摘要:作为未来能源系统的发展方向,能源互联网可实现不同能源形式相互耦合的“横向突破”和系统内部“源-网-荷-储”相互协调的“纵向突破”。
关键词:能源互联网;发展现状;趋势研究
引言
能源可持续发展是当今摆在人类面前的一大难题,可再生能源的充分利用即已成为彻底解决能源可持续发展的新颖时代命题,而研究建设能源互联网则为其提供了一条切实可行的发展道路。
1能源互联网的内涵
能源互联网的基本内涵包含能源、互联、网3个方面:①能源强调多种不同能源形式的耦合,传统能源与新能源、一次能源与二次能源等的耦合;②互联是互联网思维在传统能源行业的渗透应用,使得与互联网融合的能源行业具有平等、开放、对等、互联等的特点;③网是能量流与信息流存在的形式,实现各能源主体彼此连接和能源用户的广泛参与。能源互联网具有开放、互联、对等、共享等特点:①开放,能源互联网对各分布式能源、分布式储能设备等具有开放特性,可实现即插即用功能;②互联,能源互联网中多种信息具有互联互通的特点;③对等,能源互联网中能量消费者同时又是能量生产者,同时,系统内信息流可实时反应整体和局部的状态;④共享,能源互联网中的信息流是共享的,整个系统可通过信息流来进行能量流的优化调整。
从能量生产、传输、转换等方面看,能源互联网实现了能量在状态、时间、空间等方面的变化:①形式方面,能源互联网可实现电、热、气等不同能源形式所组成的电力网、热力网、天然气网的相互耦合;②时间方面,能源互联网可通过储能装置的“削峰填谷”作用,在负荷低谷时段将电力存储起来,并在电力负荷高峰时段加以使用,实现能量在时间尺度上的转移;③空间方面,能源互联网可实现区域级、跨区级互联甚至“全球互联”,即能量在空间尺度的转移。
总而言之,能源互联网的特点如下:①从化石能源等不可再生能源利用形式,向风力发电、光伏发电的分布式可再生能源转变;②能用的双向传输,作为能源的消费者,同时又是能源的生产者;③实现电、热(冷)、气等不同形式能源间的能量相互转换、自由传输;④大规模储能系统的接入,充分发挥分布式能源与电力系统的互补性。
2能源互联网的研究与发展现状
2.1国外研究与发展现状
20世纪30-50年代,形成了北美互联电网,由美国、加拿大、墨西哥的部分电网互联组成;1958年欧洲互联电网开始形成,主要由欧洲大陆电网、北欧电网、波罗的海电网、英国电网、爱尔兰电网等5个跨国互联电网以及冰岛、塞浦路斯2个独立电网构成,最近欧洲各国共同发布欧洲超级电网计划,将覆盖整个欧洲并与非洲沙漠的太阳能站连接实现洲际能源传输;世界上最大的同步电网是俄罗斯―波罗的海互联电网,横跨8个时区。此外,南美洲、非洲南部、海湾地区也逐步搭建了各自电网的互联。
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多年来,各国开展了一系列特高压关键技术和相关设备的制造研究探索工作,特高压技术已经能够做到不同区域间电网的互联互通和优化配置。苏联是世界上最早涉足特高压技术研究的国家之一。随后美国、日本、意大利等国也于20世纪60年代末、70年代初根据各国电力发展需求而陆续顺应形势纷纷投身于对特高压输电技术的可行性研究行列中。
2.2国内政策环境与发展现状
2016年2月,国家发改委、能源局和工信部联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,明确未来能源互联网的发展路线和思路及中远期十大重点任务。能源互联网顶层设计的出炉,使得企业在未来发展中有迹可循,因而已然成为未来中国能源互联网发展的规划蓝图。2016年6月,国务院常务会议审议国家能源局《关于实施“互联网+”智慧能源行动的工作情况汇报》。7月,国家发改委、国家能源局进一步发布《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》。能源互联网在相关方面推动下,逐渐步入试点落地阶段。中国正在加强与欧洲、美国之间的合作。我国和英国的核电合作项目,为规划中英能源互联网创造条件。国家电网公司已在巴西立足,巩固中巴合作机制下的能源互联网合作项目。中拉能源合作亦将成为发展全球能源互联网的重要基础。
3能源互联网的发展趋势
3.1储能市场规模大幅扩大
储能系统将成为能源互联网行业的关键节点。未来电力的潮流控制、分布式电源及微网将实现广泛应用,储能技术将是协调这些应用的关键一环。据中关村储能产业技术联盟(CNESA)预测,到2020年中国储能市场规模将达到66.8GW。从整体来看,除传统的能源套利外,风光电站、分布式及微网发电、调频辅助服务等对储能均呈巨大需求。此外,随着新能源发电比例逐渐升高,其对电网冲击以及弃风弃光问题也需要储能参与解决。
未来会有不少新能源企业进入储能市场,将为储能市场、尤其是储能系统集成市场注入很多新的活力。在政策驱动和技术进步的驱动下,国内外产业资本将纷纷布局储能产业。当前,局部性的能源互联网技术应用不断拓展,各地小区内的储能应用逐步增加。业内专家预计,小区储能电站、充电桩建设将会对储能市场带来很大影响。首先其需求巨大,如果大量小区实现充电桩和储能设施的安装,对于电动车的引入、风光电尤其是分布式电站的发展,会出现更多市场机会。
3.2大数据分析大有用武之地
提到能源互联网,不能不提的是互联网的核心技术大数据。如何与大数据企业进行合作并从中获取利润,是未来构建能源新生态圈过程的核心。现在对大数据的分析利用虽存在于能源行业,但其数据利用程度却远未足够,从事大数据分析的企业都不在能源领域,对能源行业欠缺充分完整认识。发展能源大数据服务应用新模式包括积极推动拓展能源大数据采集范围;实现能源大数据的集成融合和共享;研究依托国家电网公司构建国家能源大数据信息中心。
结语
目前,国内外关于能源互联网研究的差距并不大,大多处于起步及探索阶段,对于我国的能源领域而言,是一个极好的机会。
参考文献:
[1]王毅,张宁,康重庆.能源互联网中能量枢纽的优化规划与运行研究综述及展望[J].中国电机工程学报,2015,35(22):5669-5681.
[2]于慎航,孙莹,牛晓娜,等.基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统[J].电力自动化设备,2010,30(5):104-108.
论文作者:王瑾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签:能源论文; 互联网论文; 互联论文; 电网论文; 储能论文; 能量论文; 分布式论文; 《电力设备》2017年第30期论文;