能源连接起来, 使多能耦合复杂; 基于能源价格、环保排放、安全等社会信息,人类消费能源的行为和心理更为复杂; 能源转换和使用设备的信息化、能源耦合系统互动、人类社会信息对能源生产消费的影响等, 使信息控制对能源系统的影响更为深刻.
在社会及社会信息方面, 能源4.0 很少考虑且很难考虑. 目前就电力负荷来说, 仅是给出负荷的统计曲线, 没有考虑人类活动和习惯与电力负荷和发电的交互影响. 人类活动属于社会学范畴, 能源负荷中存在大量的社会信息, 需要采用社会学的方式建模分析. 特别是能源的本质就表明能源就是为人类社会服务的, 其生产和使用打上了强烈的人类社会属性. 因此研究能源4.0 必须计及人类社会信息与能源的关系, 因此需要研究能源5.0.
在信息和物理系统的融合作用方面, 传统CPS系统还没有找到可靠可信的理论和方法, 分析信息对物理系统的作用, 无法展开对工业系统的CPS 深度融合的机理和控制方法研究. 如果能源4.0 沿用工业4.0 的理论和技术, 同样会陷入困境.特别指出的是, 由于能源本身的社会属性, 与人类社会的活动及社会信息的密切耦合关系, 且能源互联网进一步将各种能源集成、各种通信方式综合、信息和能源联系更为密切, 使人类选择和使用能源的心理、经济、决策等更为复杂多样. 如果仅采用4.0 的概念而不考虑复杂人类行为和社会信息对能源系统的影响, 则能源系统的运行会陷入更大的困境. 因此迫切需要采用能源5.0 的相关理论和技术。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星电力网获悉,国家能源集团近日公布河南公司孟津热电#2机组灵活性改造EPC公开招标中标候选人公示,青岛达能环保设备股份有限公司预中标该项目,投标报价2466万元。国能孟津热电有限公司坐落于九朝古都洛阳市孟津县东北11km的白鹤镇,地处河南省西部,由国家能源集团与华阳投资(香港)有限公司双
4月24日,中国能建浙江院与浙江省电力建设有限公司组成的联合体成功中标浙能武威2×1000兆瓦调峰火电机组工程EPC总承包项目。浙能武威2×1000兆瓦调峰火电机组工程位于甘肃省武威市民勤县。本期建设规模2×1000兆瓦高效超超临界燃煤空冷发电机组,同步建设脱硫、脱硝装置。为深入贯彻能源安全新战略,
2023年度燃煤机组能效水平对标公示[$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$]
白音华金山发电有限公司1、2号锅炉灵活性改造EPC工程招标公告(招标编号:CHDTDZ059/19-QT-099)一、招标条件白音华金山发电有限公司1、2号锅炉灵活性改造EPC工程项目已批准,招标人为白音华金山发电有限公司,项目资金为自筹。具备招标条件,现进行公开招标。二、项目规模和招标范围2.1招标采购项目地
北极星电力网获悉,近日,广东省推动能源领域大规模设备更新工作方案的通知印发。方案提出,2024—2025年全省能源领域设备更新投资规模力争达到280亿元,到2027年累计达到500亿元。实施存量煤电机组节能降耗、供热、灵活性改造,有序推动老旧煤电机组容量替代,有效提升煤电机组清洁高效灵活发电水平。
近日,集团公司系统内首笔5亿元中长期跨省经营性火电项目贷款成功落地重庆公司,打通了重庆公司所属习水能源公司多年受限的外部融资渠道,为域外困难火电项目债务优化提供了新方案。为实现贷款落地,重庆公司统筹谋划,建立专项团队,习水能源公司积极行动,借助财务状况大幅改善契机,密切拜访各大金
近日,国家能源集团宁夏电力六盘山电厂2×1000MW机组扩建工程火电机组脱硫EPC公开招标中标结果公告发布。宁夏电力六盘山电厂2×1000MW机组扩建工程火电机组脱硫EPC公开招标中标结果公告国家能源集团国际工程咨询有限公司受国能宁夏六盘山能源发展有限公司的委托,就宁夏电力六盘山电厂2×1000MW机组扩
中国能建电子采购平台发布陕西商洛发电有限公司二期2×660MW工程辅机(第1批第2部分)脱硫装置(EPC)采购招标公告(招标编号:XBDLSJY-HW-SLEQ-OQ-2024-022),详情如下:一、招标条件本陕西商洛发电有限公司二期2×660MW工程项目已由陕西省发展和改革委员会以《陕西省发展和改革委员会关于陕投商洛电
近日,河南省发改委发布关于河南省2024年应急备用电源认定及退出名单的公示。共4台机组被认定为应急备用电源,3台机组退出应急备用电源。关于河南省2024年应急备用电源认定及退出名单的公示按照国家发展改革委、国家能源局关于加强应急备用电源管理的有关要求,经河南省能源规划研究中心组织相关单位及
近日,鄂尔多斯市能源局发布鄂尔多斯市蒙泰热电有限责任公司1号、2号抽凝供热机组关停公告,详情如下:鄂尔多斯市蒙泰热电有限责任公司1号、2号抽凝供热机组关停公告根据《内蒙古自治区能源局关于进一步做好煤电机组淘汰关停工作的通知》(内能电力字〔2022〕402号)及《国家能源局关于下达2022-2025年
国家能源招标网发布宁夏电力中卫电厂4×660MW机组扩建工程脱硫EPC公开招标项目招标公告:1.招标条件本招标项目名称为:宁夏电力中卫电厂4×660MW机组扩建工程脱硫EPC公开招标,项目招标编号为:CEZB240402528,招标人为国能中卫发电有限公司,项目单位为:国能中卫发电有限公司,资金来源为自筹。招标
北极星电力网整理了2024年4月28日至2024年4月30日一周火电项目,涉及项目的核准、开工、投运等。川投资阳燃气电站新建工程项目#1机组首次点火一次成功4月25日,资阳燃气电站#1机组燃机点火,16时18分,机组定速3000转,标志着#1机组首次点火一次成功。详情点击国家能源集团2×350MW热电联产项目签约4月2
北极星电力网获悉,4月26日,国神公司店塔电厂1、2号机组20%负荷深度调峰改造工程公开招标公布中标结果公告,1、2号机组20%负荷深度调峰改造工程中标人均为青岛达能环保设备股份有限公司,投标报价均为:2678万元,共计5356万元。国神公司店塔电厂1号机组20%负荷深度调峰改造工程公开招标(招标编号:C
4月28日,淮北聚能发电有限公司2×660MW超超临界机组工程正式开工建设。据悉,该项目位于安徽省淮北市烈山区宋疃镇,是安徽省“十四五”重要支撑性电源项目。项目建设2台660MW超超临界二次再热机组,配套同步建设除尘、脱硫、脱硝等设施,深度调峰、能效先进和超低排放。
2024年4月29日17时17分,国投钦州第二发电有限公司(以下简称:国投钦州二电)2号机组一次性顺利通过168h满负荷试运行,标志着国投钦州三期项目1、2号机组圆满完成了“双投”任务!国投钦州三期项目是钦州石化产业园的配套热源点,是广西壮族自治区重点能源项目。项目投产后与国投钦州一、二期工程南北
北极星电力网获悉,3月30日,浙江省“十四五”期间重点建项目华润电力温州电厂二期项目3、4号机组工程标志性建筑之一的烟囱工程外筒施工顺利封顶,圆满完成预期的里程碑节点目标。据悉,华润电力温州电厂二期项目#3、#4机组分别于2022年6月13日、11月8日获得浙江省发改委核准批复。工程计划投资约75亿
4月26日,由江苏新能控股子公司江苏新能昊扬新能源发展有限公司负责开发建设的国信扬电厂区首批约18MWp光伏项目正式并网发电,这也标志着江苏新能打造的首个绿色能源与传统火电融合的示范项目取得圆满成功。该项目是利用江苏国信扬州发电公司厂区内闲置地面、部分屋顶、棚顶等资源建设,规划建设总规模
4月26日12时30分,华电青岛发电有限公司燃机项目6号燃机点火一次成功,13点29分开始锅炉吹管,至4月28日15点38分,余热锅炉吹管顺利完成。为确保燃机点火、锅炉吹管项目节点顺利进行,华电青岛公司联合安装单位、调试单位提前编制6号机组点火吹管方案,组织监理及基建专业审核,保证方案可行性,做足点
北极星电力网获悉,4月26日,河南万基2×60万千瓦机组EPC总承包项目2号机组汽轮机冲转定速(3000转/分钟)一次成功,4月27日一次并网成功,机组整体运行平稳,各项参数指标正常。万基项目2号机组汽轮机冲转、并网一次成功,标志着2号机组即将迎来168小时试运行。据悉,万基2×60万千瓦热电联产机组属高
满洲里热电厂扩建工程2×35万千瓦热电联产煤电一体化工程监理项目招标公告(招标编号:HNZB2024-04-1-298)项目所在地区:内蒙古自治区1.招标条件本满洲里热电厂扩建工程2×35万千瓦热电联产煤电一体化工程监理项目已由项目审批机关批准,项目资金为企业自筹,招标人为满洲里达赉湖热电有限公司。本项目已
4月26日21时30分经过14小时连续奋战深能保定西北郊热电厂二期项目66万千瓦机组烟囱基础浇筑顺利完成深能保定西北郊热电厂二期项目建设一台66万千瓦燃煤发电机组,年发电量可达29.7亿千瓦时,具备提供集中供热面积1593万平方米、工业蒸汽160吨/小时的能力,将有效提高区域能源供给能力和质量,缓解当地
近日,横山煤电公司收到榆林市自然资源和规划局横山分局《关于〈榆能横山煤电一体化发电工程二期项目土地复垦方案〉审核意见的函》,同意项目土地复垦报告。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!