能源电力与信息通信跨领域融合迈向新高度

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   摘要:能源互联网是由承载能源流的坚强智能电网与承载数据流和业务流的泛在电力物联网相辅相成、融合发展形成的。
  关键词:能源电力;信息;通信;跨领域;融合
  引言
  2019年世界电信和信息社会日大会在北京新世纪日航饭店顺利召开。本次大会围绕工业互联网、5G、智能终端等主题深入研讨,充分体现了信息通信专业科技创新驱动社会经济和产业发展。《2019年国务院政府工作报告》中提出了打造工业互联网,拓展“智能+”,实现制造业转型升级赋能的要求。
  1能源互联网是新一代能源和电力系统的重要发展方向
  2019年,李克强总理在《2019年国务院政府工作报告》中明确提出了“全面推进‘互联网+’,运用新技术新模式改造传统产业,深化大数据、人工智能等研发应用,促进平台经济、共享经济健康成长,加快在各行各业领域推进‘互联网+’”的要求。在这一背景下,国家电网公司提出“三型两网、世界一流”战略,南方电网提出了“定位‘五者’,转型‘三商’”战略,能源电力和信息通信深度融合达到了新的高度。在论坛上,中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信表示,建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,实现能源转型是我国新一轮能源革命的核心目标。能源互联网是在智能电网的基础上,互联网思维理念和技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源系统和能源产业发展新形态,是新一代能源和电力系统的重要发展方向。同时他还强调,以互联网思维审视并改造传统电力系统,建设能源互联网,是构建新一代电力系统的关键步骤。中国科学院院士、西安交通大学电子与信息学部主任管晓宏也同意上述观点,他认为能源互联网能够全面感知环境与能源信息,支撑能源供应的清洁和绿色化,支持信息流与能源流的双向流动,实现能源系统供需整体优化控制与决策,提供改变能源构成和系统结构的技术支撑,为能源革命奠定基础。中国电力科学研究院副院长、国网能源互联网技术研究院院长王继业详尽论述了能源互联网的关键技术、信息通信理论和一体化理论模型。他认为能源互联网是工业互联网的重要组成,是能源电力体系和互联网体系深度融合而形成的全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新业态,打破传统工业体系,形成一种新的技术和模式体系。针对能源互联网信息通信理论,他表示图像信号处理、自适应优化、计算学习理论是支撑能源互联网的信息通信体系的重要理论,异构异质的复杂网络是支撑能源互联网建设的核心理论。
  2新能源行业在我国的发展背景分析
  根据国家统计局相关资料分析,2008-2017 我国煤炭消费占比持续下降,2017 年我国天然气、水电、核电、风电等清洁能源占比首次突破 20%,占能源消费总量的 20.8%。传统能源占主导地位的一次能源消费模式已经走到了尽头,进行新能源,新材料的探索与开发已经成为我们迫切的需要。我国领土面积辽阔,经纬度跨度广,风能、太阳能、水能,地热能等开发潜力巨大,已经在新疆,内蒙古等风能丰富的地区建立了风能发电厂,在地热能最丰富的西藏地区建立了多座地热能发电厂。太阳光的辐射能量叫做太阳能,太阳能可利用性高,清洁无污染,在我国具有广阔的发展前景。核电具有供应能力强,资源消耗少的优点,目前我国在运核电机组数量持续增长,已经拥有成熟的第三代核电技术。我国新能源产业从整体上看,发展稳中有进,各种新能源的利用日趋成熟。与发达国家相比,我国虽然在新能源的开发利用规模上更胜一筹,但是能源利用效率较低,缺乏核心技术。我们应加强自主创新,抓住产业机遇,做大做强我国新能源产业。
  3新能源行業中电力的运用优势
  第一,节能效率高。电力技术能将各种能源高效率的变换为高质量的电能,减少了资源浪费。现阶段我国主要能源消耗仍以煤炭为主,利用电力技术对风能,潮汐能进行电力转换,发展清洁能源,能有效节约能源,优化我国能源结构。第二,绿色环保。伴随着电力技术智能化,数字化的发展,采用新的电力装置,可以得到接近 0 的谐波含量和接近 1 的功率因数,实现了电力系统对外界的零污染排放。第三,控制精确度灵活化。传统的模拟控制电路具有接线复杂、系统反应迟钝、调试过程繁琐等缺点,因此适合控制较简单的线路控制。新型电力系统与传统相比有了很大的提升,通过运用数字控制技术,在保证灵活性和精确度的基础上实现控制和人机界面和通讯等功能。电子器件和电子产品的更新换代使得网络系统、通信系统和编码系统等领域的内容不断地相互碰撞和融合,使得现有设备的电子系统增加了许多功能,例如纠正、控制、调控等功能,设备变得更加简洁化,远程操控等操作变得更加便捷化,极大地满足了人们对控制准确性的要求。第四,安全可靠。无触点开关的研发与使用,既降低用电设备的起停消耗,还大大地延长设备的使用时间,提高了用电的安全性。
  4人工智能、卫星应用、5G 等技术应用前景广阔
  通过对能源互联网内涵的理解不难发现,能源互联网是由承载能源流的坚强智能电网与承载数据流和业务流的泛在电力物联网相辅相成、融合发展形成的。因此,以“云大物移智链”为代表的先进信息通信技术具有广阔的应用前景。中国空间技术研究院副院长、国际宇航科学院院士、俄罗斯科学院院士李明通过对电网业务的深入分析和挖掘,针对卫星应用支撑电网发展,提出了“结合国家空间基础设施建设,开展示范应用;结合互联网星座建设,开展综合应用;结合商业卫星发展,研制发射专用的电网卫星”的应用思路,为卫星技术应用与传统电网业务的融合提供了新的方向。5G+智能电网应用方面, 5G 将给智能电网的发展带来深刻变革,推动大量智能微型传感器应用,促进电网“透明化”“可感知”,助力电网向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型发展。人工智能支撑能源互联网建设方面,中国电力科学研究院人工智能研究所总工程师张东霞分享了深度学习技术在电力负荷预测、风光发电预测、电力系统安全稳定分析、用户用电分析等领域的应用研究情况。她表示,人工智能技术在能源互联网领域的研究仍处于起步阶段,如何将学术研究成果真正应用到工程实际中,特别是应用到核心领域中,充分体现数据和数据分析的价值,是当前面临的挑战。
  结语
  建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,实现能源转型是我国新一轮能源革命的核心目标。能源互联网是在智能电网的基础上,互联网思维理念和技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源系统和能源产业发展新形态,是新一代能源和电力系统的重要发展方向。以互联网思维审视并改造传统电力系统,建设能源互联网,是构建新一代电力系统的关键步骤。
  参考文献
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