能源互联网

从图1-1所示能源联网环境下的电力体系架构可以看出,能源互联网对现有技术提出了更高、更多的要求。首先,能源互联网系统体系架构和其中的信息、能源、物理设施融合机制还需要深入研究。能源路由器是能源互联网实现的核心,但能源的路由比信息的要复杂得多,主要体现在存储和控制的难度上。储能相当于能源互联网中的缓存,经济可行的大规模储能仍然是技术难点,效率、充放电次数、成本、容量等问題有待解决。电力电子技术是实现能源互联网控制的主要手段,按照用户的需要以指定电压和频率控制电力的传输仍然是技术难点,电力电子变压器和传统变压器相比仍然存在效率、容量和可靠性等方面的瓶颈问题。最后是分散协同式的能量管理,传统的能量管理系统需要在能源互联网的基础上实现一个能源信息实时采集、处理、分析与决策的能量管理系统。能源互联网与传统电力系统相比,具有以下4个技术特征。

图1-1能源互联网环境下的电力体系架构

(1)可再生能源高滲透率。能源互联网中将接入大量各类分布式可再生能源发电系统,在可再生能源高渗透率的环境下,能源互联网的控制管理与传统电网之间存在很大不同,需要研究由此带来一系列新的科学技术问题。

(2)非线性随机特性。分布式可再生能源是未来能源互联网的主体，但可再生能源具有很大的不确定性和不可控性,同时考虑实时电价运行模式变化、用户侧响应、负载变化等因素的随机特性,能源互联网将呈现复杂的随机特性,其控制、优化和调度将面临更大挑战。

(3)多源大数据特性。能源互联网工作在高度信息化的环境中随着分布式电源并网,储能及需求侧响应的实施,包括气象信息、用户用电特征、储能状态等多种来源的海量信息;随着高级量测技术的普及和应用,能源互联网中具有量测功能的智能终端的数量将会大大增加,所产生的数据量也将急剧增大。

(4)多尺度动态特性。能源互联网是一个物质、能量与信息深度耦合的系统,是物理空间、能量空间、信息空间乃至社会空间耦合的多域、多层次关联,包含连续动态行为、离散动态行为和混沌有意识行为的复杂系统。作为社会、信息、物理相互依存的超大规模复合网络,与传统电网相比,能源互联网具有更广阔的开放性和更大的系统复杂性,呈现出复杂的、不同尺度的动态特性。

能源互联网技术本身所面临的瓶颈,需要新理念、新方法和新思路的指导,能源互联网不仅是电网的信息化和智能化,也是互联网理念引导下的能源基础设施变革,可以最终实现信息能源基础设施的一体化。

2016年2月，国家发展和改革委员会(简称国家发展改革委)、国家能源局、工业和信息化部(简称工信部)联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(简称称《指导意见》),提出了未来十年中国能源互联网发展的路线图。能源互联网是推动中国能源革命的重要战略支撑,对推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点具有重要意义。《指导意见》提出了能源互联网未来十年的两个阶段性发展目标：

第一阶段为2016～2018年,着力推进能源互联网试点示范工作，建成一批不同类型、不同规模的试点示范项目;攻克一批重大关键技术与核心装备,能源互联网技术达到国际先进水平;初步建立能源互联网市场机制和市场体系;初步建成能源互联网技术标准体系,形成一批重点技术规范和标准;催生一批能源金融、第三方综合能源服务等新兴业态;培育一批有竞争力的新兴市场主体;探索一批可持续、可推广的发展模式;积累一批重要的改革试点经验。

第二阶段为2019～2025年,着力推进能源互联网多元化、规模化发展,初步建成能源互联网产业体系,成为经济增长重要驱动力;建成较为完善的能源互联网市场机制和市场体系;形成较为完备的技术及标准体系并推动实现国际化,引领世界能源互联网发展。