能源互联网

所谓能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有设备智能、多能协同信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。美国著名经济学家杰里米・里夫金认为:“在在即将到来的时代,我们将需要创建一个能源互联网,让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。多余的能源则可以与他人分享,就像我们现在在互联网上分享信息一样”。

能源互联网其实是以互联网理念构建的新型信息能源融合“广域网”,它以大电网为“主干网”,以微网为“局域网”,以开放对等的信息能源一体化架构,真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用,因此可以最大限度地适应新能源的接入。微网是能源互联网中的基本组成元素,通过新能源发电、微能源的采集、汇聚与分享以及微网内的储能或用电消纳形成“局域网”。大电网在传输效率等方面仍然具有无法比拟的优势,将来仍然是能源互联联网中的“主于网”。虽然电能源仅仅是能源的一种,但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势,未来能源基础设施在传输方面的主体必然还是电网,因此未来能源互联网基本上是互联网式的电网。能源互联网把一个集中式的、单向的电网,转变成和更多消费者互动的电网。

事实上,美国和欧洲早就有能源互联网的研究计划。2008年美国在北卡州立大学建立了研究中心,希望将电力电子技术和信息技术引入电力系统,在未来配电网层面实现能源互联网理念。他们效仿网络技术的核心路由器,提出了能源路由器的概念,并且进行了原型实现,利用电力电子技术实现对变压器的控制,利用通信技术实现路由器之间对等交互,其“未米电能传输与管理系统”(futurerenewable electric delivery and management system，FREEDM)从技术层面提出了能源互联网的概念,并开展了配电系统能源互联网研究。2012年,欧盟理事会在“促进欧洲领跑新工业革命”的研讨会上明确提出第三次工业革命将围绕能源互联网而展开。其中,德国联邦政府经济和技术部在2008年提出能源互联网计划与“E-Energy”理念,重点是将信息通信技术和能源领域结合起来,建立一个基于信息通信技术,实现能源体系数字化互联的高效能源系统。“E-Energy”计划2020年在电网中实现信息网络覆盖,通过互联网信息技术使能源网络中所有元素进行协调工作。2010年,日本启动“智能能源共同体”计划,开展能源和智能电网等领城的研究;2011年,日本通过提供异步连接、协调局域网内部以及不同局域网系统研制数字电网路由器,从而统筹管理一定范围区域内的电力,并通过电力路由器调度地区电力。目前,日本数字电网联盟已在肯尼亚未通电地区开展数字电网路由器试验研究。韩国在首尔等城市开展智能能源城市示范,如“智能首尔2015”等。2014年,国家电网公司事长刘振亚在电气与电子工程师学会电力与能源协会2014年会上进一步提出构建全球能源互联网的发展思路,并指出能源问题具有全局性和广泛性,只有统等全球能源资源开发、配置与利用,才能实现能源清洁替代和电能替代，保障全球能源的高效、可持续供应。

能源互联网的提出是基于现有的能源基础设施,融合先进的互联网信息技术和可再生能源发电技术,实现多种能源的广域智能优化配置。能源互联网的建立将克服大规模清洁能源在接入、传输和控制等方而的瓶颈,推动清洁能源的大规模利用与分享,实现多种能源的可持续开发利用。能源互联网是在搭建能源互联开放平台的基础上，以电网为核心基础网络设施,形成一个涉及智能电网、智能气网、智能热网和电气化交通网的复杂多网流系统。

能源互联网的主要特征包括可再生、分布式、互联性、开放性、智能化。①可再生,可再生能源是能源互联网的主要能量供应来源，可再生能源发电具有间歇性、波动性,其大规模接入对电网的稳定性产生冲击,从而促使传统的能源网络转型为能源互联网;②分布式,由于可再生能源的分散特性,为了最大效率地收集和使用可再生能源,需要建立就地收集、存储和使用能源的网络,这些能源网络单个规模小,分布范围广,每个微型能源网络构成能源互联网的一个节点;③互联性,大范围分布式的微型能源网络并不能全部保证自给自足,需要互联起来进行能量交换才能平衡能量的供给与需求,能源互联网关注将分布式发电装置、储能装置和负载组成的微型能源网络互联起来,而传统电网更关注如何将这些要素“接进来”;④开放性,能源互联网应该是一个对等、扁平和能量双向流动的能源共享网络,发电装置、储能装置和负载能够“即插即用”,只要符合互操作标准，这种接入是自主的,从能量交换的角度看没有一个网络节点比其他节点更重要;⑤智能化,能源互联网中能源的产生、传输、转换和使用都应该具备一定的智能。