【電力】分層分級發展能源互聯網
我國面臨能源供給、消費、技術乃至體制革命,必須加強國際合作,實現開放條件下的能源安全。國際上掀起了第三次工業革命的熱潮,而能源互聯網被認為是第三次工業革命的重要標志。
雖然能源形式多種多樣,電能僅僅是能源的一種,但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優勢,電能占終端能源消費的比重持續提升。從全球范圍看,以電為中心的能源開發利用格局正在加快形成,并成為全球能源發展的戰略方向,今后的能源變革將圍繞更清潔更經濟的發電、更安全更高效的配置電能、更便捷更可靠的用電展開。電力的廣泛應用,必須依靠電網來實現。因此未來能源互聯網基本上是互聯網式的電網。
從清華大學前校長高景德院士上世紀80年代提出“CCCP”概念(現代電力系統是計算機、通信、控制與電力系統以及電力電子技術的深度融合),到90年代韓英鐸院士提出現代電力系統三項前沿課題(柔性輸電技術、智能控制、基于GPS的動態安全分析與監測系統),再到近年來智能電網強調信息流與能量流的結合,無不突出信息技術與現代電網的緊密結合。能源互聯網是互聯網技術、可再生能源技術與現代電力系統的結合,是信息技術與能源電力技術融合發展的必然趨勢。
我們認為,能源互聯網是以互聯網思維和理念來變革能源基礎設施。如果說電網智能化還是在傳統電網架構上通過信息化和智能化的手段,解決設備利用率、安全可靠性、電能質量以及可再生能源接入等問題,能源互聯網的根本不同在于采用互聯網理念、方法和技術實現能源基礎設施架構本身的重大變革,使得能量的開放互聯與交換分享可以跟互聯網信息分享一樣便捷。能源互聯網區別于傳統能源基礎設施的本質特征包括:
開放。互聯網實現信息的隨時隨地接入與獲取,主要取決于開放式的體系結構。能源互聯網要實現開放性,需要可再生能源、儲能以及用能裝置的“即插即用”。能源互聯網的發展要借鑒互聯網的發展方式,走標準先行、應用驅動、進一步帶動產業和市場發展的道路。
互聯。互聯網中局域網與廣域網的本質不同在于廣域網必須解決規模化開放互聯的問題,這就需要簡潔易行的標準協議作為基礎。能源局域網內部可以進行多種能源形式的轉換,可以進行風光儲用的協調,但廣域互聯必須是建立在局域消納的基礎之上,形成簡捷高效的能量交換方式,才可能實現大規模互聯,而互聯的廣泛性最終會帶來資源配置的廣泛性。
對等。同傳統電網自頂向下的樹狀結構相比,能源互聯網的形成是自下而上能量自治單元之間的對等互聯。任意單元之間的連接是邏輯上的,真正連接必須建立在分散交換和路由的基礎之上,優勢在于連接是動態互為備用的,在保證冗余和可靠性的同時不降低系統的利用率。
分享。分布、分散與分享也是能源互聯網的主要特征。能源互聯網借鑒互聯網應用中社交網絡的信息分享機制,其中的能量交換與路由也都是就近實時動態進行的,以分散式的局部最優實現全局能量管理的調度優化。能源互聯網是為了適應分布式可再生能源的接入、對集中式電網的有益補充,符合電網發展集中與分布相結合的大趨勢。