能源互聯(lián)網(wǎng)與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)圖書(shū)目錄

能源互聯(lián)網(wǎng)與“新電改”相互促進(jìn)

事實(shí)上，能源互聯(lián)網(wǎng)與“新電改”的合力效果并不僅僅存在于業(yè)界對(duì)“新電改”配套文件出臺(tái)的期待中，早在“新電改”方案出爐時(shí)，密切的互動(dòng)關(guān)系已有所顯現(xiàn)。“新電改”方案可概括為“三放開(kāi)、一獨(dú)立、三加強(qiáng)”。

放開(kāi)新增配售電市場(chǎng)，放開(kāi)輸配以外的經(jīng)營(yíng)性電價(jià)，公益性調(diào)節(jié)性以外的發(fā)電計(jì)劃放開(kāi)，交易機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，加強(qiáng)政府監(jiān)管，強(qiáng)化電力統(tǒng)籌規(guī)劃，強(qiáng)化和提升電力安全高效運(yùn)行和可靠性供應(yīng)水平。

 高峰表示，“新電改”和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是相互依托、相互促進(jìn)的關(guān)系。“新電改”為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了相應(yīng)的政策環(huán)境，包括放開(kāi)售電市場(chǎng)、鼓勵(lì)電力雙邊交易、發(fā)展分布式和清潔能源以及加強(qiáng)需求側(cè)管理等。

 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，則能實(shí)現(xiàn)“新電改”框架下各類型分布式可再生電源、儲(chǔ)能設(shè)備以及可控負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

 具體而言，能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)分布式可再生電源與用戶及各局部能源電力網(wǎng)絡(luò)之間的信息互聯(lián)，更好地利用廣域內(nèi)分布式電源的時(shí)空互補(bǔ)性以及儲(chǔ)能設(shè)備與需求側(cè)可控資源之間的系統(tǒng)調(diào)節(jié)潛力，從而平抑分布式可再生能源間歇特性對(duì)局部電網(wǎng)的沖擊。“既可保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，也能提高系統(tǒng)對(duì)分布式可再生電源的利用消納能力。”高峰強(qiáng)調(diào)，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵，“能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)所需的技術(shù)與智能電網(wǎng)不同，涉及的不僅是儲(chǔ)電，還有儲(chǔ)冷和儲(chǔ)氣技術(shù)。”

 在橫向推進(jìn)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時(shí)，能源互聯(lián)網(wǎng)在縱向上將對(duì)電力產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生積極影響。

 一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)能提高需求側(cè)管理精細(xì)化和用戶用電個(gè)性化水平?；诟叨刃畔⒒幕A(chǔ)設(shè)施和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，售電企業(yè)能分析不同消費(fèi)群體的用能習(xí)慣并有針對(duì)性地制定個(gè)性化用電服務(wù)模式，而用戶也將有更多用電模式選擇。

 另一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)還能推動(dòng)廣域內(nèi)電力資源的協(xié)調(diào)互補(bǔ)和優(yōu)化配置，不僅對(duì)電網(wǎng)跨區(qū)的輸送能力、經(jīng)濟(jì)輸送距離、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面提出了更高要求；同時(shí)，分布式電源與微電網(wǎng)也將有機(jī)會(huì)成為優(yōu)化電力資源配置的重要手段。

 

能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與思維的深度融合，是我國(guó)能源技術(shù)革命的具體實(shí)現(xiàn)，它不僅為能源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)健康增長(zhǎng)提供有效支撐，而且將助力中國(guó)引領(lǐng)第三次工業(yè)革命。

能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介紹

1虛擬發(fā)電廠技術(shù)

虛擬發(fā)電廠技術(shù)

屋頂光伏是常見(jiàn)的分布式能源利用裝置，陰天不能發(fā)電的遺憾卻難以避免。這正體現(xiàn)了分布式能源最本質(zhì)的缺點(diǎn)：不可控和隨機(jī)波動(dòng)性。高滲透率下，則會(huì)因此影響電網(wǎng)的穩(wěn)定。如何既能充分利用分布式能源的諸多優(yōu)點(diǎn)，又能無(wú)縫并網(wǎng)呢？虛擬電廠技術(shù)正是為了解決接入與控制環(huán)節(jié)的難題。不同于微網(wǎng)以用戶就地應(yīng)用分布式能源為主要目標(biāo)，虛擬電廠把一定范圍內(nèi)的分布式能源看作一個(gè)電廠來(lái)管理；不同于主動(dòng)配電網(wǎng)不考慮分布式能源給電力市場(chǎng)的利益，虛擬電廠以市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)。在歐美，虛擬發(fā)電廠技術(shù)已經(jīng)獲得成功應(yīng)用，虛擬電廠被視為智能配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向?！吨笇?dǎo)意見(jiàn)》中也指出，應(yīng)“逐步培育虛擬電廠、負(fù)荷集成商等新型市場(chǎng)主體，增加靈活資源供應(yīng)”。

2無(wú)線充電技術(shù)

無(wú)線充電技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)可以邊開(kāi)邊充電？可以！無(wú)線充電技術(shù)在國(guó)外一些地區(qū)已經(jīng)投入使用，如在去年，韓國(guó)鋪設(shè)了一條長(zhǎng)達(dá)12公里的無(wú)線充電路段，車(chē)輛行駛在路上可邊開(kāi)車(chē)邊充電?！吨笇?dǎo)意見(jiàn)》中明確指出，要“探索無(wú)線充電、移動(dòng)充電、充放電智能引導(dǎo)等新運(yùn)營(yíng)模式”。除了汽車(chē)，便攜設(shè)備、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等都是無(wú)線充電技術(shù)的典型應(yīng)用對(duì)象。沒(méi)有了電線的束縛而利用電磁感應(yīng)、磁場(chǎng)共振或者無(wú)線電波進(jìn)行無(wú)線充電，人類對(duì)電能的利用場(chǎng)景將發(fā)生巨大變化。無(wú)線充電技術(shù)無(wú)疑是一種更加便捷的電能傳輸方式。

3可再生能源智能運(yùn)行云平臺(tái)

再生能源智能運(yùn)行平臺(tái)

確定一個(gè)風(fēng)大的山頭有多難？測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)有代表性嗎？對(duì)于風(fēng)電廠項(xiàng)目的選址，用傳統(tǒng)的實(shí)地考察方法往往會(huì)損耗極大的精力，而且難以保證準(zhǔn)確性。同時(shí)，開(kāi)發(fā)階段的評(píng)估誤差帶來(lái)了投資回報(bào)的高度不確定性?？稍偕茉粗悄苓\(yùn)行云平臺(tái)正是為解決新能源行業(yè)的諸多困境而生，《指導(dǎo)意見(jiàn)》中第一條重點(diǎn)任務(wù)便是“推動(dòng)可再生能源智能化”。它采用全生命周期的管理方法，除了在投資階段理性地規(guī)劃設(shè)計(jì)，還在生產(chǎn)階段控制損失電量，在運(yùn)營(yíng)階段基于投資來(lái)評(píng)估和優(yōu)化策略以建立有效的管理模式，最終達(dá)到高發(fā)電量、低運(yùn)維成本的目的，從而提高發(fā)電資產(chǎn)的投資回報(bào)率。此外，可再生能源智能運(yùn)行云平臺(tái)還可以為電站進(jìn)行全生命周期的資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，從而判斷電站的交易可能和潛在交易價(jià)值，降低電站投資風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)電站交易。

4能源大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

能源大數(shù)據(jù)

   “大數(shù)據(jù)”在軍事、金融、通訊等行業(yè)存在已有時(shí)日，它已經(jīng)成為云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后又一大顛覆性的技術(shù)革命。在能源互聯(lián)網(wǎng)下，信息物理融合的能源系統(tǒng)將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在能源的勘探、生產(chǎn)、運(yùn)輸、消費(fèi)的各自領(lǐng)域中已經(jīng)成為創(chuàng)新的催化劑。能源大數(shù)據(jù)分析技術(shù)運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等深度數(shù)據(jù)挖掘算法，分析、提取數(shù)據(jù)信息中蘊(yùn)含的潛在價(jià)值，是實(shí)現(xiàn)更高效的能源利用，降低用戶的能源支出的關(guān)鍵一環(huán)。此外，在能源供應(yīng)鏈上疊加了信息鏈，能夠幫助各方更透徹地了解上下游的行為和變化，從而能夠彼此智慧協(xié)作，實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)?！吨笇?dǎo)意見(jiàn)》也鼓勵(lì)“實(shí)施能源領(lǐng)域的國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”，“實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域能源大數(shù)據(jù)的集成融合”。

 

5化學(xué)儲(chǔ)能

化學(xué)儲(chǔ)能

化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等。傳統(tǒng)的鉛酸電池目前使用最廣泛，但向兆瓦級(jí)推廣后其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較為缺乏。鋰離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)中雖然未能得到大規(guī)模的應(yīng)用，但產(chǎn)業(yè)鏈已較為成熟，存在較大的成本下降和技術(shù)提升的空間。鈉硫電池，則是化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中裝機(jī)容量最高的技術(shù)，全球視野下，中國(guó)相關(guān)研究較為落后。液流電池，要包括全釩液流電池與鋅溴液流電池兩類，可以作為未來(lái)大規(guī)模儲(chǔ)能的主要方式，但是尚未達(dá)到商業(yè)成熟階段。

 

“在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，在中國(guó)這片古老的土地上，數(shù)百萬(wàn)的中國(guó)人將可以在家中、辦公室和工廠里生產(chǎn)自己的可再生能源，并通過(guò)‘能源互聯(lián)網(wǎng)’實(shí)現(xiàn)綠色電力的共享，正如我們現(xiàn)在創(chuàng)造并實(shí)現(xiàn)信息的在線共享一樣。”這是美國(guó)趨勢(shì)經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米·里夫金3年前在《第三次工業(yè)革命》中文版序中的“預(yù)言”。

這樣的“預(yù)言”并不遙遠(yuǎn)。在互聯(lián)網(wǎng)之風(fēng)勁吹的背景下，能源領(lǐng)域也正跑步向前擁抱互聯(lián)網(wǎng)。日前，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱意見(jiàn)），用專門(mén)篇章闡述“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”，描繪了能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線圖。

能源互聯(lián)勢(shì)在必行

“能源互聯(lián)網(wǎng)”早已是熱詞。在華北電力大學(xué)能源與經(jīng)濟(jì)研究咨詢中心主任曾鳴看來(lái)，能源互聯(lián)網(wǎng)是對(duì)傳統(tǒng)的以生產(chǎn)順應(yīng)需求的能源供給模式的顛覆。

曾鳴認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，集中式和分布式可再生能源為主要能量單元，依托實(shí)時(shí)高速的雙向信息數(shù)據(jù)交互技術(shù)，涵蓋煤炭、石油、天然氣以及公路和鐵路運(yùn)輸?shù)榷囝愋途W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的新型能源利用體系。“互聯(lián)共享將成為新型能源體系中的核心價(jià)值觀。”

“發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源’，是保障我國(guó)能源安全、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的必然要求，也是順應(yīng)世界工業(yè)革命發(fā)展趨勢(shì)、促進(jìn)我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的必然選擇。”中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院院長(zhǎng)、國(guó)際能源安全研究中心主任黃曉勇說(shuō)。

能源互聯(lián)網(wǎng)具有諸多新特點(diǎn)。黃曉勇說(shuō)，一是分布式，鼓勵(lì)能源就地生產(chǎn)、就地消納，減少能源遠(yuǎn)距離輸送。二是可再生性，支持穩(wěn)定性較差的可再生能源接入，以此促進(jìn)節(jié)能減排。三是雙向互動(dòng)性，相當(dāng)一部分市場(chǎng)參與者，既是能源的生產(chǎn)者，也是能源的消費(fèi)者。

“能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不是基于現(xiàn)有的能源生產(chǎn)消費(fèi)模式和能源體制，而是要通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)這種能源技術(shù)革命，推動(dòng)能源生產(chǎn)、消費(fèi)、體制變革和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，有力地推動(dòng)我國(guó)能源革命。能源互聯(lián)勢(shì)在必行。”曾鳴說(shuō)。

能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)起什么

推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的方向逐步明晰。意見(jiàn)提出，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統(tǒng)扁平化，提高能源利用效率，推動(dòng)節(jié)能減排。加強(qiáng)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高可再生能源占比，促進(jìn)能源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化。加快發(fā)電設(shè)施、用電設(shè)施和電網(wǎng)智能化改造，提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

曾鳴分析，能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)集中在三個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)多種能源之間、能源供需雙側(cè)的充分協(xié)調(diào)互動(dòng)，提高能源資源利用效率。二是實(shí)現(xiàn)集中式能源開(kāi)發(fā)與分布式能源開(kāi)發(fā)的相互融合，提升清潔能源的接納能力，提升傳統(tǒng)化石能源開(kāi)發(fā)利用的精細(xì)化程度，提升系統(tǒng)的清潔低碳發(fā)展水平。三是讓用戶在不同能源種類上具備自主選擇權(quán)，在用戶端形成更為廣泛的需求側(cè)響應(yīng)行為，配合分布式能源的開(kāi)發(fā)利用，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

能源互聯(lián)網(wǎng)在提高可再生能源的運(yùn)行效率方面已取得進(jìn)展。據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦海巖介紹，通過(guò)信息采集、智能控制等技術(shù)打造的機(jī)器互聯(lián)網(wǎng)，使風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站成為與傳統(tǒng)電廠一樣的高效可靠電源。目前風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)能夠做到根據(jù)采集的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)機(jī)組所處環(huán)境及可能發(fā)生故障，進(jìn)而給出預(yù)防性運(yùn)行策略和維護(hù)方案，優(yōu)化了發(fā)電量，降低了故障停機(jī)檢修時(shí)間，提高了電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行性能。

能源互聯(lián)仍待發(fā)力

作為新興事物，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍需突破諸多瓶頸。曾鳴認(rèn)為，一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)多能源領(lǐng)域的互補(bǔ)協(xié)調(diào)，在建設(shè)過(guò)程中要統(tǒng)籌兼顧多個(gè)能源領(lǐng)域的行業(yè)特性、發(fā)展特征，制定科學(xué)合理的頂層設(shè)計(jì)機(jī)制及發(fā)展規(guī)劃；另一方面，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)技術(shù)、信息技術(shù)要求高，要有針對(duì)性地支持建設(shè)若干能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，圍繞多種能源關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。

黃曉勇說(shuō)，既要在儲(chǔ)能設(shè)備、智能電網(wǎng)、主動(dòng)配電技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，也需要在體制機(jī)制上加大改革力度，破除壟斷，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與能源行業(yè)的深度融合。

“電力體制改革是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要體制支撐。”信達(dá)證券能源互聯(lián)網(wǎng)首席研究員曹寅認(rèn)為，電改之后售電公司更大的業(yè)務(wù)空間必然是通過(guò)業(yè)務(wù)增值來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括故障處理與維護(hù)、節(jié)能服務(wù)、信息服務(wù)、降低購(gòu)電成本等。

“更重要的是，隨著互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式同能源行業(yè)的深入融合，電力生產(chǎn)、配送、消費(fèi)的數(shù)據(jù)將成為核心資源。”曹寅說(shuō)。

能源互聯(lián)網(wǎng)還將聯(lián)起普通公眾。未來(lái)透過(guò)家家戶戶的智能電表，或可實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集與雙向交互，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上繳費(fèi)和電量信息查詢，更可為智能家居的電能應(yīng)用提供大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等數(shù)據(jù)支撐。

能源互聯(lián)網(wǎng)的圖景正在徐徐展開(kāi)?？梢韵胂螅ヂ?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與能源的“聯(lián)姻”，將激發(fā)更多的商業(yè)模式創(chuàng)新，涌現(xiàn)更多用戶選擇和能源消費(fèi)新業(yè)態(tài)。