论文部分内容阅读
摘 要：随着互联网技术的发展和传统化石能源的日渐枯竭，以化石能源集中式利用为特征的传统经济也随之变革。随之而起的是新能源技术和互联网技术相结合运用的技术革命。能源互联网力图结合互联网技术和可再生能源利用技术，推动分布式能源的大规模利用，最终改变传统的能源利用模式，达到推动经济与社会可持续发展的目的。文章首先讨论了能源互联网的内涵与特点，在此基础上分析了其功能结构和关键技术，并展望了能源互联网从平台和示范城市方面的未来发展形势。
关键词：能源;互联网;信息技术
在当下，随着开采量的不断增加，传统化石能源日渐枯竭，而且在利用化石能源的过程中排放的大量温室气体对全球环境造成了巨大的影响。在此背景下，人们对于清洁能源的需要日渐增加，然而清洁可再生能源大多是分布式利用，风能、太阳能等还具有不稳定性的特点。因此，清洁能源的大规模利用向电网提出了新的要求。能源互联网应运而生。
1能源互联网的内涵和特点
1.1能源互联网的内涵
能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上，通过先进的信息技术和电力电子技术，融合了新能源技术和互联网技术，将大量分布式能源的采集装置和存储装置互联起来，通过智能管理系统的实现实时，高速，双向的电力数据读取和可再生能源的接入。
1.2能源互联网的特点
能源互联网是可再生能源发电技术和储能技术、互联网技术、新型电力电子技术、分布式发电技术的有机结合，具有以下特点：
环保性。能源互联网建立在分布式可再生能源的大规模利用的基础上，以建立环境友好型智能电网为目标，具有环保的特点，同时符合国家建立低碳经济的需求。
自愈性。电力系统自愈性主要指在故障发生时不需要或只要少量人为干预即可隔离电网中存在故障过潜在故障器件或使电网恢复正常的机制，最小化用户供电中断。能源互联网在必要时允许用户“孤岛运行”，使系统稳定性更强。
开放性。能源互联网是一个对等的能量双向流动和能源共享网络。用户不仅是使用者，是电能的创造者，可以将电能上传到能源互联网并取得相应的回报。
互联性。大部分分布式的微型能源网络并不能实现自给自足，需要连起来进行能量交换才能平衡能量的供给与需求。传统电网的课题是“接进来”，而能源互联网更关注“连起来”。
实时性。在电网运行过程中，通过智能终端可以实现发电端与用户设备的实时信息交互。在此基础上可以对电网状态做出精确估计，同时实时监控和管理负荷，发电端，储能装置，合理分配电网资源。
2能源互联网的功能结构和关键技术
2.1能源互联网的功能结构
能源互联网是由大量微电网连接组成的，每一个微电网都是一个完整的单元。一个家庭或一个用户单元的能源互联网的组成部分主要包括分布式可再生能源发电和储能装置、智能能量管理设备、变流装置和负载。
2.2能源互联网的关键技术
能源互联网关键技术是指可再生能源的生产、转换、输送、利用、服务环节中的核心技术。包括新能源发电技术、大容量远距离输电技术、先进电力电子技术、需求响应技术、先进信息技术、微能源网技术等。
2.2.1新能源发电技术
新能源包括风能、太阳能、生物质能、核能等清洁能源。以上能源具有分布不集中，风能、太阳能供能不稳定的特点。因此分布式储能技术、光伏发电和太阳能集热发电技术、变速恒频风力发电系统的研究就成为了重点。
2.2.2大容量远距离输电技术
大容量远距离输电技术是解决大量分布式能源发电用电的基础。直流电网技术是解决能源资源分布不均带来的电能大容量远距离传输问题、以及区域交流电网互联带来的安全稳定运行问题最有效的技术手段之一。
2.2.3先进电力电子技术
由于数字信号处理能力的提升，使得系统控制策略多样化，如模糊控制、神经网络控制、预测控制等技术的使用将成为现实，一系列复杂算法将在DSP内整合，增强设备的灵活性和系统的稳定性。
2.2.4先进信息技术
主要由智能感知、大数据分析和云计算组成。在此技术支持下可以实现能源互联网的数据采集、管理、分析及互动服务的功能。
2.2.5微能源网技术
微能源网是指一个社区或单位的范围内可以和公共能源网络连接也可以独立运行的能源网络。需要多能源发电协调规划和转换技术、优化控制与管理技术、分布式发电预测技术的支持。
3能源互联网的发展形势
3.1积极构建能源互联网的共享平台
要想大力快速地发展能源互联网，一定要在全国建立一个能源互联网的共享平台。目前我国对能源互联网的研发人员以及设备遍布全国各地，相互之间得不到信息以及资源的共享，大大降低了对能源互联网研发的进度和效率。研发人员在该平台上可以实现信息的最大利用化。
3.2大力推进智能电网示范城市
能源互联网不宜在全国大范围同时全面发展，应循序渐进，科学推进能源互联网的发展，首先在一个城市进行大力地推广，使其成为示范城市，这样不仅可以使其作为其他城市参考的模本，还可以带动其他城市相关产业的发展。可以参照美国博尔德的例子。
能源互联网是以电力系统为核心，以电力网为基础，利用可再生能源技术、 智能电网技术及互联网技术， 融合电力网、天然气网、氢能源网等多能源网及电气化交通网，形成多种能源高效利用和多元主体参与的能源互联共享网络。
建立能源互联网的核心目的是改变传统的能源利用模式，推动经济与社会可持续发展。为实现这一目的，互联网技术和可再生能源利用技术是关键的技术。
能源互联网的发展尚处于起步阶段， 其发展方向和特点都有待于专家学者们的进一步研究。在提倡绿色环保、可持续发展的今天，对能源互联网的研究具有重大意义。
参考文献：
[1] 杰里米·里夫金著，体伟，毅宁译. 第三次工业革命[M]. 中信出版社，2012.
[2] 刘振亚著.全球能源互联网[M].中国电力出版社，2015.
[3] 田世明，栾文鹏，张东霞，等.互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报，2015，5（4）
[4]沈洲，建华，等.能源互联网的发展现状[J].江苏电机工程，014，33（1）.
[5]于慎航，孙莹，等.基于分布式可再生能源发电的能源互联网[J].电力自动化设备，2010，30（5）.
关键词：能源;互联网;信息技术
在当下，随着开采量的不断增加，传统化石能源日渐枯竭，而且在利用化石能源的过程中排放的大量温室气体对全球环境造成了巨大的影响。在此背景下，人们对于清洁能源的需要日渐增加，然而清洁可再生能源大多是分布式利用，风能、太阳能等还具有不稳定性的特点。因此，清洁能源的大规模利用向电网提出了新的要求。能源互联网应运而生。
1能源互联网的内涵和特点
1.1能源互联网的内涵
能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上，通过先进的信息技术和电力电子技术，融合了新能源技术和互联网技术，将大量分布式能源的采集装置和存储装置互联起来，通过智能管理系统的实现实时，高速，双向的电力数据读取和可再生能源的接入。
1.2能源互联网的特点
能源互联网是可再生能源发电技术和储能技术、互联网技术、新型电力电子技术、分布式发电技术的有机结合，具有以下特点：
环保性。能源互联网建立在分布式可再生能源的大规模利用的基础上，以建立环境友好型智能电网为目标，具有环保的特点，同时符合国家建立低碳经济的需求。
自愈性。电力系统自愈性主要指在故障发生时不需要或只要少量人为干预即可隔离电网中存在故障过潜在故障器件或使电网恢复正常的机制，最小化用户供电中断。能源互联网在必要时允许用户“孤岛运行”，使系统稳定性更强。
开放性。能源互联网是一个对等的能量双向流动和能源共享网络。用户不仅是使用者，是电能的创造者，可以将电能上传到能源互联网并取得相应的回报。
互联性。大部分分布式的微型能源网络并不能实现自给自足，需要连起来进行能量交换才能平衡能量的供给与需求。传统电网的课题是“接进来”，而能源互联网更关注“连起来”。
实时性。在电网运行过程中，通过智能终端可以实现发电端与用户设备的实时信息交互。在此基础上可以对电网状态做出精确估计，同时实时监控和管理负荷，发电端，储能装置，合理分配电网资源。
2能源互联网的功能结构和关键技术
2.1能源互联网的功能结构
能源互联网是由大量微电网连接组成的，每一个微电网都是一个完整的单元。一个家庭或一个用户单元的能源互联网的组成部分主要包括分布式可再生能源发电和储能装置、智能能量管理设备、变流装置和负载。
2.2能源互联网的关键技术
能源互联网关键技术是指可再生能源的生产、转换、输送、利用、服务环节中的核心技术。包括新能源发电技术、大容量远距离输电技术、先进电力电子技术、需求响应技术、先进信息技术、微能源网技术等。
2.2.1新能源发电技术
新能源包括风能、太阳能、生物质能、核能等清洁能源。以上能源具有分布不集中，风能、太阳能供能不稳定的特点。因此分布式储能技术、光伏发电和太阳能集热发电技术、变速恒频风力发电系统的研究就成为了重点。
2.2.2大容量远距离输电技术
大容量远距离输电技术是解决大量分布式能源发电用电的基础。直流电网技术是解决能源资源分布不均带来的电能大容量远距离传输问题、以及区域交流电网互联带来的安全稳定运行问题最有效的技术手段之一。
2.2.3先进电力电子技术
由于数字信号处理能力的提升，使得系统控制策略多样化，如模糊控制、神经网络控制、预测控制等技术的使用将成为现实，一系列复杂算法将在DSP内整合，增强设备的灵活性和系统的稳定性。
2.2.4先进信息技术
主要由智能感知、大数据分析和云计算组成。在此技术支持下可以实现能源互联网的数据采集、管理、分析及互动服务的功能。
2.2.5微能源网技术
微能源网是指一个社区或单位的范围内可以和公共能源网络连接也可以独立运行的能源网络。需要多能源发电协调规划和转换技术、优化控制与管理技术、分布式发电预测技术的支持。
3能源互联网的发展形势
3.1积极构建能源互联网的共享平台
要想大力快速地发展能源互联网，一定要在全国建立一个能源互联网的共享平台。目前我国对能源互联网的研发人员以及设备遍布全国各地，相互之间得不到信息以及资源的共享，大大降低了对能源互联网研发的进度和效率。研发人员在该平台上可以实现信息的最大利用化。
3.2大力推进智能电网示范城市
能源互联网不宜在全国大范围同时全面发展，应循序渐进，科学推进能源互联网的发展，首先在一个城市进行大力地推广，使其成为示范城市，这样不仅可以使其作为其他城市参考的模本，还可以带动其他城市相关产业的发展。可以参照美国博尔德的例子。
能源互联网是以电力系统为核心，以电力网为基础，利用可再生能源技术、 智能电网技术及互联网技术， 融合电力网、天然气网、氢能源网等多能源网及电气化交通网，形成多种能源高效利用和多元主体参与的能源互联共享网络。
建立能源互联网的核心目的是改变传统的能源利用模式，推动经济与社会可持续发展。为实现这一目的，互联网技术和可再生能源利用技术是关键的技术。
能源互联网的发展尚处于起步阶段， 其发展方向和特点都有待于专家学者们的进一步研究。在提倡绿色环保、可持续发展的今天，对能源互联网的研究具有重大意义。
参考文献：
[1] 杰里米·里夫金著，体伟，毅宁译. 第三次工业革命[M]. 中信出版社，2012.
[2] 刘振亚著.全球能源互联网[M].中国电力出版社，2015.
[3] 田世明，栾文鹏，张东霞，等.互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报，2015，5（4）
[4]沈洲，建华，等.能源互联网的发展现状[J].江苏电机工程，014，33（1）.
[5]于慎航，孙莹，等.基于分布式可再生能源发电的能源互联网[J].电力自动化设备，2010，30（5）.