摘要：能源互联网是以互联网理念所构建的新型信息能源融合网，其为大规模清洁能源开发利用与共享、优化能源结构等方面提供了科学的技术方案。因此，研究能源互联网的体系架构及关键技术具有长远价值。能源互联网涉及领域众多，发展能源互联网应从可再生能源发电技术、智能输电网技术、储能技术、互联网信息技术、系统规划分析技术方面进行突破，从而为未来能源互联网的发展提供技术支撑。
关键词：能源互联网；电力储能；技术展望
一、能源互联网体系架构
能源互联网的理想运营方式应为以电网为主导，涉及能源生产者与消费者、能源网络运营商、能源代理商等主体的多行业共同参与的联合运营模式。随着能源与信息的深度融合，能源行业在走向互联高效的过程中，在能源材料及设备，
能源生产、交易、消费以及能源资产等方面都将会衍生出新的商业模式，具体包括能源材料及设备的线下市场，B2B行业垂直电商；基于大数据的第三方工业节能商业模式，节能解决方案；从事能源产品交易的能源交易平台，能源资产的利用和代理运营服务，能源资产证券化的互联网金融，能源资产的电子商务；基于大数据的用能咨询方面的能源增值服务，新能源汽车产业等。
二、电力储能方式和发展现状
2.1抽水蓄能电站。储能技术应用后节省了大量的自然能源，并且电力系统供电效率得到了提升。技术发展应用最广泛的是抽水储能，将能量保存，需要时将水放出，利用落差产生的水流冲击来达到发电目的。这种发电方式不会造成能源污染以及生态环境失衡。基础设施建设时要对储水部分进行设计，抽水的力量大小也要符合实际需求，结合发电站规模来计算。容量增大所存储的能量也随着增大，实现供能目标需要输水系统参与，管道与储能部分连接要紧密，减少管道的弯度与倾斜角度，这样能够保留最大的水流冲击力，一次抽水后能量释放是持续的，可以达到数小时甚至几天，保障了发电环节的连续性。
2.2压缩空气储能电站。这种储能技术是利用空气压缩来实现剩余能源利用的，电网传输的电能剩余较少时，会将这部分电能投入到空气的压缩中，空气受到压力作用内部温度会升高，这样的环境下发电运行得到了充分的保障，当高压空气进入到燃烧系统后，燃烧率会大幅度的提升，还可以起到避免能源浪费、高效利用成本资金的作用，要是空气对储能设备的安全性要求十分严格，在使用前会进行全面检测，观察是否存在影响紧密性的因素，对比试验参数是否在额定范围内。
2.3飞轮储能。高速旋转的轴承能够产生能量，带动发电机运行，转速增加所产生的能量也会随着增大。达到发电系统导通的点时，能够带动系统运转并传出电能。该种技术是将能量存储在电网内部的，需要使用时会导通并将电能传入到总的电能消耗部分中，转轮在电能的作用下能够达到额定运行速率，实现对现场的调控。该技术具有噪声小、效率高的优点，使用时也不会产生污染排放，保
障了发电区域的环境安全。
三、能源互联网中储能的应用模式
在能源互联网架构的基础上，可以看出储能在能源互联网中存在如下两种应用模式。
3.1广域能源网应用
在骨干网络中，利用大规模储能技术协调集中式能源生产，参与广域能量管理，为大规模能源生产和传输提供“能量缓冲”，为系统广域能量调度提供支撑，维持系统供需平衡。大容量储能的运营主体直接参与能源交易市场，根据能源市场价格变动灵活购入或卖出能量，或提供调节服务。
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3.2局域能源网应用
局域能源网中，储能与能源转换装置相互配合共同维持系统经济高效运行，局域能源网管理系统根据储能的状态及供需预测信息，结合能源价格信息，对局域网内能源的生产和消耗进行决策，从能源市场购买或卖出能量。在VEP应用中，由于难以对各分散生产者的行为进行预测，因此对分布式电源、电动汽车等进行聚合管理具有较大的难度，引入储能对VEP的管理和运行有着重要意义。在储能的作用下，分散的能源生产者具有更可信的能源供应能力，使其具备参与能源市场交易的条件。
四、能源互联网中储能应用关键技术分析
4.1大容量储能的规划及与可再生能源发电的协同调度技术
电网对集中式可再生能源发电的送出和消纳涉及系统充裕度、安全性和经济性等方面的问题。如何利用储能应对上述问题，实现高比例新能源发电的高效利用是当前关注的热点。在新能源发电供热、制氢，规模化电动汽车柔性充放电等条件下，电力系统与其他能源系统紧密结合在一起，围绕新能源发电高效利用问题，考虑大容量储热、储氢、电动汽车的电—热—气—交通联合系统的规划和优化控制方法研究，目前基本处于空白阶段。分布式储能在配电网及用户侧的应用也是支撑可再生能源发电利用的关键技术，现有多数工作从本地应用角度出发，如何从系统角度评估储能的效益，对储能进行合理的规划和管理是分布式储能应用的关键，利用VPP技术对分布式储能进行广域协调控制是该问题的难点之一。
4.2电储能
可再生能源发电是未来能源互联网的主要能量供应来源，而大规模可再生能源接入电网所带来的非线性随机波动特性，将会影响整个系统的安全性、经济性、灵活性。据此，需要在能源网络中配置大容量储能系统来平衡可再生能源发电的间歇性和波动性，而且在能源互联网背景下对储能系统的储能材料、储能元件寿命、存储效率以及能量密度等方面要求也更高。因而，锂离子电池与全钒液流电池等电化学储能技术、超级电容器与超导电磁储能、抽水储能等储能技术，应是后阶段大容量能量储存技术中重点攻关类型。
4.3储热
储热技术大体可分为显热储能、潜热储能和化学储热三类。显热储能通过提高介质的温度实现热存储。潜热储能，即相变储能，利用材料相变时吸收或放出热量，目前以固—液相变为主。与显热储能相比，相变储能具有较稳定的温度
以及较大的能量密度。化学储热利用可逆化学反应储存热能，可实现宽温域梯级储热，能量密度可达显热和潜热储能的10倍以上。化学储热技术要求储热介质具备可逆的化学反应，储热材料选择难度大。目前储热技术仍以显热和潜热储能为主。
五、结语
在能源互联网背景下，电化学储能、储热、氢储能、电动汽车等储能技术或设备围绕电力供应，实现了电网、交通网、天然气管网、供热供冷网的“互联”，储能和能源转换设备共同建立了多能源网络的藕合关系。因此引导传统电力系统向着新能源电力系统转化是实现上述能源转型的关键途径，实现这种转型也是我国能源革命的重要目标。
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论文作者:庄剑
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
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