冉文彬

（鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451400）

能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)研究

冉文彬

（鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451400）

社會的進步與經(jīng)濟的增長有效推進了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得信息技術(shù)與能源技術(shù)得到了有效融合，從而為可再生清潔能源的發(fā)展做出了重要貢獻，并推動社會向著更加美好的方向發(fā)展?；诖?，文章以能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)為主要研究內(nèi)容，通過對能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡單概述，對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)展開了深層次的探索。

互聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)形態(tài)；可再生能源

現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展一直以工業(yè)為主，而工業(yè)開展生產(chǎn)活動時，往往會對環(huán)境造成嚴重的破壞，尤其是最近幾年，環(huán)境問題越來越嚴重，世界各地開始積極開展新能源革命。通過尋找可再生能源，不斷地對煤炭等一次能源進行代替，這樣不僅會對環(huán)境保護起到至關(guān)重要的作用，而且還會減少對一次能源的使用。與此同時，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，其中包括了能源領(lǐng)域，從而研制出全新的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。因此，對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)進行研究具有重要意義，可以使我國能源領(lǐng)域加強對互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，從而更好地建設(shè)人們生活的家園。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵

近年來，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸與其他技術(shù)進行了有效融合，從而出現(xiàn)了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。能源互聯(lián)網(wǎng)可以理解為利用信息、計算機等先進的技術(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(luò)、石油網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源節(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(luò)[1]。以石油行業(yè)為例，在整個石油生產(chǎn)活動中，從最初的開采環(huán)節(jié)，一直到石油最終的使用，所使用到的設(shè)備全部利用線路連接到一起，使得整個工作周期構(gòu)成一個良好的整體。同時。以先進的科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，將所有環(huán)節(jié)的工作有效落實到實際當中。再例如電力領(lǐng)域中，以往對電網(wǎng)進行檢測時，范圍往往不是很大，使得采集到的信息數(shù)量較少，無法利用這些信息作出做準確的判斷。而能源互聯(lián)網(wǎng)則擴大了檢測范圍，從而加強了對整個電網(wǎng)的監(jiān)管力度。

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征

與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，能源互聯(lián)網(wǎng)具有以下幾個方面的特征。（1）泛在互聯(lián)。在對能源互聯(lián)網(wǎng)進行應(yīng)用時，不僅可以應(yīng)用到同一個領(lǐng)域內(nèi)，還能夠同時應(yīng)用到很多領(lǐng)域內(nèi)，從而拉近了整個能源生產(chǎn)、使用之間的聯(lián)系，使得能源發(fā)揮出更大的作用。（2）對等開放。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開放的過程中，不會對清潔能源產(chǎn)生歧視，均能夠接入到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)。而且，不論是能源生產(chǎn)的一方，還是使用的一方，都可以公平地加入進來，從而增加了整個互聯(lián)網(wǎng)的使用率。（3）低碳高效。利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以及時了解用戶的實際情況，并針對情況合理地對清潔能源進行輸送，同時，在條件允許的情況下，還可以輸送天然氣。另外，還可以加強對節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用，使能源在實際應(yīng)用當中發(fā)揮出更大的作用。（4）安全可靠?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)可以準確地對能源生產(chǎn)與使用過程進行監(jiān)控，若生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)問題，能夠第一時間尋找出來，并制定出合理的改善措施。同時，能源互聯(lián)網(wǎng)自身還具有較高的安全性，能夠為信息提供良好的保護[2]。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組成要素

與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，能源互聯(lián)網(wǎng)的組成要素更加豐富，其中主要包括了跨國廣域能源互聯(lián)網(wǎng)、國家能源互聯(lián)網(wǎng)、城市能源互聯(lián)網(wǎng)、社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)。同時，在相關(guān)制度的支持下，各級互聯(lián)網(wǎng)連接到一起，加強了信息的傳遞與共享。能源互聯(lián)網(wǎng)運行時，不僅包括了一次能源，同時還包括了二次能源；能源互聯(lián)網(wǎng)主體由多方面共同構(gòu)成，如發(fā)電站、互聯(lián)網(wǎng)運營機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)其他的使用者等。至于整個互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主體，由控制、管理服務(wù)相關(guān)的信息通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，通過這些服務(wù)，整個網(wǎng)絡(luò)得以正常運行，能源交易活動的有效進行得以保證[3]。并且，從用戶的角度來說，應(yīng)以公用通信的手段作為基礎(chǔ)。另外，由于該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時，需要提供很多的服務(wù)，所以，需要在確保其安全性符合相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，不斷進行強化。

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)概念構(gòu)架

2.2.1 跨國廣域能源互聯(lián)網(wǎng)

在整個互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當中，廣域能源互聯(lián)網(wǎng)處于最高的位置，通過該網(wǎng)絡(luò)的連接，將世界各地的能源機構(gòu)連接到一起，從而提升了能源傳輸?shù)男Ч＝陙?，隨著人們環(huán)境保護意識的提升，歐洲地區(qū)提出了“super grid 2050”計劃，并根據(jù)該計劃，制定出“沙漠科技”項目，該項目的出現(xiàn)，從能源方面加強了歐洲與非洲之間的聯(lián)系，使整個地區(qū)的電網(wǎng)成了一個整體。該項目開展后，將會為該地區(qū)40余個國家的12億人口，提供45 000 億kWh的電力能源。廣域能源互聯(lián)網(wǎng)作為實際上較早的能源互聯(lián)網(wǎng)，還通過空間拓寬技術(shù)對整個電網(wǎng)進行控制，減少了電網(wǎng)運行中的波動，為整個歐洲地區(qū)提供了充足的電力能源。同時，還能夠?qū)⑹Ｓ嗟哪茉催M行轉(zhuǎn)化，通過電能的方式，向其他需要電力的地區(qū)傳遞[4]。在“能源互聯(lián)網(wǎng)”設(shè)想當中，預(yù)計在2050年之后，可以使北極與赤道建立能源互聯(lián)網(wǎng)，利用北極地區(qū)的天然條件，能夠輸出30 000億kWh以上的電能，而赤道將會輸送90 000億kWh的電能。另外，通過分析可以發(fā)現(xiàn)，作為世界上主要的3個區(qū)域，中國、美洲、歐洲受到地理因素的影響，用電情況存在一定的互補。所以，在其他地區(qū)用電低谷時，正是自身用電高峰，可以利用互聯(lián)網(wǎng)引進更多的電能；而其他國家用電高峰時，正是自身的用電低谷，可以利用互聯(lián)網(wǎng)將電能輸送出去，從而使能源發(fā)揮出更大的作用。

2.2.2 國家能源互聯(lián)網(wǎng)

所謂的國家能源互聯(lián)網(wǎng)，指的是一個國家內(nèi)部，為能源生產(chǎn)、配送提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，是整個互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當中最關(guān)鍵的一部分。該形態(tài)下的互聯(lián)網(wǎng)，包括了大容量配電系統(tǒng)、發(fā)電設(shè)備等。針對當前能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我國在2014年對電網(wǎng)進行了規(guī)劃，預(yù)計到2020年，要在整個中部地區(qū)建立起統(tǒng)一的電網(wǎng)，將西北部地區(qū)剩余的電力能源，向東南部地區(qū)進行輸送，為我國東南部用電量大的地區(qū)用電提供幫助。通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，合理地對電力進行了分配，并且避免了電能大規(guī)模傳輸時安全事件的出現(xiàn)，使得整個電網(wǎng)系統(tǒng)更加的安全與穩(wěn)定[5]。在國家能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，通過VSC-HVDC技術(shù)結(jié)合DC/DC直流電壓變化技術(shù)，更加合理地對電能進行輸送，使電能的分配得到優(yōu)化。另外，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)的特性，將各個地區(qū)內(nèi)的輸電線路連接到一起，打造出了覆蓋面積更廣的輸電網(wǎng)絡(luò)。

2.2.3 城市能源互聯(lián)網(wǎng)

城市能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)時，以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過智能化的思想對其進行優(yōu)化，從而更加合理地對能源進行消耗。同時，還通過先進的信息技術(shù)，進一步強化了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，打造出了優(yōu)質(zhì)的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺，使得能源與互聯(lián)網(wǎng)更加有效地結(jié)合，并為能源的交易提供了重要幫助。以技能水平的層次來說，想要該形態(tài)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮出更大作用，必須要解決下列問題。首先，路由器作為整個網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，應(yīng)增強其各項能力；其次，對于儲能技術(shù)而言，要進一步進行優(yōu)化，逐漸減少使用成本，為其更好的應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)[6]。

2.2.4 社區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)

社區(qū)形態(tài)的能源互聯(lián)網(wǎng)處于最低的層次，主要包括了供電電源、儲能元件等構(gòu)成。該形態(tài)的能源互聯(lián)網(wǎng)當中，不僅要對多能源進行轉(zhuǎn)換與交易，更重要的是能夠使能源發(fā)揮出更大的作用[7]。在整個市場范圍內(nèi)，可以利用互聯(lián)網(wǎng)的特征，完成傳統(tǒng)發(fā)電、清潔能源發(fā)電以及其他能源的轉(zhuǎn)換與交易活動，并對這些活動進行監(jiān)測，使得整個社區(qū)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)當中，達到電、氣、信息有效地聯(lián)系到一起，針對社區(qū)對能源的不同要求，轉(zhuǎn)化成符合社區(qū)使用的能源，從而為居民提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸與能源融合到一起，并形成了全新的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從而為社會的發(fā)展提供了重要幫助。通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)不僅提升了能源的使用效率，而且還為社會的發(fā)展提供了更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。所以，在未來社會與經(jīng)濟的發(fā)展當中，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)依然是一個重要的研究話題。

[1]張廣慧，尹常永.能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征與實現(xiàn)形式[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（23）：66.

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[3]孫宏斌，郭慶來，潘昭光.能源互聯(lián)網(wǎng)：理念、架構(gòu)與前沿展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2015（19）：1-8.

[4]馬釗，周孝信，尚宇煒，等.能源互聯(lián)網(wǎng)概念、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展模式探索[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015（11）：3014-3022.

[5]劉滌塵，彭思成，廖清芬，等.面向能源互聯(lián)網(wǎng)的未來綜合配電系統(tǒng)形態(tài)展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015（11）：3023-3034.

[6]曾鳴，楊雍琦，李源非，等.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運營模式及關(guān)鍵技術(shù)初探[J].中國電機工程學(xué)報，2016（3）：681-691.

[7]張寧，王毅，康重慶，等.能源互聯(lián)網(wǎng)中的區(qū)塊鏈技術(shù)：研究框架與典型應(yīng)用初探[J].中國電機工程學(xué)報，2016（15）：4011-4022.

Research on energy Internet technology

Ran Wenbin
（Zhengzhou Electric Power Technology College, Zhengzhou 451400, China）

Social progress and economic growth have effectively promoted the development of science and technology, so that information technology and energy technology has been effectively integrated, so as to make an important contribution to the development of renewable clean energy, and to promote the development of community towards a better direction. Based on this, this paper focuses on energy Internet technology, and explores deeply the Internet technology form in a simple overview of energy Internet technology.

Internet; technology form; renewable energy

冉文彬（1979— ），男，河南鄭州人，助理工程師；研究方向：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。