能源互聯網的概念、特征和發展

周子琨

摘 要 現如今，能源互聯網成為互聯網大繁榮時期的研究熱點，但是關于能源互聯網的研究多存在于理論研究階段，有許多亟待解決的問題。本文類比互聯網的發展經驗，剖析能源互聯網的概念、產生背景，梳理出其主要特征，并且對能源互聯網的發展提出了一些建議。

【關鍵詞】能源互聯網 可再生能源 電動汽車 大數據

能源問題是人類社會可持續發展需要解決的核心問題。在傳統的能源設施架構中，不同的能源之間存在明顯的供需界限，能源的利用效率較低，不能夠大規模的接入風能、太陽能等分布式發電以及電動汽車等柔性負荷。但是互聯網技術的日益成熟為能源戰略提供了技術支持，更為能源的利用帶來了啟發。因此，能源互聯網成為第三次工業革命中重要的組成部分，得到了社會的重視，相關的研究逐漸增多。

1 能源互聯網的概念

關于能源互聯網的定義一直存在爭議，本文旨在把握能源互聯網的整體概念。類比于互聯網，我們可以對能源互聯網理解如下：互聯網是一種實現全球網絡資源共享的網絡結構，信息在互聯網中以字節流的形式通過光纜、電磁波等媒介進行傳播。而能源互聯網是實現能源在全球的資源共享，依托于電網，建立以電能為基本形式的多種能源融合傳輸和供給渠道，實現多種能源相互間的轉化和綜合應用。互聯網中有服務器和客戶機，能源互聯網中的服務器是指由傳統的煤炭、石油、天然氣等能源的構成的大型發電廠、熱電廠等，而客戶機包括分布式的風電、光伏發電系統和以電動汽車為主的電氣化交通系統。互聯網存在局域網內部信息交互和廣域網信息交流，同樣能源互聯網也實現能源的局部消納和大范圍的能源共享。

但實際上能源互聯網只是形式上和互聯網相似，內容上更加復雜，涵蓋了能源、電網、信息通信、金融、設備制造等行業或領域。

2 能源互聯網的特點

2.1 能源耦合度高，可再生能源優化利用

能源互聯網打破了以往電、熱、氣等各種形式能源相互獨立的格局；隨著微電網技術的發展，可再生分布式發電滲透率增高；因此需要能源互聯網整合多種形式的傳統能源發電和新能源發電，在儲能裝置的配合下，管理能源的產生、分配和利用，在用戶側實現能源的互聯和共享。

2.2 關鍵技術愈發重要

隨著智能電網的發展，信息通信技術、自動控制技術和電力電子技術廣泛應用于電力網絡中，有助于實現電能管理和控制的自動化和信息化。同時智能電網實現了電能的即插即用，具有高度靈活性和兼容性。能源互聯網依托這些技術，實現靈活高效的的電能變換、控制和利用。

2.3 數據蘊含價值高

互聯網時代，在能源系統中每時每刻都會產生、收集、存儲和處理這海量的數據，數據呈現指數級的爆炸性增長，通過大數據分析可以從中提煉出有價值的信息，有助于電網規劃和資源整合。并且依托于大數據分析、機器學習等智能算法，能源從生產到利用整個過程通過自我學習的方式可以實現智能化，自動化管理。

2.4 電力系統和交通系統耦合度高

電動汽車作為電氣化交通系統的核心，可以同時充當儲能設備以平抑可再生能源波動，將在能源互聯網中發揮重要作用。近年來，隨著電池技術的逐漸成熟和成本的不斷下降，以電動汽車為核心的電氣化交通正在快速發展。可以預見，以電動汽車為紐帶，電力系統與交通系統的耦合程度在未來將不斷加深。電氣化交通系統尤其是電動汽車將成為能源互聯網的重要組成部分。

2.5 儲能裝置大力發展

儲能裝置在平衡能源動態流動過程中發揮了不可或缺的作用，包括抽水儲能、氫氣儲能、電池儲能等方式在內的儲能技術和設備，在儲能容量和充放電速度上有各自的優勢，特別是隨著石墨烯電池的不斷研究，儲能設備將得到更加廣泛的利用。

3 能源互聯網的發展

能源互聯網對于整個國家經濟水平的提高以及人類社會的可持續發展都具有重要的意義，應該得到大力的支持和發展，根據目前能源互聯網的發展情況，本文從國家戰略和技術發展層面，提出如下建議：

在國家戰略政策層面，我們應該學習歐美等發達國家的發展經驗，并結合我國的實際情況，建立符合符合我國國情的能源互聯網體系。我們應該建立健全完善的的能源法律體系以及合理的電力規劃設計體系，從而實現電力發展和管理的科學化、法制化以及標準化。同時我們也應該意識到能源互聯網給能源市場帶來的勃勃生機，在更加開放、自由的市場中，能源生產者生產更高效更低成本的優質能源，能源運輸商設計更能優化資源利用的傳輸方案，能源零售商提供更加人性化、高品質的能源套餐，所以國家應該采取激勵措施形成有效競爭的市場結構和市場體系，帶動能源市場穩步發展。

在技術發展層面，能源互聯網設計的技術較多，包括柔性輸配電技術、高效儲能技術、智能化控制技術，信息通信技術等方面，還有與能源互聯網配套的“大數據”、“云計算”等技術。上述關鍵技術的突破將會帶來巨大的經濟效益和社會效益。針對這些技術難題，我們要集中力量進行攻關和解決，最終實現形成一個通信流暢、控制靈活、能源互聯、優化互補、資源共享的能源體系。

4 結語

關于能源互聯網至今沒有明確的定義，也是專家學者一直致力于研究的一個領域。能源互聯網的目的是通過互聯網技術解決可再生能源以及電動汽車等柔性負載給能源系統帶來的問題。本文通過類比的方法分析了能源互聯網的概念，宏觀上對能源互聯網有了一定的認識。剖析了能源互聯網的主要特征，這些特征特征體現出能源互聯網涉及領域廣、技術要求高的特點。最后根據目前能源互聯網發展情況，從國家戰略層面和技術要求層面為能源互聯網的發展提出了一些建議。

參考文獻

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作者單位

山東省青島第五十八中學 山東省青島市 266100endprint