能源互联网技术的现状及发展趋势研究

能源互联网技术的现状及发展趋势研究

发表时间：2017-03-09T17:01:42.937Z 来源：《电力设备》2017年第1期作者：青燕[导读] 随着新常态下产业布局优化调整和转移力度加大，区域发展协调性增强，加快推进能源互联网发展的任务更加紧迫。

（新疆新能源研究院有限责任公司新疆维吾尔自治区 830026）摘要：随着新型城镇化、农业现代化建设步伐加快，能源需求将保持较快增长。经济社会发展对能源供应能力和供电质量提出刚性需求，随着新常态下产业布局优化调整和转移力度加大，区域发展协调性增强，加快推进能源互联网发展的任务更加紧迫。

关键词：能源互联网；技术现状；发展趋势引言

互联网在实现开放对等原则的基础上，能够向整个系统提供全方位的信息支持，而能源互联网是以可再生分布式能源和互联网为核心而形成的新能源互联网，旨在实现能源的高效传输、利用，进行更广泛的分布式互联系统优化，实现能源分布式的有效供应，形成坚实的能源基础架构。

一、能源互联网的实现基础

1、源于互联网发展而来的能源互联网

互联网是将全国甚至全世界的用户联系起来，实现信息的共享。而能源互联网的理念就是将所有潜在的小型用户通过电力网络链接，将用户多余的电量输送到电网，继而传输到用电量多的城市或者发电不方便的地区。

2、源于大电网发展而来的能源互联网

主要针对电网在配置范围、调控能力、双向互动等方面存在的局限性，基于信息通信技术与能源电力技术的融合，而演发出的能源互联网能全面提升电网性能，促进清洁能源大规模利用。

3、源于多种能源综合优化发展而来的能源互联网

主要强调多种能源网络的高度耦合。作为大型的网络系统，需要能源互联网有快速的反应能力的同时，还要承载多用户的供应情况。能源互联网利用能量集线器巧妙的解决了这一难题。能量集线器类似于能量转换的基站，同时也作为能量传输的枢纽。它可以将电力，交通、天然气和信息网络有效的结合。形成更加庞大的网络的同时解决能源互联网的调峰问题。

二、能源互联网技术现状

1、可再生能源发电技术

能源互联网发电设备包括传统能源发电和可再生能源发电，其中最主要的是可再生能源发电。可再生能源发电主要包括水力发电、生物质能发电、风力发电、太阳能发电、潮汐发电等。风电、太阳能发电、太阳能热发电、地热发电和潮汐发电是新兴的发电技术，当前主流的研究方向集中在风电和光伏发电。风力发电技术在可再生能源领域中发展相对成熟，是发展新能源技术中具有最大商业化发展规模前景的。太阳能光伏发电有很多优点，如无噪声、无污染、不受地域限制且分布广泛、不消耗燃料、建设周期短、经营成本低、无长距离传输、可现场使用、结合建筑物具有更好的便利性等。所以太阳能光伏发电是一种常规发电无法比拟的发电方式。在能源互联网中，任何有风能和太阳能的地方均可以作为一个小电站配合电网进行供电。

2、电网负荷的相关技术

能源互联网是可用于各种AC和DC负载的一种先进的智能电网。最近几年，随着电池技术的不断成熟和相应成本的不断下降，电动车使用率正在迅速增长。可以预见的是通过电动车的联系，电力系统和交通系统的耦合程度将在今后继续加强。电气化运输系统，特别是电动汽车，将成为能源互联网的重要组成部分。同时，能源互联网即插即用的功能需要能量管理系统来管理在不同负载时的转换器和通信。该系统可以基于本地信息进行快速响应，而当电压下降时，电网故障或者停电等事件发生后，系统可以从电网平滑切换，自动实现孤岛运行。

3、储能技术

从能源互联网的工作机制来看，能源互联是将大量由分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。所以基于能源互联网的能源存储应当具有就地性和对环境高适应性，应当对地理位置没有特殊要求，能够在各个区域投入使用，可适应各种环境，方便对风、光、热等转化后的能量的存储。

能源互联网的出现是为了更好地解决能源危机，保障及促进经济的发展，所以基于能源互联网的储能在成本上需要控制得当，不能以牺牲经济利益为代价，否则将背道而驰。基于能源互联网的能源存储应当具有价格低、转换率高、能量密度高、环保友好的特性。

随着能源互联的深入，其服务范围不仅仅是电网及相关单位，而是能源的真正使用者例如企业、工厂、家庭等，而储能和节能服务的受益者也将细化到用电单位级别，相应的储能产品运行环境复杂，客户需求广而需求种类多，基于能源互联网的储能技术应当有非常高的安全性和可靠性，并且储能量与工作方式灵活多变，适应性强。

4、远距离输电技术

远距离输电技术符合我国电力发展的当前预期，也是国际能源革命的重要组成部分，所以着重发展该技术是很有必要的。自2011年起，我国东部沿海发达区域逐渐出现了电力短缺的状况，例如浙江省，全省在2012年最大电力短缺额约近1000万kW，电力的可靠性供应难度逐渐增大，所以从其他地区到浙江进行远距离大容量输电是比较可靠、有效的方式。运用远距离大容量输电技术不仅能够解决能源传输问题，而且能节省煤炭资源，因为输电的经济性优于输送煤炭且输送效率基本相当。该技术是高新技术的集成，在优化其他产业的研发和加快其结构调整等方面都能够起到催化作用。

三、全球能源互联网技术的发展趋势

（1）近年来我国新能源产业发展迅速，光伏产业、风能制造产业、生物质能产业皆已崭露头角，产业竞争力显著提高。因此，可建立示范基地，推广太阳能、风能、生物质能等可再生能源的应用。同时增加示范城市，开展民用风电和光伏计划，加快分布式能源的发展，改变以传统能源为主的状况。

（2）交通行业是化石能源消耗的大户。随着电池技术的成熟及其成本的降低，以电动汽车为主要代表的电气化交通正在蓬勃发展。在此基础上，电力系统与交通系统的耦合程度在不久的将来会逐步增强。电气化交通系统尤其是电动汽车将成为能源互联网的重要组成部分。与此同时，还应加强电动车与新能源汽车的示范与应用，推进机电能源技术协同发展，促进节约型社会的建设。

（3）在能源互联网时代，随着分布式能源生产企业数量的迅速增长及储能技术的不断发展，成千上万个分布式能源生产与储能企业接入主干电网，从而完成从传统的单项电能供应商向电能双向供应商的转型。

（4）特高压实践的成功是能源互联网提出的基础。全球能源互联网以特高压电网为骨干网架（通道），因此，在我国大范围推广特高压交直流输电技术将为能源互联网的实现打下坚实的基础。

（5）相比于其他的一次能源，天然气对环境造成的影响相对较小。且联合循环燃气机组在效率、反应速度和建设周期等方面都具有明显优势。一方面，随着页岩气应用不断加强，天然气的成本呈下降趋势，燃气机组在发电侧的比例因此有望提高；另一方面，利用最近出现的“电转气”技术，可以将可再生能源机组的多余出力转化为甲烷（天然气的主要成分），再注入天然气网络中运输和利用。因此，未来的电力系统与天然气网络之间的能量流动可由单向变为双向。

结语

在能源互联网建设初期，仍然需要考虑到传统能源通过改造，融入大能源互联网体系中去。同时，能源互联网的建设，可以利用逆向思维，从用户角度、系统科学方法研究和构建，首先从能源价格市场化入手，以能源信息平台搭建为基础，推动能源互联网的发展与普及。

参考文献

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