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能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑及實(shí)踐的分析論文
在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天，信息對個人與公司的決策選擇、國家的政策制定均產(chǎn)生影響。信息經(jīng)濟(jì)學(xué)是運(yùn)用信息科學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法從信息和經(jīng)濟(jì)的各個方面研究信息經(jīng)濟(jì)的基本理論、發(fā)展規(guī)律、運(yùn)行機(jī)制和運(yùn)作方法的一門學(xué)科，其主要研究的重點(diǎn)之一是信息對經(jīng)濟(jì)的影響。信息經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，市場信息的透明是建立完全競爭市場的基礎(chǔ)，市場信息流通越充分，資源將越趨近于最優(yōu)化配置。
互聯(lián)網(wǎng)正是一種快捷的傳遞信息的手段，有助于降低和消除信息的不對稱。2015 年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，希望進(jìn)一步激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)與各領(lǐng)域的融合發(fā)展，促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級。由于信息的不對稱會產(chǎn)生交易成本，互聯(lián)網(wǎng)可以提高信息的傳播速度和傳播量，降低信息不對稱，從而降低交易成本，實(shí)現(xiàn)信息經(jīng)濟(jì)學(xué)中的帕累托最優(yōu)，繼而達(dá)到市場在資源配置中起決定性作用的目標(biāo)。目前，在我們身邊成功運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)改造行業(yè)發(fā)展業(yè)態(tài)的案例比比皆是，例如阿里巴巴、京東、滴滴等，其成功的核心均是利用互聯(lián)網(wǎng)打造平臺戰(zhàn)略，通過互聯(lián)網(wǎng)零邊際成本、規(guī)模效應(yīng)的特點(diǎn)，培育客戶消費(fèi)習(xí)慣，提高客戶對公司產(chǎn)品及服務(wù)的需求粘度，降低中間成本和交易成本。
能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管能源的形式多種多樣，但是，經(jīng)濟(jì)性始終是能源的首要特征。我國正處于工業(yè)化發(fā)展階段，能源需求巨大，而社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展對我國能源行業(yè)的發(fā)展提出了新的要求。鑒于互聯(lián)網(wǎng)的突出優(yōu)勢和在經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域的成功實(shí)踐，互聯(lián)網(wǎng)與能源的結(jié)合也逐漸成為傳統(tǒng)能源行業(yè)自我改造及轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。
1 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
能源互聯(lián)網(wǎng)的提出經(jīng)歷過幾個階段。自20 世紀(jì)以來，信息和通信技術(shù)領(lǐng)域的大量變革創(chuàng)新，為能源領(lǐng)域的進(jìn)一步提升和發(fā)展提供了技術(shù)支持。在各種技術(shù)的推動下，能源領(lǐng)域先后出現(xiàn)了智能電網(wǎng)，綜合能源系統(tǒng)與多能源系統(tǒng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)。目前較為主流的看法有三種 能源互聯(lián)網(wǎng)模式。
1.1 以分布式可再生能源為中心的能源互聯(lián)網(wǎng)
美國學(xué)者里夫金先后在其著作《第三次工業(yè)革命》 中提到的能源互聯(lián)網(wǎng)，以可再生能源為主要一次能源，產(chǎn)銷一體成為能源生產(chǎn)與消費(fèi)主要形式，由于可再生能源低能量密度、分散式的特點(diǎn)引發(fā)了產(chǎn)銷者之間的合作意識，從而使得基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立開放網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)廣域能源共享成為必然;這種網(wǎng)絡(luò)支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)自由接入網(wǎng)絡(luò)。其所倡導(dǎo)的能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵大體就是：從化石能源走向可再生能源，從集中式生產(chǎn)走向分布式生產(chǎn)，從封閉走向開放，從產(chǎn)權(quán)獨(dú)占走向協(xié)同共享。
1.2 以跨區(qū)域電力輸送為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)方案由中國國家電網(wǎng)公司提出，它是以特高壓電網(wǎng)構(gòu)建骨干電網(wǎng)，跨國輸送清潔能源為主。該方案積極貫徹國家“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想，是提高中國在國際能源領(lǐng)域影響力的首要舉措，是未來能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向之一。但是，國際間的任何能源合作與網(wǎng)絡(luò)互連，均涉及復(fù)雜的政治博弈，其實(shí)現(xiàn)的壁壘不在技術(shù)層面。該方案在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的可能性較低。
1.3 以綜合能源系統(tǒng)為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)
綜合能源系統(tǒng)及多能源系統(tǒng)(以下統(tǒng)稱綜合能源系統(tǒng))就是對能源系統(tǒng)中存在的不同能源形式進(jìn)行優(yōu)化組合，如熱電冷聯(lián)供發(fā)電機(jī)組通過高低品位熱能的協(xié)調(diào)優(yōu)化，以達(dá)到提升燃料利用效率的目的。因此，綜合能源系統(tǒng)就是在規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行等過程中，通過對能源的產(chǎn)生、傳輸與分配(能源網(wǎng)絡(luò))、轉(zhuǎn)換、存儲、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化后，形成能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)。按能源形式劃分，綜合能源系統(tǒng)主要由電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)(含氫系統(tǒng))、熱力系統(tǒng)(含供熱、供冷)以及未來電氣化后的交通系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成。
2 符合我國能源稟賦特點(diǎn)的能源互聯(lián)網(wǎng)
綜合已有的各種定義與詮釋，能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)和交通系統(tǒng)的耦合、互通和融合，如圖1 所示。能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最終形態(tài)是實(shí)現(xiàn)大能源系統(tǒng)的重塑與融合。電力是各種形式能源產(chǎn)品的最重要的消費(fèi)方式，是經(jīng)濟(jì)、能源市場發(fā)展的晴雨表，同時控制手段豐富。因此，未來匯聚多種能源系統(tǒng)的能源互聯(lián)網(wǎng)必將以電力系統(tǒng)為核心，其他系統(tǒng)為輔的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。
現(xiàn)階段，能源互聯(lián)網(wǎng)在中國的現(xiàn)實(shí)意義主要有兩點(diǎn)：一是通過能源互聯(lián)網(wǎng)中“ 源- 網(wǎng)- 荷-儲”中“ 源源互補(bǔ)”、“ 源網(wǎng)協(xié)調(diào)”、“ 網(wǎng)荷儲互動”3 種方式實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而擴(kuò)大可再生能源并網(wǎng)規(guī)模，克服供應(yīng)側(cè)與負(fù)荷側(cè)雙側(cè)隨機(jī)性帶來的挑戰(zhàn)，彌補(bǔ)我國目前電源結(jié)構(gòu)中靈活性資源不足的缺陷;二是通過互聯(lián)網(wǎng)手段改造我國的電、氣、熱以及交通等傳統(tǒng)行業(yè)，提高市場透明度，減少中間環(huán)節(jié)，降低用能成本， 提高能源利用效率。
從發(fā)展方向來看，一方面，在不同能源形式的縱向產(chǎn)業(yè)鏈上面，通過消除和簡化能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、配送到消費(fèi)各個環(huán)節(jié)中的非必要流程，提高能源利用效率;另一方面，在不同能源之間構(gòu)建橫向平臺，梯級利用能源，發(fā)揮不同能源品位高低的特點(diǎn)，提高能源利用效率。但是，在能源互聯(lián)網(wǎng)的探索中，美國、歐洲、日本對能源互聯(lián)網(wǎng)均有各自不同的側(cè)重點(diǎn)，因此我國也應(yīng)該以國家的資源稟賦條件為前提實(shí)踐能源互聯(lián)網(wǎng)。未來的能源必然轉(zhuǎn)向以可再生能源為主，風(fēng)能、太陽能、水能將成為主要的一次能源。在我國中東部地區(qū)，能源需求強(qiáng)度高，但是各種自然資源非常有限，風(fēng)能、太陽能由于自身能量密度較低，所以，可再生能源供給方式無法滿足中東部地區(qū)的能源需求;在我國西北部地區(qū)，不僅集中了我國主要煤炭、石油、天然氣等化石資源，而且蘊(yùn)含著豐富的風(fēng)能、太陽能等非化石能源。因此我國未來的能源互聯(lián)網(wǎng)將形成以中東部可再生能源優(yōu)先就地平衡、西北部化石能源和非化石能源管網(wǎng)集中單向輸送的格局。
3 能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑
能源互聯(lián)網(wǎng)不同于其他行業(yè)+ 互聯(lián)網(wǎng)，其突出的特征是保持供給側(cè)與負(fù)荷側(cè)、生產(chǎn)側(cè)與消費(fèi)側(cè)的實(shí)時平衡。結(jié)合能源實(shí)時平衡的特征，根據(jù)上述能源互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)意義，現(xiàn)階段能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)路徑可分為3 大類：一類是通過大能源系統(tǒng)的降階簡化，將尋求整體解決方案轉(zhuǎn)為局部問題優(yōu)化，各能源互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)絡(luò)、本地化網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)部能源消費(fèi)供給自平衡的基礎(chǔ)上，再尋求外部能源的支撐;另一類是通過儲能環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)供給側(cè)與負(fù)荷側(cè)的解耦，利用儲能環(huán)節(jié)緩沖供給側(cè)的隨機(jī)波動性，按需配給負(fù)荷側(cè)對能源的需求，同時保證供給側(cè)的持續(xù)高效生產(chǎn)，提高供給側(cè)產(chǎn)能利用率;第三類是通過跨能源種類的優(yōu)化，發(fā)揮不同能源各自的優(yōu)勢，以綜合能源效率最高的形式，解決能源供給側(cè)與負(fù)荷側(cè)的實(shí)時平衡。
3.1 能源微網(wǎng)
能源微網(wǎng)的建立實(shí)際是通過局部優(yōu)化替代整體決策。集中決策的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)全局的整體優(yōu)化，但其實(shí)現(xiàn)的前提是需易于建立研究對象數(shù)學(xué)模型。從控制論的觀點(diǎn)來看，集中決策的特點(diǎn)在于準(zhǔn)確獲取對內(nèi)控制對象、對外擾動信息，依據(jù)這些信息集中進(jìn)行控制決策。因此，當(dāng)整個系統(tǒng)階數(shù)較低、數(shù)學(xué)模型較簡單時，系統(tǒng)外部擾動信息沒有動態(tài)變化，決策中心有能力掌握絕大部分系統(tǒng)信息時，整體決策是科學(xué)、有效的。然而，隨著系統(tǒng)階數(shù)增加，系統(tǒng)外部擾動信息量實(shí)時變化時，決策中心全面獲取系統(tǒng)信息，并針對每個系統(tǒng)環(huán)節(jié)的利益關(guān)注，構(gòu)建協(xié)調(diào)全局優(yōu)化并兼顧個體需求的集中決策模型的難度將大大增加。最終，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模和外部擾動信息獲取成本增加到一定程度，集中決策將變得不科學(xué)、不可行。
分散化的微平衡決策，依控制論觀點(diǎn)就是一個完全由市場機(jī)制決定的負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，市場環(huán)境中的客觀規(guī)律充分作用。這時的子系統(tǒng)(市場主體)直接面對市場多變環(huán)境，參與市場競爭，作出各種決策，因此子系統(tǒng)對于內(nèi)部變化和外部干擾極為敏感，適應(yīng)能力強(qiáng)。以電力系統(tǒng)、油氣系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)為主體構(gòu)成的能源系統(tǒng)規(guī)模龐大，體系復(fù)雜。因此，能源系統(tǒng)整體層面的信息快速處理、科學(xué)決策變得越來越困難，需要進(jìn)行分散化處理，對系統(tǒng)進(jìn)行降階簡化，以便于子系統(tǒng)簡單數(shù)學(xué)模型下局部自平衡決策的形成。
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展降低了信息獲取成本，加快了信息流通速度，縮減了信息傳遞環(huán)節(jié)，為分散化交易提供了可能。因此，與傳統(tǒng)能源、電力行業(yè)相比，能源微網(wǎng)中的自平衡實(shí)現(xiàn)了個別能源供應(yīng)者和消費(fèi)者之間的自發(fā)、自主的能源交易，實(shí)現(xiàn)局部的自我平衡，垂直層級集中決策的管理運(yùn)營方式向分散化決策的局部微平衡轉(zhuǎn)變。
3.2 儲能技術(shù)
由于風(fēng)電和光伏發(fā)電具有低能量密度、波動性和間歇性的特征，導(dǎo)致未來新增電力裝機(jī)的容量置信度較低，電力系統(tǒng)供電可靠性存在下降的可能。以電儲能為主要代表的儲能技術(shù)具備雙向功率調(diào)節(jié)能力和靈活調(diào)節(jié)特性，可以顯著提高系統(tǒng)對分散可再生能源的接納能力。一方面滿足了負(fù)荷側(cè)對電力隨機(jī)、波動性的需求;另一方面，在用電低谷期將風(fēng)電、光伏發(fā)電電能儲存起來，待用電高峰期再釋放，降低對燃煤電廠調(diào)峰調(diào)頻的要求，使得燃煤電廠保持在較高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，減少燃煤電廠的污染物排放，實(shí)現(xiàn)供給側(cè)與負(fù)荷側(cè)的解耦。
對于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言，儲能系統(tǒng)的基本技術(shù)特征體現(xiàn)在功率等級及其作用時間上，儲能的作用時間是區(qū)別于電力系統(tǒng)傳統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標(biāo)志，是儲能技術(shù)價值、電力時間的重要體現(xiàn)。儲能所擁有的這一獨(dú)特技術(shù)特征將改變現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時平衡的傳統(tǒng)模式，在能源革命中發(fā)揮重要作用。
3.3 綜合能源系統(tǒng)
傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃局限于電、氣、熱(冷)等單一能源形式系統(tǒng)的內(nèi)部，無法充分發(fā)揮它們之間互補(bǔ)優(yōu)勢和協(xié)同效益。綜合能源系統(tǒng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)中的物理部分，能為多種能源協(xié)調(diào)、綜合利用提供平臺，通過各種熱—電、電—?dú)�、氣—電—熱等耦合裝置實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化。一方面，作為核心的電力系統(tǒng)目前無法解決大規(guī)模高效存儲電力儲能問題，綜合能源系統(tǒng)將電力系統(tǒng)中無法有效解決的儲能問題提升至整個能源相關(guān)系統(tǒng)的層次，建立統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，利用天然氣系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)及電氣化的交通系統(tǒng)在能量儲存方面的特點(diǎn)弱化供給側(cè)與負(fù)荷側(cè)的強(qiáng)耦合聯(lián)系。另一方面，負(fù)荷側(cè)對能源需求多樣化、隨機(jī)性的客觀要求為綜合能源系統(tǒng)從能量梯級利用的角度解決不同能源形式的組合提供了可能。
多種能源協(xié)調(diào)運(yùn)行，可發(fā)揮不同系統(tǒng)的優(yōu)勢和潛力，豐富可再生能源消納途徑，擴(kuò)大可再生能源消納空間，促進(jìn)可再生能源的消納。同時，多種能源的統(tǒng)籌考慮可以在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高能源利用效率。
4 神華集團(tuán)能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐
神華集團(tuán)是以煤為基礎(chǔ)，集電力、鐵路、港口、航運(yùn)、煤制油與煤化工為一體，產(chǎn)運(yùn)銷一條龍經(jīng)營的特大型能源企業(yè)，是目前我國規(guī)模最大、現(xiàn)代化程度最高的煤炭企業(yè)和世界上最大的煤炭供應(yīng)商。目前，神華集團(tuán)在清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略的指引下，沿著化石能源清潔化、新能源規(guī)�；瘍蓷l路徑積極實(shí)施轉(zhuǎn)型發(fā)展。為推進(jìn)清潔能源戰(zhàn)略落地，神華集團(tuán)正在全方位、多領(lǐng)域開發(fā)建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，在能源微網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)以及儲能技術(shù)研究等方面重點(diǎn)開展工作。
4.1 北七家能源微網(wǎng)
在北京神華北七家科技園區(qū)圍繞3000kW 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)建源—儲—荷型小型微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的孤島轉(zhuǎn)并網(wǎng)、并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島方式的自動切換。并網(wǎng)運(yùn)行模式下，光伏發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池儲能系統(tǒng)、氫儲能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，儲能用雙向逆變器既可以在并網(wǎng)充電模式下也可以在并網(wǎng)放電模式下工作;孤島運(yùn)行模式下，以電池儲能系統(tǒng)和氫儲能系統(tǒng)(雙向)作為獨(dú)立運(yùn)行模式的主控單元，雙向儲能逆變器無縫切換，電池向母線供電，光伏發(fā)電、負(fù)載正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)孤島運(yùn)行。
通過部署分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)和能源傳感器系統(tǒng)，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究開發(fā)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的分布式能源供需雙側(cè)資源協(xié)同優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，構(gòu)建多類能源耦合運(yùn)行、智能運(yùn)維的智能微網(wǎng)綜合開發(fā)運(yùn)營平臺系統(tǒng)，幫助電力的經(jīng)營管理者挖掘用能數(shù)據(jù)，完成高度精確的預(yù)測需求，為能源用戶提升用能、用電體驗(yàn)，引導(dǎo)其有意識地調(diào)整優(yōu)化自身用電方式，從而實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能降耗。
4.2 氫儲能及電池儲能系統(tǒng)
除了傳統(tǒng)的電池儲能，與電解水技術(shù)和燃料電池技術(shù)相結(jié)合的電—?dú)洹姷哪Ｊ浇陙肀徽J(rèn)為是可以大規(guī)模應(yīng)用的儲能技術(shù)，低谷電時，利用電解水制氫并儲存，高峰電時利用儲存的氫氣供給燃料電池發(fā)電，從而完成電—?dú)洹姷膬δ苈窂健?/p>
神華集團(tuán)在北七家能源微網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建設(shè)900kW，9MWh 大容量儲能示范工程。利用傳統(tǒng)電池儲能技術(shù)的雙向存儲特點(diǎn)，結(jié)合以氫氣為載體、以電解水制氫和燃料電池發(fā)電為實(shí)現(xiàn)形式的儲能方式，采用雙向、單向兩種能力存儲模式，根據(jù)峰谷時段電價差異，開發(fā)儲能調(diào)峰應(yīng)用系統(tǒng)，利用低谷時段電價給儲能系統(tǒng)充電，在峰值時段放電，減少峰值時段的用電量，降低電網(wǎng)在高峰時段的用電壓力，減少電費(fèi)支出。
儲能系統(tǒng)常規(guī)時間工作在峰時段放電、平時段待機(jī)、谷時段充電的調(diào)峰模式�；诓煌目刂撇呗裕到y(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急備用、電能質(zhì)量管理與控制、負(fù)荷跟蹤與補(bǔ)償、分布式發(fā)電管理與平滑等功能。據(jù)此，在儲能系統(tǒng)中，進(jìn)行自設(shè)備、子系統(tǒng)至整個系統(tǒng)的多層級綜合控制管理，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)不同工作模式下設(shè)備、子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制及系統(tǒng)在不同工作模式之間的平滑切換。
4.3 富平綜合能源系統(tǒng)
2012 年，神華集團(tuán)在富平高新區(qū)開發(fā)2×350MW超低排放熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，計(jì)劃2017 年10 月兩臺機(jī)組全部投產(chǎn)。為響應(yīng)能源“四個革命、一個合作”能源發(fā)展戰(zhàn)略思想、踐行五大發(fā)展理念，神華集團(tuán)依托2×350MW 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，建立多能源互補(bǔ)、集中與分布式供應(yīng)相結(jié)合的能源生產(chǎn)系統(tǒng)，開發(fā)區(qū)域綜合能源示范項(xiàng)目，為所在區(qū)域提供一體化能源服務(wù)。該項(xiàng)目已正式納入國家能源局首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程。項(xiàng)目踐行“煤炭綠色開采、綠色運(yùn)輸、綠色儲存、綠色轉(zhuǎn)化”的清潔發(fā)展路線，實(shí)現(xiàn)以電替代油、電替代天然氣、汽替代所有散燒鍋爐、低品質(zhì)蒸汽制冷替代電制冷，達(dá)到終端用能零碳排放。
能源互聯(lián)。從能源生產(chǎn)角度，建立區(qū)域智能能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，能源供給方以富平熱電廠為主，以光伏、風(fēng)力發(fā)電等分布式可再生能源進(jìn)行補(bǔ)充，經(jīng)過能源轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)“電、熱、汽、冷、水”五聯(lián)供;從能源傳輸角度，物理層面采用綜合管廊傳輸，避免由于敷設(shè)和維修地下管線頻繁挖掘道路而對交通和居民出行造成影響和干擾，保持路容完整和美觀;便于各種管線的敷設(shè)、增減、維修和日常管理;有效利用了道路下的空間，節(jié)約了城市用地;從能源消費(fèi)角度，園區(qū)內(nèi)推廣智能家電、智能電動汽車、智能充電樁、智能儲能設(shè)施和其他智能用電設(shè)備，可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和控制。園區(qū)內(nèi)發(fā)電設(shè)施、企業(yè)或家庭的智能儲能設(shè)備，可以在用電低谷、電價較低時自動進(jìn)行儲能，在用電高峰或電價高時自動放能自用或出售給其他用戶，降低園區(qū)從大電網(wǎng)獲取能源的能源總量，起到虛擬調(diào)峰電站的作用。
信息互聯(lián)。通過工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時感知工業(yè)園區(qū)內(nèi)固定消費(fèi)端、電動汽車等移動消費(fèi)端、儲能設(shè)備和屋頂光伏發(fā)電等可再生能源節(jié)點(diǎn)的接入、斷開和消費(fèi)信息，對“電、熱、汽、冷、水”進(jìn)行實(shí)時高效配置，實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度智能化，提高能源生產(chǎn)效率。綜合能源供應(yīng)中心所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、透明化，配備智能分析軟件，實(shí)時采集設(shè)備的狀態(tài)特征和運(yùn)行過程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)判和預(yù)測性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化管理，提高安全運(yùn)行水平和對能源的利用率。建立基于網(wǎng)絡(luò)化的智能感知、計(jì)量、控制和保護(hù)設(shè)備，搭建覆蓋能源生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)全部環(huán)節(jié)的能源物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自動計(jì)量和自動交易。建立智慧能源管控系統(tǒng)，通過基于分布式能源調(diào)度模型的發(fā)電功率預(yù)測、用能預(yù)測、協(xié)調(diào)調(diào)度、節(jié)能潛力分析以及用能優(yōu)化與管理等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中的能源一體化優(yōu)化調(diào)度，并引入大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，綜合管理區(qū)域資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)。安全和高效的能源分配和管理，有效提升能源使用效率，降低單位GDP 能耗�；谥腔勰茉丛品⻊�(wù)平臺，建立實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源交易和其他相關(guān)服務(wù)的商務(wù)平臺，在云計(jì)算平臺上對各生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)和消費(fèi)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全自動無人化交易結(jié)算�？梢允占a(chǎn)和消費(fèi)數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)能源管理智能化分析應(yīng)用，比如幫助家庭消費(fèi)者分析其用能數(shù)據(jù)，提供用能節(jié)能服務(wù)。價值互聯(lián)。綜合能源系統(tǒng)為能源生產(chǎn)、配送、消費(fèi)方提供了新業(yè)務(wù)和商業(yè)模式機(jī)會，為相關(guān)方資金流的互通提供了平臺，促進(jìn)物理與虛擬融合，提升對能源需求的滿足程度;新的生產(chǎn)、管理和交易方式通過提升生產(chǎn)效率、去中介化降低交易成本，創(chuàng)造效率價值，提升了能源需求滿足過程中的效率。
該系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)能源供應(yīng)體系中條塊分割的局面，以能源源層、五聯(lián)供動力模塊層、綜合管廊輸送層、控調(diào)中心層以及需求層等五個不同層面協(xié)調(diào)不同能源利用形式，通過各類能源的梯級利用，能源的一體化開發(fā)和二次優(yōu)化集成，使得區(qū)域綜合能源效率達(dá)到70% 以上。項(xiàng)目通過建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)+ 能量平衡管理(EMS)+ 需求側(cè)管理(DSM)的智慧能源系統(tǒng)，在供給側(cè)實(shí)現(xiàn)能量的平衡與調(diào)配，能源的協(xié)調(diào)與互補(bǔ);在需求側(cè)實(shí)現(xiàn)服務(wù)與管理，提供用能解決方案;構(gòu)建起一體化數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)供給側(cè)與需求側(cè)信息流互動、能量流互動、資金流互動。
5 結(jié)語
互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)合，通過互聯(lián)網(wǎng)打造平臺戰(zhàn)略，由于能源行業(yè)的特殊性—供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)的實(shí)時平衡，所以能源互聯(lián)網(wǎng)相對于一般的“互聯(lián)網(wǎng)+ 傳統(tǒng)行業(yè)”具有更加豐富的內(nèi)容。由橫向平臺、縱向產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成的能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了不同能源產(chǎn)品(煤、電、熱、氣)的優(yōu)化組合與能源供給消費(fèi)(源、網(wǎng)、荷、儲)的實(shí)時動態(tài)平衡。
我國的能源互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)手段和思維，解決能源產(chǎn)業(yè)整體效率問題(包括生產(chǎn)效率、傳遞效率、使用效率、轉(zhuǎn)化效率等等)，既包含二次能源，也兼顧一次能源。通過整合不同類型能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化(一次能源與二次能源的轉(zhuǎn)化、能源形式間的轉(zhuǎn)化)、傳輸、儲存、配送、使用各環(huán)節(jié)，對環(huán)節(jié)中信息流、能量流、資金流進(jìn)行優(yōu)化和重構(gòu)，在生產(chǎn)、消費(fèi)環(huán)節(jié)增強(qiáng)能源價值創(chuàng)造能力，在輸配環(huán)節(jié)提高能源價值傳遞環(huán)節(jié)效率，通過互聯(lián)網(wǎng)手段實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)能源體系的變革，以市場為手段配置資源，在能源供需上實(shí)現(xiàn)局部平衡、帕累托最優(yōu)，構(gòu)建高效、綠色、智能的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。
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