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能源互联网理念与实践

2018-01-04张源

中国绿色画报 2017年11期
关键词:能源互联网理念实践

张源

【摘要】:随着能源的逐渐减少,研究与利用可再生能源成为了目前社会各界关注的焦点。能源互联网能够融合可再生能源,同时兼具互联网所具有的特征,让对能源的应用从以化石燃料为主向清洁能源、可再生能源转变,能源互联网可以实现能源结构的改变并且提升各类能源的利用率。各国一直受到能源问题的困扰,日益严重的生态问题与环境问题对能源的使用提出了更多的要求,能源互联网的构建符合当代的需求,是一项具有实际意义的工程。

【关键词】:能源互联网;理念;实践

引言

传统能源系统研究仅局限于电、热、气单一能源形式系统内部的研究,而对于促进可再生能源消纳、有利于能源利用效率提高的能源互联网的研究较少。单一能源利用形式,无法充分发挥各能源综合利用的优势互补作用,多种能源的综合统筹应用可提高能源消纳能力,更大范围内实现能源资源合理优化配置。

1、能源互联网理念

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。

2、能源互联网的实践途径

2.1建设实践体系

虽然已经不提倡使用化石燃料,但化石燃料仍旧具有相当重要的作用,它是实践体系中的一部分。实践体系大体上可分为两种,第一种为集中式,第二种为分布式,通过这两种实践体系实现能源供给,保证各方对能源的使用。各个客户在消耗能源的同时也能够产生能源,在这里可以对节能技术进行运用,提升能源利用率的同时尽可能减少能源的消耗,同时对能源消耗的剩余能量進行回收;对分布式以及集中式进行运用,将这二者进行结合,既可以对能源进行生产,也能够对能源进行补足与回收,保证企业以及用户对能源的具体需求,让各类能源能够得到有效利用;使用云服务对各个生产商、供应商以及用户进行管理,并且为之提供多种类型的服务,保证能源互联网的有效应用。

2.2完善当前能源结构

在化石燃料中,天然气是目前使用最为广泛的,虽然它的燃烧不会产生污染物,但是所产生的二氧化碳会造成温室效应,而且天然气储存量也在逐年减少。清洁能源以及可再生能源是当代最为提倡使用的能源,它们在使用过程中不会产生污染物或者碳化物,而且价格较为低廉,但是它们的生成存在着一定的不确定性,这对于能源的供应会产生影响,因此,能源互联网在应用过程中需要将二者进行结合,将这二者的优势进行发挥,减少使用过程中污染物的排放,将各类资源进行灵活运用,对能源进行补充,减少对化石燃料的使用,对当前的能源结构进行完善。

2.3分区域进行应用

我国幅员辽阔,拥有众多省市,能源互联网无法兼顾到我国各个地区,它需要将我国划分为各个区域,在这些区域中进行应用,发挥出它应有的作用。能源互联网在其中设置能源系统,用户需要对节能技术进行使用,减少对化石燃料等不可再生能源的需求,继而对分布式进行利用,对用户在生活中使用的水、电、热等能源进行估计,按照定量对用户进行能源供给,在不同季节使用不同类型的能源,同时注重对工业余能的使用,尽可能的降低能源的使用量,帮助国家解决当前的能源问题。

3、能源互联网的关键技术

目前来看,已建成的能源互联网系统和规划中的能源互联网系统往往离不开六个基本的关键技术,即先进储能技术、固态变压器技术、智能能量管理技术、智能故障管理技术、可靠安全通信技术和系统规划分析技术。六项技术以及其对应功能如表1所示。

储能技术也就是图1中的储能设备,该设备可以提升能源的使用效率,在能源互联网中,该设备处于核心环节,储能技术要求有效保证能量的储存、较小的流失率以及较大的容量。固态变压器与常规变压器相比,能够实现原方电流、副方电流、功率的较好把控,并提升电能质量和供电稳定性,在电能产生方式多变的能源互联网中固态变压器十分重要。智能能量管理技术通常应用于各个智能化模块中,以提升各环节对能量的把控,比如图1智能写字楼中电力系统,以智能化技术控制其用电和发电,实现能源使用效率的提升。智能故障管理技术是指系统的控制模块和其他智能模块可以察觉系统中的异常,并根据设定的处理程序处理、排除故障,保持整个能源互联网的使用性能。可靠安全通信技术是指在通信在系统内部是安全的,只进行定点传输,不会泄露,同时范围内的传播也可以确保通信质量。系统规划分析技术是指在建设能源互联网时,规划出各个环节和对象以及各自所处的位置、在系统中的作用,据此分析能源互联网的功能,并作为依据指导后续建设工作。

结语

能源互联网的发展,有利于提高可再生能源的消纳,减少环境污染,实现能源资源的合理优化配置,具有良好的社会效益和经济效益。

【参考文献】:

[1]“第五能源”面面观2015-01-28中东贸易平台.

[2]王赵宾.泛能微网构建一个多赢的能源系统[J].科学中国,2016-01-21.

[3]中国再谋能源新局.中央政府门户网站www.gov.cn2015-11-1011:06来源:瞭望.endprint

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