能源互联网综述研究

【摘要】：当前我国正处在经济转型的重要关头，也是能源改革的关键时期。“互联网+”概念的提出预示着我国能源行业发展将要进入一个全新的历史阶段。另外，互联网行业的发展已将人类带入了一个崭新的历史时期。如何在这一契机下实现对传统能源及清洁能源的高效利用将对人类生存及环境可持续发展具有重要意义。鉴于此，文章主要针对能源互联网整体内容进行了阐述，以供借鉴。

【关键词】：能源互联网；现状；发展趋势

1、导言

人类社会经济想要取得快速的发展，必须要借助能源的支撑，但大量运用化石能源导致的环境和资源问题，已经严重影响了人们的安全生存。全球能源互联网致力于解决能源环境、资源配置、能源供需等问题，以全球视角审视如何利用世界资源，进而促进各个国家友好和平相处。

2、能源互联网定义

能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，深入融合了新能源技术与互联网技术，将大量分布式能量采集装置和分布式能量储存装置互联起来，具有“横向多能源体互补，纵向源-网-荷-储协调”和能量流与信息流双向流动特性的显著特点，是实现能量和信息双向流动的能源对等交换和共享网络，以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络。能源互联网通过智能能量管理系统实现实时、高速和双向的电力数据读取和可再生能源的接入。

3、国内能源互联网研究现状

中国研究人员在国家电网的支持下，也对能源互联网这一新兴技术进行了研究及探索，纷纷成立了研究院及研究专题，如清华大学、浙江大学等均拟成立能源互联网研究院，国家电网发起了能源互联网研究专题等。但总体上我国的能源互联网研究相比于国外而言，起步稍晚，但势头很好。目前相关成果还较少，大多还处于起步、跟踪及相关概念的讨论阶段阶段。

开发和利用分布式可再生能源是解决能源紧张、环境污染及气候变暖的重要手段。作者在计及分布式电源的间歇性、随机性等特点的情境下，建立了适应高比例可再生能源发展的新型电力规划及生产模拟模型，并针对未来中国实现高比例再生能源的电源结构、跨区电力流动等开展了实证研究。

我们从不同的视角：政府管理者视角、运行者视角及消费者视角等讨论了能源互联网应具有的特征：可再生、分布式、联起来、开放式及融进去。进一步讨论了能源互联网的功能结构，同时分析了能源互联网与其他电力系统相比所具有的关键特征。

此外，从分布式可再生能源利用的角度阐述了能源互联网的内涵、特征等，并设计了基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统。讨论了能源互联网系统的组成部分未来能源互联网的主要研究方向：控制策略、电力电子变流技术和储能技术等；提出利用信息技术对传统电网加以改造，将分布式可再生能源网络、信息通信网络进行高度融合，构建可再生能源互联网，实现分布式可再生能源跨区域、大范围的优化配置和高效利用，最终实现电网和信息网的变革。可再生能源互联网是由各种规模不同的分布式局域网组成，局域网间可实现电能流动的双向性及电能配置的高效性。进一步设计了固态变压器原理图、超级电容电池原理图及射频充电自供能原理图等，最后阐述了微电子技术在可再生能源互联性化和系统安全运行等方面阐述了能源路由器的内涵，同时设计了两层架构的能源路由器结构.

4、能源互联网的实现手段及发展方向

4.1清洁能源开发

太阳能、风能、生物质能等作为清洁能源具有取之不尽、用之不竭或可循环利用的特点。结合现有的创新技术，如太阳能光伏发电、风力发电（包括陆地发电、海上发电等）、生物质发电等技术可以逐步用于替代化石燃料燃烧发电技术，实现电力生产的清洁化。以太阳能发电为例，随着互联网应用的逐步深入，我国分布式光伏电站已经呈现出快速互联网化的趋势，全国已经有200多个电站、千万数量级的电池组件接入网络，实现大数据实时采集和分析。

在能源消费环节要鼓励实施电能替代。相比于煤、石油、天然气等一次能源，电能更为高效、清洁。提高电能在终端能源消费中的比重，能够从根本上解决化石能源污染和温室气体排放问题。如鼓励电动汽车的使用，将减少对石油的消耗，可明显减少污染物排放。

4.2广泛应用智能电网

智能电网对太阳能发电、风电、海洋能发电等一些间歇式电源具有较强的符合性、适应性，进而能够确保各种类型资源的有序接入，同时也能保证各类设备直接使用。将智能电网与物联网、移动终端和互联网等多种技术相融合，进而满足广大用户的需求。将建设智能电网和能源再生发展、物联网和互联网紧密结合，从而推进能源的可持续发展和利用。

4.3特高压技术

特高压输电技术是实现全球能源互联网的重要手段和方法，其具有输送容量大、输送距离远、效率高的特点，并且具有抵制各种严重事故的能力，可以满足大容量、远距离的跨区输电要求，能够实现大型能源基地的集约开发和电力的可靠输送，为构建全球能源互联网提供了有力支撑。

特高压交直流将输电距离提升到2000～5000千米，赋予电网更大范围调配资源的能力，能够实现各种清洁能源在世界范围互联互通、优化配置。目前，我国已建成投运了3条特高压交流线路和6条特高压直流线路。我国特高压工程的成功，不仅解决了中国能源发展难题，而且对于解决世界能源可持续发展问题也具有重大意义。

4.4突破能源互联网中的关键性技术难题。

提高我国能源互联网发展所需要的技术能力，为我国能源互联网建设提供更为有力的技术支撑和储备是当前极为重要的事情。能源互联网由以“大数据”“云计算”为支撑的信息数据交换技术、分布式新能源发电控制技术等一系列尖端技术为依托，其中很多技术还远未成熟，需要国家集中一切科技力量去解决能源互联网建设中的技术障碍，这样才能早日实现能源互联网的构想。

结论

总而言之，各项能源资源在为推进人类发展中带来了很大的动力，但由于运用不合理、开采方式不科学等问题，也给人们的生活带来了很大的问题。在社会经济的快速发展下，人们逐渐对生态环境加以重视，各个国家都在着手恢复生态环境，力求能够充分运用能源互联网，进而解决在能源生产和消费中出现的各项问题，真正推进各个国家的可持续发展。

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