【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(guò)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(kāi)放對(duì)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(dòng)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(guò)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(chǔ)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(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，將來(lái)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(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)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(lái)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(guó)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(kāi)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(chǔ)存，即在每一座建筑中使用氫和其他技術(shù)，以存儲(chǔ)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(lèi)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(dòng)力車(chē)，這種電動(dòng)車(chē)所需電能可以通過(guò)洲與洲之間共享的電網(wǎng)進(jìn)行買(mǎi)賣(mài)。

 

三、能源互聯(lián)網(wǎng)中信息技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題

 

1、多類(lèi)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(lèi)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(chǔ)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(duì)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(chǔ)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(kāi)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(guò)程中對(duì)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(guò)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(duì)能源網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理論和方法，針對(duì)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(wèn)題

 

除了上述3個(gè)方面的研究問(wèn)題之外，作為開(kāi)放運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，下面3個(gè)問(wèn)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(chǔ)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(wèn)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(wèn)題，倡導(dǎo)用戶(hù)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(hù)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(wú)限

 

太陽(yáng)能和風(fēng)能是取之不盡用之不竭的清潔能源，對(duì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，太陽(yáng)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(lèi)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(yáng)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(zhǎng)曲線，地?zé)崮堋⑸锬芎驼l(shuí)能有望跟進(jìn)。行業(yè)分析師預(yù)測(cè)，15年內(nèi)，太陽(yáng)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(yáng)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(yíng)之類(lèi)的固定成本后，可再生能源就幾乎是免費(fèi)的了。

 

德國(guó)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(guó)通過(guò)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(guó)現(xiàn)在正在引入能源互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)以百萬(wàn)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(lái)，建立起一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)存儲(chǔ)這些能源，而以前的電力公司來(lái)管理能源的互聯(lián)網(wǎng)。

 

對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)的盈利模式，里夫金說(shuō)：“電力或水電公司不再靠銷(xiāo)售掙錢(qián)，而是把能源生產(chǎn)的個(gè)體戶(hù)、小型企業(yè)等整合起來(lái)，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(guó)務(wù)院印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)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(xiāo)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(xiāo)售端擁抱互聯(lián)網(wǎng)，雙方試圖在業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)與推廣、移動(dòng)支付、媒介宣傳、O2O業(yè)務(wù)、地圖導(dǎo)航、用戶(hù)忠誠(chéng)度管理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用與交叉營(yíng)銷(xiāo)等領(lǐng)域探索合作。

 

遠(yuǎn)景能源是國(guó)內(nèi)排名第四的風(fēng)機(jī)制造商，該公司董事長(zhǎng)張雷過(guò)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(zhēng)。”張雷說(shuō)，“互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程是生態(tài)系統(tǒng)的演變，互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中開(kāi)始出現(xiàn)智能體和更高級(jí)的動(dòng)物，生態(tài)圈開(kāi)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(lèi)似微信的生態(tài)圈。

 

據(jù)了解，國(guó)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(wàn)數(shù)量級(jí)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(yǔ)

 

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(lái)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(guò)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）

 

[2]曹軍威，萬(wàn)宇鑫，涂國(guó)煜，張樹(shù)卿，夏艾瑄，劉小非，陳震，陸超.智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào).2013（01）

 

[3]林闖，賈子驍，孟坤.自適應(yīng)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào).2012（06）

 

[4]趙海，蔡巍，王進(jìn)法，賈思媛. 能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與拓?fù)淠Ｐ蚚J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015（11）

 

[5]查亞兵，張濤，譚樹(shù)人，黃卓，王文廣. 關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)與思考[J]. 國(guó)防科技. 2012（05）