《管见》宋小松:能源互联网技术创新激发共享能源新业态

能源资讯
发布日期
2020-08-31 15:27
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《管见》宋小松:能源互联网技术创新激发共享能源新业态

 

《管见》第七期

《管见》宋小松:能源互联网技术创新激发共享能源新业态

作者:宋小松

远光软件股份有限公司副总裁

3月16日,国家电网公司研究确定“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标。毛伟明董事长指出能源互联网企业是方向,代表电网发展的更高阶段,建设能源互联网企业的过程,是推动电网向能源互联互通、共享互济的过程,也是主动适应能源革命和数字革命融合发展的必然趋势。

能源互联网的概念最早出现在2004年《经济学人》杂志“Building the energy internet”一文。文章提出借鉴互联网的特点,通过分布式微电网等方式,将传统电网转变为智能化、具有快速响应和自愈能力的数字网络。我国对能源互联网概念的丰富和完善源自2016年《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,意见中明确了中国能源互联网建设的发展方向。经过几年的发展,业界对能源互联网的认识虽然各种侧重,但普遍认为能源互联网是以清洁能源消纳为主导,将能源生产、输送、存储、消费以及市场运营等环节与信息通信技术深度融合,实现能源统筹优化配置、清洁、高效、经济的能源生态系统。

从绘制理想蓝图愿景到逐步落地实施,能源互联网技术创新和突破在其建设发展过程中发挥着无可替代的重要作用。尤其是习近平总书记提出的创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念,加上新一轮电力体制改革,为能源互联网技术创新提供了优质的土壤。基于国家政策环境以及能源互联网业务发展关键,为了更好的推动商业运营,现阶段及未来一段时期内,能源互联网技术应重点在以下几个方面加强创新和突破:

一、多能源协同与优化调控技术。能源互联网作为复杂的信息物理深度耦合系统,存在着大量的分布式能源及电、气、热等多种能源。最典型的特征是在不同时空尺度下,建立电、气、热等多能源耦合网络,进行多运行场景、多目标协同的优化调控模型。然而目前多能源耦合运行模型在电、气、热等相关物理设备运行机制融合方面,工程经验比较薄弱,研究存在一定瓶颈,这就需要采集各物理设备运行及状态数据,通过汇聚各类能源信息大数据,以数据分析构建设备全息模型,降低多能源物理耦合模型的建模复杂度,基于人工智能深度学习算法,开展数据驱动多能源协调与优化调控技术研究,提高能源综合利用效率及安全运行可靠性,增强能源互联网的“柔性”与“韧性”。

二、能量预测与供需互动技术。能量预测包括能源供应能力预测与能源负荷预测。能源互联网具有更大开放性和复杂性,在电源侧,以风、光为代表的清洁能源发电具有波动性、间歇性的特点,给电网安全稳定运行带来挑战;在负荷侧,电动汽车、“无灯工厂”、智能家居等灵活负荷的广泛接入导致能源需求的不确定性增加,且多能源负荷预测需要充分考虑冷、热、电负荷多变量耦合关系,才能提高整体能源负荷预测精度。这种供能侧与需求侧的随机性、复杂性加大了能源互联网系统能量预测的困难程度。在电力市场环境下,能源网络的供需双向互动成为可能及趋势,需要我们一方面加强能源功率预测模型、算法在预测精度上的技术突破;另一方面设计完善的市场价格机制与需求响应激励机制,通过电力市场服务类平台实现供需信息透明传递,引导供需间有序互动。

三、信息通信支撑技术。能源互联网的构建需要将多种能源以及多元负荷的物理设施及环境进行信息化、数据化处理,从而实现能源相关设备实时感知、监测及智能控制。能源信息数据的采集监控是能源互联网运行的基础,“安全、低时延、抗干扰”的采集传输特点依赖于5G、北斗卫星等先进通信网络技术的发展。能源互联网庞大的物理设施及承载的能源流会产生海量数据信息存储与分析需求,需要通过大数据、云计算、人工智能等信息处理技术,构建“平台化、多场景、微应用”的能源互联网应用信息支撑系统,以提高对海量能源数据的处理速度和精度,为能源互联网高效运行做出准确分析决策。

能源互联网现在处于内涵和外延丰富发展的阶段,在政策环境不断完善的利好形势下,随着上述关键技术的快速创新与突破,将有利于能源互联网业务向共享能源等更高等级的业务形态发展。共享能源业务可着力从能源供需资源共享以及能源综合服务共享两方面构建。

在能源供需资源共享业务层面。首先能源互联网根据覆盖范围可分为广域网和局域网两级。广域能源互联网典型代表是全球能源互联网,能源供需资源共享业务的实现是以特高压、智能电网技术创新为基础,统筹世界范围内风能、太阳能等清洁能源资源分布和消纳,实现各大洲集中式能源基地资源与各大洲负荷中心资源共享,广域能源互联网本文不做重点论述。

局域能源互联网以园区、区域能源互联网为代表。当前环境污染日益严重,能源资源日趋紧张,清洁能源成为能源利用和开发的重要方向,分布式能源得以快速发展,分布式光伏、分散式风电、小型三联供机组、电动汽车、储能、智能工厂等不断涌现。这种分布式能源与新型负荷在能源互联网技术创新突破下,更加智能、可控,可实现能量流动由单向向双向互动。通过能源互联网管理平台,聚合单体小容量分布式新能源,可平抑出力波动,与大电网共享发电能力,缓解传统能源压力,也为新能源消纳提供空间。对于电动汽车、智能工厂等新型负荷,通过利用用户用能弹性、调整用户用能习惯,共享用户能源需求的主动性,可有效缓解峰荷时段能源供应紧张、低谷时段发电容量闲置的情况,提高能源系统的整体使用效率与经济性。现阶段,局域能源互联网的能源供需资源共享业务主要以虚拟电厂形式作为中间媒介进行研究。

在能源综合服务共享业务层面。我国启动新一轮电力体制改革以来,各类能源互联网试点示范项目层出不穷。随着项目投产运营,能源互联网设备运行水平、检修的专业性凸显,能源综合服务能力短缺,主要表现为能源互联网领域的专业技术人员、检修人员,以及专业的检测维修工具、备品备件等均需要较大投入,增加了项目运营方的成本压力。在能源互联网信息通信支撑技术不断完善的趋势下,形成开放的能源综合服务共享平台,整合线上线下资源,以“信息采集中心、诊断分析中心、专家服务中心、设备租赁中心”等业务功能,实现能源流、信息流、业务流数据贯通,打造能源综合服务共享枢纽;从资源上,将人员服务、设备服务虚拟化,构建“资源无限”的理念,充分提高资源利用效率,促进价值共享;从业务上,以客户需求为导向,推动专业化综合服务能力融通共享,提升能源互联网项目运营水平。

能源互联网系统建设,需要加快能源技术和信息技术的融合创新,基于互联网思想构建能源数据信息灵动、资源共享的服务平台,培育能源销售商、集成商、运营商、服务商等新型市场主体,形成多方参与、平等互动、广泛共赢的共享能源新业态,以促进清洁能源消纳、构建安全高效可持续的智慧能源系统。

责编:陈佳佳
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