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互联网时代的能源云

2017-12-29 13:48:00 中恒博瑞   作者: 周庆捷  

风起青萍:第三次能源革命

杰里米·里夫金的《第三次工业革命》为人类新能源发展之路打开了崭新的篇章,能源互联网已经成为未来能源发展的必然趋势。杰里米·里夫金认为:“在即将到来的时代,我们将需要创建一个能源互联网,让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。多余的能源则可以与他人分享,就像我们现在在网络上分享信息一样”。

简单来说,能源互联网就是采用分布式能源收集系统,充分收集分散的可再生资源,而后通过储能系统将这些间歇资源存储起来,并利用互联网和智能终端技术构建起来的,使能量和信息能够双向流动的智能能源网络,进而实现能源在全网络内的分配、交换和共享。能源互联网把一个集中式的、单向的、生产者控制的能源系统,转变成大量分布式辅助较少集中式的和与更多的消费者互动的能源网络。

虽然电能仅仅是能源的一种,但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势,未来能源基础设施在传输方面的主体将以电网为主,而能源互联网把一个集中式的、单向的电网,转变成和更多的消费者互动的电网。进而构建以大电网为“主干网”,以微网为“局域网”的能源网络,以开放对等的信息能源一体化架构,真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用,最大限度地适应各种能源的接入。

浪成微澜:技术驱动变革

以光伏、风力发电、储能等为代表的新一代能源技术在物联网的支撑下,将改变原有的单向能源供给体系,以“能源网”、“物联网”、“互联网”三者有机结合、高效互动的新型能源网络将引领能源革命的发展。

“能源网”铸就能源革命基石。未来的能源网络是一个多元体系,能源行业也将由单一能源进入到一个多种能源有机整合、集成互补的能源体系,共同构筑面向用户侧的分布式多能互补能源网络,实现发用电之间的最优匹配。多能互补不是多种能源的简单叠加,而要在系统高度上按照不同能源品味的高低进行综合互补利用,并统筹安排好各种能量之间的配合关系与转换使用,以取得最合理能源利用效果与效益。

“物联网”构建能源大数据基础。在今天的信息时代,数据是成功的关键因素,物联网的力量就在于其能够实时捕获数据并能够快速合成的能力。物联网技术为能源网络提供强大数据采集与传输支撑,是将能源网络转换为数字虚拟化网络的关键,智能的物联网多样采集终端对能源生产、传输、消费全流程的监管,能够实现“源网荷”三端数据的全流程采集,构建高效的多端互动体系,保障数据的互联互通,进而为更高层面的能源应用提供坚强的数据基础。

“互联网”,能源创新发展基础。“互联网+”给能源带来的最大的改变,是利用互联网的技术与理念,实现了能源网络的双向互动与交互控制。通过坚强物联网底层所构建的大数据基础,互联网将数据转换为能源驱动,高效地将能源网与物联网进行融合,调动能源网络按照最经济、最安全稳定的方式运转。

能源互联:“三网融合”

能源互联网具有能源和互联网两个产业的特征,基于互联网技术的大数据、云计算,将能源与能量的生产、转换、存储、输送、使用等环节的众多节点互联起来,实现设备流、信息流、能量流的自由接入、实时流动、即时交换与共享,达到物联网、信息网、能源网的“三网合一”。

当前,以电力为动力、以数据为纽带,能源网、互联网、物联网在网络形态、业务功能、资源利用等方面的联系日益紧密,呈现相互交叉、相互融合、相互支撑、相辅相成的发展态势。信息网已基本实现全球互联,而物联网作为未来的发展趋势也进入了高速发展浪潮,但是能源网发展明显滞后,现阶段的分布式与集中式发电的冲突以及多能互补体系的建设都受到了种种技术以及体制的制约,也是全世界目前科学前沿致力解决的核心问题。

三网融合是以世界能源转型和信息技术革命为契机,以全球基础设施互联互通为保障,发挥网络经济和规模经济优势,加快形成全球能源、信息、设备融合发展的新格局,推动实现高度电气化、高度智能化、高度全球化、高度人本化的发展目标。

三网融合发展将极大促进资源共享、设施共用、技术集成、业务融合,提升能源、信息要素的流通和配置效率,创造巨大的社会价值,通过能源流、信息流、人流和物流的相互协同,将重塑产业价值链,催生经济新业态,为世界经济发展注入新的动能。除实现清洁发展、推动经济转型外,推进三网融合将有利于缩小地区差异,减少国际争端,促进人类命运共同体的建设。

能源云化:软件定义能源的未来

能源互联网希望借助于互联网的方式实现能源的自由流通与交互,包含了能源间的转换、生产与使用侧的交互,即数字化的能源网络,其核心是提倡互联网式的能源交互模式,自由平等、无处不在,而这正是近年来互联网发展的云技术的智慧结晶,因而建设云化能源互联体系,是未来能源革命的必然路径。

未来网络能源产品及解决方案将呈现数字化、网络化、智能化三大发展趋势。在数字化趋势方面,电力电子技术+数字技术,将使得网络能源更可靠、更高效、可演进;在网络化趋势方面,网络能源+CT使得网络能源成为灵活简便的能源网络,实现可视、可管、可优化;在智能化趋势方面,大数据分析的引入将成就专家系统,使得网络能源实现主动维护、智能分析与报表、网络能源运营。

因此通过“三网融合”的基础,将能源网络内所有的能量流通节点视为云资源,采用分布式建模的方法描述整个能源体系,通过海量节点数据采集与计算,合理制定规则,整合广域资源,推行能量货币化,调动各节点能源云积极性,协调能量流通,均衡负载,提高供能可靠性、经济性,利用互联网等手段,定制节点专属信息,提升用户体验,拓展服务市场,视为能源云。

践行能源云理念,将需要“软件定义”的理念贯穿其中。软件定义的理念与能源互联网有着极其高的契合度,通过软件定义的方式,进而支持能源网络从运行、控制、管理三者部分或者全部分离,将传统的能源网络转变为更加灵活离散型网络。

因而,软件定义能源的概念应运而生,借鉴互联网著名的“软件定义网络”理念,即计算机网络的控制层面与数据层面分离,并通过逻辑上的集中控制构建开放可编程的网络体系,支持各种业务创新。通过“三网融合”后数字流在软件层面的分析与计算,对能源网进行开放式控制,将传统的刚性能源网络转变为柔性逻辑数字能源网络,并通过大数据、云计算等手段构建能源云中心交互体系,借助能量路由器实现能源的分散控制,能源数据与控制的分离,进而实现广义的能源互联网。

通过软件定义的方式,打通三网之间的通道,将设备、通道、数据、算法等各个环节统一在标准体系当中,利用更高的人工智能方式将监管与控制贯彻到能源的发输用全流程当中,让每个环节都能够发挥自己的作用,形成高效协调互动机制。

进而在新型能源革命中,推行“软件定义能源”的发展,形成高效能源交互控制体系,让软件能够通过互联网方式参与到能源网络的控制中并起到主导作用,像管理数据信息一样管理能源,而不是被固定的模式所束缚,进而实现能源流的在线重新定义。

软件定义能源是一个颠覆性的创新理念,也是一种新兴的高度可控的能源架构,是践行能源云化理念的终极利器。

“三网”联而视为变,“软件”定而视为云。




责任编辑: 李颖

标签:新能源,互联网时代,能源云,分布式能源,可再生资源