能源互聯網理念與實踐

張源

【摘要】：隨著能源的逐漸減少，研究與利用可再生能源成為了目前社會各界關注的焦點。能源互聯網能夠融合可再生能源，同時兼具互聯網所具有的特征，讓對能源的應用從以化石燃料為主向清潔能源、可再生能源轉變，能源互聯網可以實現能源結構的改變并且提升各類能源的利用率。各國一直受到能源問題的困擾，日益嚴重的生態問題與環境問題對能源的使用提出了更多的要求，能源互聯網的構建符合當代的需求，是一項具有實際意義的工程。

【關鍵詞】：能源互聯網；理念；實踐

引言

傳統能源系統研究僅局限于電、熱、氣單一能源形式系統內部的研究，而對于促進可再生能源消納、有利于能源利用效率提高的能源互聯網的研究較少。單一能源利用形式，無法充分發揮各能源綜合利用的優勢互補作用，多種能源的綜合統籌應用可提高能源消納能力，更大范圍內實現能源資源合理優化配置。

1、能源互聯網理念

能源互聯網的基本內涵包含能源、互聯、網3個方面：①能源強調多種不同能源形式的耦合，傳統能源與新能源、一次能源與二次能源等的耦合；②互聯是互聯網思維在傳統能源行業的滲透應用，使得與互聯網融合的能源行業具有平等、開放、對等、互聯等的特點；③網是能量流與信息流存在的形式，實現各能源主體彼此連接和能源用戶的廣泛參與。能源互聯網具有開放、互聯、對等、共享等特點：①開放，能源互聯網對各分布式能源、分布式儲能設備等具有開放特性，可實現即插即用功能；②互聯，能源互聯網中多種信息具有互聯互通的特點；③對等，能源互聯網中能量消費者同時又是能量生產者，同時，系統內信息流可實時反應整體和局部的狀態；④共享，能源互聯網中的信息流是共享的，整個系統可通過信息流來進行能量流的優化調整。

從能量生產、傳輸、轉換等方面看，能源互聯網實現了能量在狀態、時間、空間等方面的變化：①形式方面，能源互聯網可實現電、熱、氣等不同能源形式所組成的電力網、熱力網、天然氣網的相互耦合；②時間方面，能源互聯網可通過儲能裝置的“削峰填谷”作用，在負荷低谷時段將電力存儲起來，并在電力負荷高峰時段加以使用，實現能量在時間尺度上的轉移；③空間方面，能源互聯網可實現區域級、跨區級互聯甚至“全球互聯”，即能量在空間尺度的轉移。

2、能源互聯網的實踐途徑

2.1建設實踐體系

雖然已經不提倡使用化石燃料，但化石燃料仍舊具有相當重要的作用，它是實踐體系中的一部分。實踐體系大體上可分為兩種，第一種為集中式，第二種為分布式，通過這兩種實踐體系實現能源供給，保證各方對能源的使用。各個客戶在消耗能源的同時也能夠產生能源，在這里可以對節能技術進行運用，提升能源利用率的同時盡可能減少能源的消耗，同時對能源消耗的剩余能量進行回收；對分布式以及集中式進行運用，將這二者進行結合，既可以對能源進行生產，也能夠對能源進行補足與回收，保證企業以及用戶對能源的具體需求，讓各類能源能夠得到有效利用；使用云服務對各個生產商、供應商以及用戶進行管理，并且為之提供多種類型的服務，保證能源互聯網的有效應用。

2.2完善當前能源結構

在化石燃料中，天然氣是目前使用最為廣泛的，雖然它的燃燒不會產生污染物，但是所產生的二氧化碳會造成溫室效應，而且天然氣儲存量也在逐年減少。清潔能源以及可再生能源是當代最為提倡使用的能源，它們在使用過程中不會產生污染物或者碳化物，而且價格較為低廉，但是它們的生成存在著一定的不確定性，這對于能源的供應會產生影響，因此，能源互聯網在應用過程中需要將二者進行結合，將這二者的優勢進行發揮，減少使用過程中污染物的排放，將各類資源進行靈活運用，對能源進行補充，減少對化石燃料的使用，對當前的能源結構進行完善。

2.3分區域進行應用

我國幅員遼闊，擁有眾多省市，能源互聯網無法兼顧到我國各個地區，它需要將我國劃分為各個區域，在這些區域中進行應用，發揮出它應有的作用。能源互聯網在其中設置能源系統，用戶需要對節能技術進行使用，減少對化石燃料等不可再生能源的需求，繼而對分布式進行利用，對用戶在生活中使用的水、電、熱等能源進行估計，按照定量對用戶進行能源供給，在不同季節使用不同類型的能源，同時注重對工業余能的使用，盡可能的降低能源的使用量，幫助國家解決當前的能源問題。

3、能源互聯網的關鍵技術

目前來看，已建成的能源互聯網系統和規劃中的能源互聯網系統往往離不開六個基本的關鍵技術，即先進儲能技術、固態變壓器技術、智能能量管理技術、智能故障管理技術、可靠安全通信技術和系統規劃分析技術。六項技術以及其對應功能如表1所示。

儲能技術也就是圖1中的儲能設備，該設備可以提升能源的使用效率，在能源互聯網中，該設備處于核心環節，儲能技術要求有效保證能量的儲存、較小的流失率以及較大的容量。固態變壓器與常規變壓器相比，能夠實現原方電流、副方電流、功率的較好把控，并提升電能質量和供電穩定性，在電能產生方式多變的能源互聯網中固態變壓器十分重要。智能能量管理技術通常應用于各個智能化模塊中，以提升各環節對能量的把控，比如圖1智能寫字樓中電力系統，以智能化技術控制其用電和發電，實現能源使用效率的提升。智能故障管理技術是指系統的控制模塊和其他智能模塊可以察覺系統中的異常，并根據設定的處理程序處理、排除故障，保持整個能源互聯網的使用性能。可靠安全通信技術是指在通信在系統內部是安全的，只進行定點傳輸，不會泄露，同時范圍內的傳播也可以確保通信質量。系統規劃分析技術是指在建設能源互聯網時，規劃出各個環節和對象以及各自所處的位置、在系統中的作用，據此分析能源互聯網的功能，并作為依據指導后續建設工作。

結語

能源互聯網的發展，有利于提高可再生能源的消納，減少環境污染，實現能源資源的合理優化配置，具有良好的社會效益和經濟效益。

【參考文獻】：

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