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能源互联网与相关概念的关系初探

来源:火狐体育注册       发布时间:2021-12-01 12:09:38

  北极星售电网讯:编者按:国网能源院电网发展综合研究所主要聚焦于电网发展规划与投资政策、智能电网政策与效益、电网精准投资策略、电网投资效益评价与项目后评价等领域,从理论方法、政策机制、发展规划等方面开展研究,实现从理论研究到落地应用的贯通。本专栏将围绕电网发展规划关键问题,从理论研究、政策解读、理念探讨和典型实践等方面展开,结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。

  文章导读:随着“互联网+”理念的兴起,能源互联网等发展思路为传统能源行业提供了新的发展理念和路径,有利于实现高渗透率分布式能源的灵活接入和充分消纳,支持多种能源的协同优化,提高能源安全和效率,催生新的业务模式。从智能电网开始到微电网、区域综合能源系统,再到以电为中心的能源互联网、智慧能源系统,相关的概念理念不断涌现,伴随商业模式创新和示范项目开展,社会各界对能源互联网相关概念的认识和理解也不断深入、各有异同,本文在立足以电为中心的能源互联网这一重要概念基础上,分析微电网、区域综合能源系统、智能电网、智慧能源系统等概念的内涵、特征和发展目标,进而基于以电为中心的能源互联网,初步给出能源互联网相关概念的关系,为读者认识能源互联网理念提供一种视角。

  能源互联网作为能源系统的高级形态,对其探索与研究由来已久,随着伴随技术进步和商业模式创新,社会各界对能源互联网认识和理解也将不断深入和丰富,但尚未达成统一认识,结合社会各方探索,我们通过初步分析智慧能源系统、以电为中心的能源互联网、智能电网、区域综合能源系统、微电网等概念的相关内涵、特征和发展目标,进一步探讨能源互联网相关概念的关系。

  智慧能源系统是在煤炭系统、油气系统等化石类一次能源系统以及热力、由水核风光等清洁能源构成的电力等二次能源系统的生产、转换、存储、传输、消费等环节基础上,强化先进信息、通信、控制技术应用,实现各类能源网络的互联互通,具有实时平衡、灵活调度、优化配置、高效可靠运行等特征,是能源系统发展更高阶段。智慧能源以绿色低碳持续发展、综合能源高效利用、灵活资源协调共享、不同行业融合发展、业态创新多方共赢为主要功能。

  未来,智慧能源系统在能源的生产、传输、消费各环节,实现能源基础设施和信息技术深度融合,构建开放对等的信息能源一体化平台及泛在、融合、智能、低碳的智慧能源生态。

  以电为中心的能源互联网是实现能源互联网的路径之一,它是在坚强智能电网的基础上,以可再生能源为优先,冷、热、气等多种能源为补充的集中式和分布式相互协同的多元能源结构,同时利用先进的能源技术和新一代信息技术、控制技术,实现源网荷储优化配置、多种能源系统协同互补,创新商业模式,为用户提供便捷、可靠、优质、综合的能源与服务,促进社会发展清洁低碳、安全可靠、高效互动、智能开放、泛在互联的智慧能源系统。

  以电为中心的能源互联网以电网作为能源资源优化配置平台,最大程度的开发利用可再生能源,推动能源网络互通互济、安全可靠,提升能源综合利用效率,促进能源系统与用户的广泛互动,满足各类用户对高效便捷、安全可靠、灵活多样的能源和服务需求。

  智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。智能电网以其基础性、统一性、开放性和综合性,成为能源互联网中重要的基础构成。

  智能电网侧重于利用新能源技术、信息技术、储能技术等新技术促进电网工业化、信息化深度融合,由信息连通赋予电网智能,是具有高度信息化、自动化、互动化等特征的新一代电力系统。信息化是坚强智能电网的实施基础,实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用。自动化是坚强智能电网的重要实现手段,依靠先进的自动控制策略,全面提高电网运行控制自动化水平。互动化是坚强智能电网的内在要求,实现电源、电网和用户资源的友好互动和相互协调。

  未来智能电网的创新发展将通过能源融合、信息融合、业务融合的发展路径实现智能电网的价值创造和增值。电力流、信息流、业务流的高度融合刻画了未来智能电网在运行管理、经营服务中的目标状态,是承载业务服务、创新商业模式、创造综合价值的实现载体。

  区域综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新商业模式,整合区域内电力、天然气、氢能、热能等为主供高品位能源,实现多种能源系统之间的协调规划、多能互补,实现能源的梯级利用循环利用。在满足系统内冷热电气多元化用能需求的同时,要有效地提升能源利用效率,促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。

  区域综合能源系统是先进能源技术与信息技术融合发展的重要实践,具备四大特征:一是电气化,分布式电源接入比重不断扩大;二是智能化,先进的能源技术和大云物移智链等先进信息技术不断渗透,三是低碳化,广泛利用风光地热等可再生能源,四是高效化,多能源系统互补互济,合理高效满足用户需求。

  目前,区域综合能源系统主要是用于大型工业园区,未来,随着能源技术、信息通信技术不断进步,行业壁垒的逐步打破,综合能源系统演进发展的应用范围也将进一步扩大。

  微电网是可以实现对内部分布式电源、电能存储设备及各类负载优化控制的小规模电网。微电网可分为并网型和离网型,在并网运行模式下,通常接入中低压配电,依托大电网调剂余缺,离网型微电网和大电网不相联,利用自身的分布式电源满足微电网内负荷的长期供电需求。主要应用于分布式电源高渗透率地区,实现分布式可再生能源的接入和消纳;解决与大电网联系薄弱偏远地区的供电问题,满足对电能质量和供电可靠性有特殊要求的用户需求。

  一般认为,微电网具有四大特征:一是微型,电压等级低,分布式电源功率和用电负荷一般较小。二是清洁,电源以清洁能源为主,或以天然气多联供等能源综合利用为目标。三是自治,内部基本实现电力供需自平衡。四是友好,与大电网联网后,可参与运行调度。

  未来,我国微电网将逐步从单纯的接入和控制研究走向复杂的区域管控调配研究发展从单纯的光伏微电网、风光储微网走向多能互补的区域综合能源系统。

  从发展脉络来看,智能电网发展起步相对较早,是传统电网的转型升级,是能源互联网发展的基础;随着可再生能源的快速发展,微电网作为一种相对简单的能源系统,在充分利用局部地区分布式电源的基础上,为区域用户提供灵活高效、安全可靠的电能;随着能源技术、信息通信技术不断进步,在冷热电需求大的园区等区域构建起了区域综合能源系统,实现区域多种能源的优化配置、梯级利用;进一步地,随着技术不断成熟、市场不断完善、机制不断健全,以电为中心的能源互联网得以在更大范围的区域、跨区开展多种能源的远距离输送、源网荷储协同、电气冷热互补;最终,通过以电为中心的能源互联网等不同实现路径,推动构建智慧能源系统这一新一代能源体系。

  从能源供应角度看,微电网和智能电网主要供应电力;区域综合能源系统、以电为中心的能源互联网和智慧能源系统更多强调多种能源综合优化利用,实现电热冷气多种能源的供应。

  从物理形态方面看,微电网主要由分布式电源、储能和负荷构成,联网型微电网还包括与公网的电力联络线。区域综合能源系统主要由园区级电气热冷供能网络、能源交换环节、能源存储环节、终端综合能源供用单元(如微电网)和终端用户共同构成。智能电网主要在电力系统发、输、变、配、用五大环节基础上,在配电网中融入分布式发电、微电网、区域综合能源系统等物理形态。以电为中心的能源互联网在智能电网的基础上,融入了电力系统与煤炭、油气、热力各系统直接耦合的转换环节,共同构建的多类型能源互联网络。智慧能源系统是未来整个能源系统开发和综合利用的制高点和终极形态,以电为中心的能源互联网是其实现的一种途径。

  从功能定位方面看,微电网定位于促进局部地区分布式电源消纳利用,提高供电安全可靠稳定。区域综合能源系统主要定位于满足对冷热电需求较大的园区级用户,通过多种能源的耦合转换,提升能源利用效率,降低用能成本。智能电网主要定位于以电为核心,高比例接入可再生能源,实现电网信息化、自动化、互动化。以电为中心的能源互联网是智能电网的高级阶段,主要定位于以智能电网为基础平台,将清洁低碳的可再生能源,实现就地、地区及跨区范围的能源资源优化配置、高效利用,满足各类用户对电气热冷多种能源的需求和保障。智慧能源系统主要定位于各类传统能源系统的转型升级,实现不同类型、不同规模的能源网络互联网互通、高效运行。

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