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  • 能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究綜述

    2016-01-04 10:01:31 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
    【摘要】本文主要分析了能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的相關(guān)概念和相關(guān)的技術(shù),以期可以為今后的能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究工作提供參考和借鑒?!娟P(guān)鍵詞】能源互聯(lián)網(wǎng);信息技術(shù)一、前言能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用,提高了諸多
    【摘要】本文主要分析了能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的相關(guān)概念和相關(guān)的技術(shù),以期可以為今后的能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究工作提供參考和借鑒。
     
    【關(guān)鍵詞】能源互聯(lián)網(wǎng);信息技術(shù)
     
    一、前言
     
    能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用,提高了諸多領(lǐng)域的技術(shù)水平,在能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用的過程中,應(yīng)該更加深入的分析能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用方法。
     
    二、能源互聯(lián)網(wǎng)概述
     
    能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構(gòu)建的新型信息能源融合“廣域網(wǎng)”,它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”,以微網(wǎng)為“局域網(wǎng)”,以開放對等的信息能源一體化架構(gòu),真正實(shí)現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用,因此可以最大限度地適應(yīng)新能源的接入。微網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)中的基本組成元素,通過新能源發(fā)電、微能源的采集、匯聚與分享以及微網(wǎng)內(nèi)的儲能或用電消納形成“局域網(wǎng)”。大電網(wǎng)在傳輸效率等方面仍然具有無法比擬的優(yōu)勢,將來仍然是能源互聯(lián)網(wǎng)中的“主干網(wǎng)”。雖然電能源僅僅是能源的一種,但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優(yōu)勢,未來能源基礎(chǔ)設(shè)施在傳輸方面的主體必然還是電網(wǎng),因此未來能源互聯(lián)網(wǎng)基本上是互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)。
     
    能源互聯(lián)網(wǎng)是美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命:新經(jīng)濟(jì)模式如何改變世界》中提出的概念。杰里米·里夫金認(rèn)為:“從長遠(yuǎn)來看,人們需要的是一種新的經(jīng)濟(jì)范式,即經(jīng)濟(jì)生活組織方式的系統(tǒng)性改變,以超越碳基能源和核能。我們正處在第三次工業(yè)革命的開端,在這次革命中,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將與可再生能源結(jié)合在一起,創(chuàng)造一種強(qiáng)大的、新的能源基礎(chǔ)設(shè)施。”支撐這一模式的是五個(gè)支柱:一是向可再生能源轉(zhuǎn)型;二是能源的分散式生產(chǎn),即將各大洲的每一座建筑變成微型發(fā)電廠,以便就地收集可再生能源;三是能源儲存,即在每一座建筑中使用氫和其他技術(shù),以存儲能源;四是能源的分配,即利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將每一大洲的電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化為能源共享網(wǎng)絡(luò),其工作原理類似互聯(lián)網(wǎng);五是交通方式的零排放,即將運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)向插電式及燃料電池動力車,這種電動車所需電能可以通過洲與洲之間共享的電網(wǎng)進(jìn)行買賣。
     
    三、能源互聯(lián)網(wǎng)中信息技術(shù)的熱點(diǎn)問題
     
    1、多類型能源的生產(chǎn)調(diào)度
     
    分布式能源供應(yīng)體系是支持包括可再生能源在內(nèi)的多類能源接入的一種可行方案,已形成了多種分布式能源資源范式。微網(wǎng)是由分布式資源(能源生產(chǎn)單元、能源存儲單元或兩者兼有的混雜單元)和負(fù)荷組成的整體,并按照分布式系統(tǒng)的模式運(yùn)行,可以靈活地選用微網(wǎng)互聯(lián)式、孤島式和混雜模式。實(shí)現(xiàn)可再生能源高效利用和系統(tǒng)供需平衡是微網(wǎng)追求的目標(biāo),對應(yīng)的能源管理系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)負(fù)載信息的高效分享、微網(wǎng)模式轉(zhuǎn)變的快速響應(yīng)、能源接入與存儲的優(yōu)化配置及維護(hù)自主運(yùn)行、微網(wǎng)和主網(wǎng)的同步與互聯(lián)等。
     
    2、開放智能的能源傳輸控制
     
    可靠傳輸是能源互聯(lián)網(wǎng)推廣和應(yīng)用的基本要求,便捷接入控制、傳輸過程中對失效預(yù)警與容忍能力、及高效應(yīng)急響應(yīng)能力是建設(shè)目標(biāo)。研究的重點(diǎn)主要包括以下2個(gè)方面:1)可靠傳輸網(wǎng)絡(luò)和傳輸機(jī)制設(shè)計(jì),從傳輸過程角度保證能源傳輸?shù)目煽啃裕?)信息-能源緊耦合的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備,提高網(wǎng)絡(luò)控制的智能化水平,從接入控制和異常處理方面提高傳輸可靠性。
     
    3、綜合信息獲取與高效處理
     
    信息是支撐能源互聯(lián)網(wǎng)智能化和優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵,信息獲取效率和利用程度決定能源互聯(lián)網(wǎng)性能。傳感器、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)等為信息獲取和處理提供了良好基礎(chǔ),但尚缺乏系統(tǒng)、針對能源網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理論和方法,針對能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)高效信息獲取與處理方法具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
     
    4、其他熱點(diǎn)問題
     
    除了上述3個(gè)方面的研究問題之外,作為開放運(yùn)營系統(tǒng),下面3個(gè)問題也應(yīng)得到足夠關(guān)注:
     
    1)網(wǎng)絡(luò)安全。在信息方面,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注惡意行為入侵的防范方法,信息傳輸和存儲的隱私保護(hù);在能源控制方面,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析方法,高生存性的傳輸機(jī)制設(shè)計(jì)等;此外,能源傳輸和信息傳輸?shù)母蓴_問題也值得關(guān)注。
     
    2)能源消費(fèi)的激勵(lì)合作機(jī)制設(shè)計(jì)。突發(fā)需求在能源互聯(lián)網(wǎng)中仍是較難處理的問題,倡導(dǎo)用戶合理規(guī)劃能源消費(fèi)是較為經(jīng)濟(jì)的途徑。為鼓勵(lì)用戶參與,恰當(dāng)?shù)募?lì)元素設(shè)計(jì)和分析模型是研究的重點(diǎn),博弈論可能是有效的理論工具。
     
    四、能源互聯(lián)網(wǎng)前景無限
     
    太陽能和風(fēng)能是取之不盡用之不竭的清潔能源,對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),太陽光束照耀地球每88分鐘產(chǎn)生470艾焦的能量,相當(dāng)于全人類一年的使用量;僅需獲取世界上20%的風(fēng)能,就可獲得7倍于目前全球經(jīng)濟(jì)用電量。
     
    就產(chǎn)生的能量而言,太陽能和風(fēng)能領(lǐng)域的可再生能源技術(shù)正在經(jīng)歷指數(shù)增長曲線,地?zé)崮?、生物能和誰能有望跟進(jìn)。行業(yè)分析師預(yù)測,15年內(nèi),太陽能和小型風(fēng)力發(fā)電的采集設(shè)備將像手機(jī)與筆記本電腦一樣便宜。
     
    里夫金指出,同通信互聯(lián)網(wǎng)一樣,建立能源互聯(lián)網(wǎng)的前期成本巨大,但生產(chǎn)太陽能和風(fēng)能的單位邊際成本幾乎為零。此外,與信息一樣,在投入研發(fā)和運(yùn)營之類的固定成本后,可再生能源就幾乎是免費(fèi)的了。
     
    德國已經(jīng)率先體驗(yàn)到接近零邊際成本的可再生能源的商業(yè)影響。2013年,德國通過可再生能源生產(chǎn)了23%的電力,預(yù)計(jì)到2020年,可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的占比將達(dá)到35%。德國現(xiàn)在正在引入能源互聯(lián)網(wǎng),數(shù)以百萬的小企業(yè)能夠參與到電力合作中,即把每個(gè)人的能源搜集起來,建立起一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)來存儲這些能源,而以前的電力公司來管理能源的互聯(lián)網(wǎng)。
     
    對于能源互聯(lián)網(wǎng)的盈利模式,里夫金說:“電力或水電公司不再靠銷售掙錢,而是把能源生產(chǎn)的個(gè)體戶、小型企業(yè)等整合起來,管理它們的同時(shí)也降低邊際成本,共享所獲得的利益。”
     
    在日前國務(wù)院印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃(2014-2020年)》提出,要大力發(fā)展分散式風(fēng)電和分布式光伏發(fā)電,到2020年,風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2億千瓦,風(fēng)電與煤電上網(wǎng)電價(jià)相當(dāng);光伏裝機(jī)達(dá)到1億千瓦左右,光伏發(fā)電與電網(wǎng)銷售電價(jià)相當(dāng)。
     
    2014年8月26日,中石化率先與騰訊科技簽訂合作協(xié)議,傅成玉決定從銷售端擁抱互聯(lián)網(wǎng),雙方試圖在業(yè)務(wù)開發(fā)與推廣、移動支付、媒介宣傳、O2O業(yè)務(wù)、地圖導(dǎo)航、用戶忠誠度管理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用與交叉營銷等領(lǐng)域探索合作。
     
    遠(yuǎn)景能源是國內(nèi)排名第四的風(fēng)機(jī)制造商,該公司董事長張雷過去把互聯(lián)網(wǎng)看做工具,但最近五六年,他發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)背后自有其哲學(xué),“我一直在研究體系,發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)能量體系都是在跟熵做斗爭。”張雷說,“互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程是生態(tài)系統(tǒng)的演變,互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中開始出現(xiàn)智能體和更高級的動物,生態(tài)圈開始出現(xiàn)。”遠(yuǎn)景在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的目標(biāo),即建立一個(gè)類似微信的生態(tài)圈。
     
    據(jù)了解,國內(nèi)分布式光伏電站正在快速互聯(lián)網(wǎng)化,200多個(gè)電站、千萬數(shù)量級的電池組件已接入網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和分析。互聯(lián)網(wǎng)化的光伏電站可全天候記錄每塊電池板的運(yùn)行參數(shù),在一兩秒之內(nèi)調(diào)度能量供給、鎖定故障源頭,提高能源利用效率。
     
    五、結(jié)束語
     
    綜上所述,能源互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前的主要發(fā)展技術(shù),已經(jīng)在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,未來要深入分析能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù),在應(yīng)用的過程中,提高應(yīng)用的水準(zhǔn)。
     
    【參考文獻(xiàn)】
     
    [1]武建佳,趙偉.WInternet:從物網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展.2013(06)
     
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    [3]林闖,賈子驍,孟坤.自適應(yīng)的未來網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào).2012(06)
     
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    [5]查亞兵,張濤,譚樹人,黃卓,王文廣. 關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識與思考[J]. 國防科技. 2012(05)
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