鐘曉宇+王曉文

摘 要：為解決日益嚴重的環(huán)境污染、能源缺乏、空間分布不平衡問題，以分布式能源和互聯(lián)網(wǎng)為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)引起了國內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注。首先對能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生背景和概念進行了全面的綜述；再對國內(nèi)外研究發(fā)展情況結(jié)合前沿技術(shù)進行了介紹，總結(jié)概括了現(xiàn)如今的研究成果；最后，對能源互聯(lián)網(wǎng)這一新興課題的研究方向、研究重點和難點進行了分析，并提出意見和建議。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.199

0 引言

隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，對能源的需求也逐漸增大，環(huán)境污染嚴重，促使能源分布不平衡情況加劇。能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等眾多技術(shù)的有機結(jié)合，能夠有效解決能源空間分布不均問題并實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉锤咝Ю谩沫h(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也勢在必行。

綜合以上原因，本文對能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生背景和定義進行了全面的綜述，對國內(nèi)外研究發(fā)展情況結(jié)合前沿技術(shù)進行了介紹，總結(jié)了現(xiàn)如今的研究成果，對能源互聯(lián)網(wǎng)這一新興課題的研究方向、研究和難點進行了分析，并提出意見和建議。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)概念、產(chǎn)生背景及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的定義及產(chǎn)生背景

能源互聯(lián)網(wǎng)是指借鑒互聯(lián)網(wǎng)的概念，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電力電子技術(shù)和信息技術(shù)將可再生分布式能源采集裝置和存儲裝置作為網(wǎng)絡節(jié)點與負荷節(jié)點聯(lián)結(jié)起來，從而將傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌焖僦斡芰Φ闹悄芑瘮?shù)字網(wǎng)絡，實現(xiàn)能源和信息的雙向流通網(wǎng)絡，合理分配共享能源[1]。化石能源在傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位，由于大量、粗獷的使用方式，讓本就不可持續(xù)使用的化石能源出現(xiàn)危機，環(huán)境污染問題也日益嚴重，可再生能源的使用成為必然趨勢，引發(fā)新一輪的能源革命，在“互聯(lián)網(wǎng)+”和創(chuàng)新驅(qū)動等國家戰(zhàn)略背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到業(yè)界廣泛關(guān)注。能源互聯(lián)網(wǎng)這一想法最早與2011年出現(xiàn)在美國學者Jeremy Rifkin的《第三次工業(yè)革命》一書中，認為結(jié)合新能源技術(shù)和信息技術(shù)的新型能源利用體系即將出現(xiàn)，即“能源互聯(lián)網(wǎng)（Energy Inter-net）[2]。

1.2 國內(nèi)外能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況

目前對能源互聯(lián)網(wǎng)的認知方式共有三種：一是將信息網(wǎng)絡定位指導能源網(wǎng)絡調(diào)度方式，輔助互聯(lián)網(wǎng)進行信息采集、處理，作為能源互聯(lián)網(wǎng)的決策網(wǎng)；二是將能源互聯(lián)網(wǎng)看作能夠充分融合信息通訊系統(tǒng)的開放式架構(gòu)，成為具有大電網(wǎng)、局域網(wǎng)特征的新型能源網(wǎng)；三是將能源和互聯(lián)網(wǎng)進行有機結(jié)合，實現(xiàn)與用戶間能源和信息雙向流通的高效利用網(wǎng)。

國外方面，因能源技術(shù)的變革關(guān)系到其他工業(yè)水平的進步和發(fā)展，會對社會生產(chǎn)方式、民生用電方式產(chǎn)生深遠影響。因此，各國均投大量資金和人力對能源互聯(lián)網(wǎng)進行深入研究。文獻[3]介紹了一種適用于分布式可再生能源存儲設備的未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)，即FRREDM。國內(nèi)方面，隨著環(huán)境污染愈發(fā)嚴重，能源可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。2009年5月，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了建設具有信息化、自動化、互動化特點的特高壓骨干網(wǎng)架、各電網(wǎng)電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)。2014年提出了建設以特高壓為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅強智能電網(wǎng)。文獻[4]回顧了三代電網(wǎng)的發(fā)展歷程和技術(shù)特點，分析了源、受兩端和電力傳輸系統(tǒng)以及構(gòu)建新一代能源系統(tǒng)的難點問題和其優(yōu)越性。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標是依托互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等前沿技術(shù)，達到能源空間分布合理，實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消耗實時平衡。在能源結(jié)構(gòu)方面，能源的生產(chǎn)、供給和消耗要向清潔環(huán)保和高效節(jié)能方向發(fā)展。在技術(shù)屬性層面，信息技術(shù)的發(fā)展是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)智能化的基礎(chǔ)和前提。只有保證對能源生產(chǎn)和在電網(wǎng)上的運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，才能實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制，實現(xiàn)信息流和能量流的雙向流通。目前根據(jù)其他技術(shù)的發(fā)展情況，能源互聯(lián)網(wǎng)共有以下兩種發(fā)展模式。（1）基于大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式；（2）基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式；文獻[5]分析了可再生能源分布式發(fā)電的能量波動性以及用戶驅(qū)動的能量需求的時空隨機性是導致能源互聯(lián)網(wǎng)中能量流本身具有先天的不確定性與無秩序性的原因，由于分布式儲能技術(shù)可以有效消除能量流的不確定性，并使能量的時空轉(zhuǎn)移和能量流的有序流動成為可能，成為能源互聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)支撐。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)目前面臨的問題

因能源互聯(lián)網(wǎng)的建設需要依托電力網(wǎng)的建設，只有解決好電力網(wǎng)中現(xiàn)存的技術(shù)問題，才能為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供基礎(chǔ)。

能源互聯(lián)網(wǎng)的建設需要能源消費者、能源管理者、發(fā)電企業(yè)之電網(wǎng)、能源服務企業(yè)以一種全新的電力思維模式，在商業(yè)模式、營銷模式、研發(fā)模式、運營模式、服務模式等方面都必須以互聯(lián)網(wǎng)的時代特征進行重建。新的思維模式不代表簡單的能源+互聯(lián)網(wǎng)模式，而是在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上通過信息智能化手段解決新能源接入后的安全、效率等問題，也包括采用互聯(lián)網(wǎng)理念、方法和技術(shù)實現(xiàn)能源基礎(chǔ)設施架構(gòu)本身的重大變革。

4 結(jié)論與展望

經(jīng)長期的對能源發(fā)展體系的研究發(fā)現(xiàn)，使能源與智能電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)相結(jié)合的能源互聯(lián)網(wǎng)可以從根本上解決這一問題。未來的能源互聯(lián)網(wǎng)可以從可再生能源、天然氣、電氣化交通系統(tǒng)、電網(wǎng)管理運營服務、特高壓智能電網(wǎng)這五個方面作為發(fā)展方向。本文解析了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，介紹了其產(chǎn)生的背景和國內(nèi)外的發(fā)展情況。在這基礎(chǔ)之上，對能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢和面臨的問題進行了分析，認為能源互聯(lián)網(wǎng)必然是能源行業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的大勢所趨，提出了今后的發(fā)展重點，對全球互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有參考價值。

參考文獻：

[1]Rifkin J.The third industrial revolution：how lateral power is transforming energy，the ec-onomy，and the world[M].New York：Palgrave Ma- cmillan，2011：73-107.

[2]查亞兵，張濤，黃卓等.能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國科學：信息科學，2014：44（06）：702-713.

[3]HUANG A Q，CROW M L，HEYDT G T，ea al.The Future Renewable Electric Energy Delivery and Manag-ement（FREEDM）system：the energy intenert[J].P-roceedings of the IEEE，2011，99（01）：133-148.

[4]周孝信.構(gòu)建新一代能源系統(tǒng)的設想[J].陜西電力，2015，43（09）：1-4.

[5]慈松，李宏佳，陳鑫等.能源互聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)支撐：分布式儲能技術(shù)的探索與實踐[J].中國科學：信息科學，2014，44（06）：762-773.

作者簡介：鐘曉宇（1992-），男，遼寧鐵嶺人，碩士研究生在讀。endprint