能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)分析

張賽娜 劉英杰 楊海

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)+理念的推廣與應用，使得能源領域也進入了互聯(lián)網(wǎng)+時代。為了能夠促進能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，加強能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的研究，有著現(xiàn)實的意義。文中基于能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的需要，能源互聯(lián)網(wǎng)通信總體架構(gòu)，本文重點分析了能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的相關問題，在闡述能源互聯(lián)網(wǎng)概念與特征的基礎上， 對互聯(lián)網(wǎng)措施的安全性、可靠性等有利因素進行探討 ，希望能對相關學者工作有所幫助.

關鍵詞：能源;互聯(lián)網(wǎng);信息技術(shù);應用分析

能源互聯(lián)網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的代表備受關注，能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎，能源危機也是所有國家和地區(qū)普遍面臨的問題，可再生資源已經(jīng)成為未來推動社會發(fā)展的重要原動力。在信息技術(shù)快速發(fā)展的大時代下，信息技術(shù)與可再生能源相結(jié)合的產(chǎn)物--能源互聯(lián)網(wǎng)能有效解決可再生能源的有效利用等問題，并為其提供可行的技術(shù)性保障，因此在現(xiàn)階段社會生產(chǎn)中具有很好的應用價值。

一、能源互聯(lián)網(wǎng)定義概述

能源互聯(lián)網(wǎng)可理解是綜合運用先進的電力電子技術(shù)， 信息技術(shù)和智能管理技術(shù)， 將大量由分布式能量采集裝置， 分布式能量儲存裝置和各種類型負載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡節(jié)點互聯(lián)起來， 以實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡。從政府管理者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是兼容傳統(tǒng)電網(wǎng)的，可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的、滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結(jié)構(gòu);從運營者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是能夠與消費者互動的、存在競爭的一個能源消費市場，只有提高能源服務質(zhì)量，才能贏得市場競爭;從消費者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅具備傳統(tǒng)電網(wǎng)所具備的供電功能，還為各類消費者提供了一個公共的能源交換與共享平臺。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征

可再生：可再生能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要能量供應來源。可再生能源發(fā)電具有間歇性、波動性，其大規(guī)模接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生沖擊，從而促使傳統(tǒng)的能源網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型為能源互聯(lián)網(wǎng)。分布式：由于可再生能源的分散特性，為了最大效率的收集和使用可再生能源，需要建立就地收集、存儲和使用能源的網(wǎng)絡，這些能源網(wǎng)絡單個規(guī)模小，分布范圍廣，每個微型能源網(wǎng)絡構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)的一個節(jié)點。互聯(lián)性：大范圍分布式的微型能源網(wǎng)絡并不能全部保證自給自足，需要聯(lián)起來進行能量交換才能平衡能量的供給與需求。能源互聯(lián)網(wǎng)關注將分布式發(fā)電裝置、儲能裝置和負載組成的微型能源網(wǎng)絡互聯(lián)起來，而傳統(tǒng)電網(wǎng)更關注如何將這些要素“接進來”。開放性：能源互聯(lián)網(wǎng)應該是一個對等、扁平和能量雙向流動的能源共享網(wǎng)絡，發(fā)電裝置、儲能裝置和負載能夠“即插即用”，只要符合互操作標準，這種接入是自主的，從能量交換的角度看沒有一個網(wǎng)絡節(jié)點比其它節(jié)點更重要。 智能化：能源互聯(lián)網(wǎng)中能源的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用都應該具備一定的智能。

三、能源互聯(lián)網(wǎng)對信息技術(shù)發(fā)展的影響模式

現(xiàn)代社會，全球范圍內(nèi)的能源供給和需求矛盾都非常嚴峻，促使人們尋求更環(huán)保、更便捷的能源使用方法，第三次科技革命中提出的融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的構(gòu)建，開啟了能源互聯(lián)網(wǎng)措施技術(shù)研究的大門。針對能源供給相對緊缺的現(xiàn)狀，各團隊根據(jù)自身需求開展了大量創(chuàng)新工作，從不同角度對能源互聯(lián)網(wǎng)進行詮釋。

能源互聯(lián)網(wǎng)在進行工作時應具備嚴格的性能特征。適應可再生能源的分散特性，收集、存儲和使用網(wǎng)絡節(jié)點;保證分布式的能源互聯(lián)網(wǎng)相互連通，合理地進行能源間的交換，提供雙向流動的能源共享網(wǎng)絡，嚴格控制接入規(guī)則，避免用戶信息被泄漏或篡改;具備自愈和抗毀能力，在環(huán)境影響或操作失誤的情況下仍能保持系統(tǒng)正常運行，并對錯誤和漏洞有及時修復的能力;在傳統(tǒng)能源互聯(lián)網(wǎng)措施逐步改造的基礎上，實現(xiàn)微型能源的融入，逐步形成更穩(wěn)健的能源互聯(lián)網(wǎng)。

四、能源互聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)和關鍵技術(shù)

4.1能源互聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

能源互聯(lián)網(wǎng)是由大量微電網(wǎng)連接組成的，每一個微電網(wǎng)都是一個完整的單元。一個家庭或一個用戶單元的能源互聯(lián)網(wǎng)的組成部分主要包括分布式可再生能源發(fā)電和儲能裝置、智能能量管理設備、變流裝置和負載。

4.2能源互聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)是指可再生能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送、利用、服務環(huán)節(jié)中的核心技術(shù)。包括新能源發(fā)電技術(shù)、大容量遠距離輸電技術(shù)、先進電力電子技術(shù)、需求響應技術(shù)、先進信息技術(shù)、微能源網(wǎng)技術(shù)等。

4.2.1新能源發(fā)電技術(shù)

新能源包括風能、太陽能、生物質(zhì)能、核能等清潔能源。以上能源具有分布不集中，風能、太陽能供能不穩(wěn)定的特點。因此分布式儲能技術(shù)、光伏發(fā)電和太陽能集熱發(fā)電技術(shù)、變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的研究就成為了重點。

4.2.2先進電力電子技術(shù)

由于數(shù)字信號處理能力的提升，使得系統(tǒng)控制策略多樣化，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、預測控制等技術(shù)的使用將成為現(xiàn)實，一系列復雜算法將在DSP內(nèi)整合，增強設備的靈活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2.3先進信息技術(shù)

主要由智能感知、大數(shù)據(jù)分析和云計算組成。在此技術(shù)支持下可以實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、管理、分析及互動服務的功能。

五、結(jié)語

要想大力快速地發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，一定要在全國建立一個能源互聯(lián)網(wǎng)的共享平臺。目前我國對能源互聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)人員以及設備遍布全國各地，相互之間得不到信息以及資源的共享，大大降低了對能源互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的進度和效率。研發(fā)人員在該平臺上可以實現(xiàn)信息的最大利用化。能源互聯(lián)網(wǎng)不宜在全國大范圍同時全面發(fā)展，應循序漸進，科學推進能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，首先在一個城市進行大力地推廣，使其成為示范城市，這樣不僅可以使其作為其他城市參考的模本，還可以帶動其他城市相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以電力網(wǎng)為基礎，利用可再生能源技術(shù)、 智能電網(wǎng)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 融合電力網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、氫能源網(wǎng)等多能源網(wǎng)及電氣化交通網(wǎng)，形成多種能源高效利用和多元主體參與的能源互聯(lián)共享網(wǎng)絡。建立能源互聯(lián)網(wǎng)的核心目的是改變傳統(tǒng)的能源利用模式，推動經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展。為實現(xiàn)這一目的，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源利用技術(shù)是關鍵的技術(shù)。

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作者簡介：

第一作者：張賽娜，中級工程師，學歷：博士，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責任公司;

第二作者：劉英杰，高級工程師，學歷：本科，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責任公司;

第三作者：楊海，中級工程師，學歷：碩士，單位：北京源深節(jié)能技術(shù)有限責任公司。