能源聯(lián)網(wǎng)是能源和互聯(lián)網(wǎng)深度融合的產物, 已經成為當前國際學術界和產業(yè)界關注的新焦點, 也是能源行業(yè)繼智能電網(wǎng)后又一前沿發(fā)展方向和重要課題。在能源革命、“互聯(lián)網(wǎng)+”和創(chuàng)新驅動等國家戰(zhàn)略的背景下, 能源互聯(lián)網(wǎng)將成為能源領域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的沃土。
1能源網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)
能源網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)具有相互促進的發(fā)展歷程?；ヂ?lián)網(wǎng)剛出現(xiàn)時借鑒了電網(wǎng)源荷互聯(lián)和負荷即插即用的理念, 實現(xiàn)了不同計算機互聯(lián), 以及信息接收端的即插即用和使用透明。之后互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速, 進入了雙向互動的Web2.0和移動互聯(lián)網(wǎng)時代, 每個個體既是信息的消費者, 也是信息的生產者,
實現(xiàn)了異種設備的即插即用, 具備自組織、自愈等功能, 產生眾多的新業(yè)態(tài)和商業(yè)新模式, 成為當前最活躍的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之土壤。相比之下, 電網(wǎng)發(fā)展相對緩慢, 保守內向和自然壟斷的局面未發(fā)生實質性變化, 大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的活力明顯不足。
互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展離不開若干重要理念, 其核心是開放。傳統(tǒng)能源網(wǎng)的理念則顯得相對保守和內向, 相比互聯(lián)網(wǎng)最大的差距在于開放性差導致互聯(lián)程度低: (1)在物理層面, 電、熱、冷、氣、油、交通等能源子系統(tǒng)存在行業(yè)壁壘, 未能實現(xiàn)開放互聯(lián);能源網(wǎng)中能量的傳輸也無法像互聯(lián)網(wǎng)中信息傳輸一樣靈活可控;導致能源網(wǎng)總能效不高, 可再生能源的消納受限, 還使得能源生產和消費的便捷性不足。
(2)在商業(yè)層面, 能源網(wǎng)仍被少數(shù)大型公司壟斷, 眾多的源荷之間難以形成直接對接, 大量的能源用戶處于被動地位, 無法以對等的身份參與到能源市場中, 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)主體不多, 市場不繁榮。隨著可再生能源、分布式發(fā)電的迅速發(fā)展, 現(xiàn)有的電網(wǎng)越來越難以滿足人們對能源民主化、高效化和綠色化方面的高要求, 亟需從互聯(lián)網(wǎng)汲取最新最先進的理念和技術, 實現(xiàn)電網(wǎng)的升級進化。
2能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標
1) 能源市場化: 打破行業(yè)壁壘, 對接供需雙方, 為各種參與者和大量用戶的低成本進入及便捷交易提供開放平臺, 實現(xiàn)多方共贏, 激活大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè), 為能源革命提供持續(xù)動力。
2) 能源高效化: 實現(xiàn)多類能源的開放互聯(lián)和調度優(yōu)化, 為能源的綜合開發(fā)、梯級利用和能源共享提供了條件, 可以大幅提高能源的綜合使用效率。
3) 能源綠色化: 通過多種能源的耦合互補、各類儲能的應用、需求側響應等, 支撐高滲透率可再生能源的接入和消納。
3能源互聯(lián)網(wǎng)的主要理念
開放: 開放是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心理念, 表現(xiàn)為: 多類型能源的開放互聯(lián)、各種設備與系統(tǒng)的開放對等接入、各種參與者和終端用戶的開放參與、開放的能源市場和交易平臺、開放的能源創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境、開放的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈、開放的數(shù)據(jù)與標準等。
互聯(lián): 互聯(lián)是開放的重要表現(xiàn), 為能源的共享和交易提供平臺, 是能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造價值的基礎, 包括: 多種能源形式的互聯(lián)、多類能源系統(tǒng)的互聯(lián)、多異構設備的互聯(lián)、各類參與者的互聯(lián)等。
以用戶為中心: 以用戶為中心是能源互聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)上取得成功的關鍵, 強調提供極致的用戶體驗, 滿足用戶不同品位的便捷用能、便捷生產和交易能源的需求。
分布式: 分布式是推動能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要動力。光伏等新能源適合分布式, 用戶也將成為分布式的能源產消者。
共享: 共享是能源互聯(lián)網(wǎng)的精神, 物理設備的開放互聯(lián)如果缺少了共享的機制, 也就無法形成有效的能源市場和良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。
對等: 能源互聯(lián)網(wǎng)需要打破壟斷, 去中心化, 不同參與者處于對等的位置, 在此基礎上進行對等的交易, 能源的生產和消費也相互對等。
4能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征
能源互聯(lián)網(wǎng)的關鍵特征是互聯(lián)網(wǎng)理念和技術的深度融入, 至少表現(xiàn)為以下幾點特征:
1) 支撐多類型能源的開放互聯(lián), 提高能源綜合使用效率。
2) 支撐高滲透可再生能源的接入和消納。
3) 支撐能量自由傳輸和用戶廣泛接入的自由多邊互聯(lián)網(wǎng)架構。
4) 集中和分布相結合的自組織網(wǎng)絡架構。
5) 支撐眾籌眾創(chuàng)的能源互聯(lián)網(wǎng)市場和金融。
6) 支撐能源運行、維護、交易、金融等大數(shù)據(jù)分析。
5能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構
能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構如下圖所示, 大致可分為“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”和“互聯(lián)網(wǎng)+”兩層。
“能 源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”指能量系統(tǒng), 是互聯(lián)網(wǎng)理念對現(xiàn)有能源系統(tǒng)的改造, 使得能源系統(tǒng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的某些優(yōu)點, 促進可再生能源的消納、綜合能效的提高, 為能量的交易共享提供支撐, 主要表現(xiàn)為以下三點:
1)多能源開放互聯(lián), 打破電、熱、冷、氣、油、交通等行業(yè)壁壘, 實現(xiàn)多能源綜合利用;
2)能量自由傳輸, 表現(xiàn)為遠距離低耗(甚至零耗)大容量傳輸、雙向傳輸、端對端傳輸、選擇路徑傳輸、大容量低成本儲能、無線電能傳輸?shù)?
3)開放對等接入, 表現(xiàn)為新的設備/系統(tǒng)接入能源互聯(lián)網(wǎng)時, 可被自動的感知、識別和管理, 具有良好的可擴展性和即插即用性。
“互聯(lián)網(wǎng)+”指信息系統(tǒng), 是信息互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的融入。能源互聯(lián)網(wǎng)是一個典型的“互聯(lián)網(wǎng)+能源”的應用場景, 通過互聯(lián)網(wǎng)技術將設備數(shù)據(jù)化, 將所有主體自由聯(lián)接, 打造能源互聯(lián)網(wǎng)“操作系統(tǒng)”, 統(tǒng)籌管理各種資源, 產生新的業(yè)態(tài)和商業(yè)模式, 促進大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。主要體現(xiàn)在以下三點:
1)能源物聯(lián), 新增開放傳輸, 在不影響安全等前提下實現(xiàn)信息的最大化共享;
2)能源管理, 不同能源類型的分布式協(xié)同管理和源、網(wǎng)、荷、儲的實時互動優(yōu)化, 借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念和技術讓用戶體驗到專業(yè)、便捷和定制化的服務;
3)能源互聯(lián)網(wǎng)市場, 為能源的自由交易和眾籌金融提供平臺, 實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)各要素的共生共贏。
6能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的關系
與智能電網(wǎng)相比, 能源互聯(lián)網(wǎng)更加開放、更多互聯(lián), 表現(xiàn)在: (1)由主要關注單一的電力系統(tǒng)轉向關注供電、供熱、供冷、供氣、電氣化交通等綜合能源系統(tǒng), 實現(xiàn)多種能源系統(tǒng)的開放互聯(lián);(2)由與信息通信技術融合轉向與互聯(lián)網(wǎng)融合, 利用互聯(lián)網(wǎng)思維和技術, 改造現(xiàn)有能源行業(yè), 形成新的商業(yè)模式和新業(yè)態(tài), 促進大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè), 其社會影響力和公眾興趣度將遠高于智能電網(wǎng)。
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