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引言
在当今的时代可以说是互联网的时代,互联网终端是将互联网技术与移动终端设备有效地结合在一起,为社会中各行各业提供服务和支持,随着互联网技术的不断发展以及移动终端设备的不断创新研究,互联网终端技术的运用被注入源源不断的动力及新鲜血液。电力能源作为我们日常生活、生产中的重要基础能源供给,为生活的便捷性以及生产的正常开展提供了较大的帮助。随着互联网技术的不断进步,给传统的电力行业发展也带来了新的挑战和契机。传统的电力行业与互联网融合发展也是未来电力行业发展的趋势。电力行业是国民经济建设中的基础性行业,关系到民计民生工作的有效开展和推动,通过与互联网终端技术的有效结合,能够有效地创造新的服务模式以及发展常态[1]。通过对互联网终端设备的应用,为电力能源服务提供了更强的便捷性和高效性,大大提升了行业的创新力和生产力,为国民经济建设做出更大的推动力。
1互联网终端在电力能源服务中的应用特点
互联网技术目前的发展已日益成熟,在各行各业的生产活动以及人们的日常生活中应用较为广泛,对国民经济发展及生活质量提高都产生了较大的影响,也取得了较好的成效。所以,电力能源作为日常生产和生活中的重要保障,加强对互联网终端技术的研究,提高与互联网终端技术的融合度,以创新的思维和新型技术应用来提升电力能源服务是电力能源发展中至关重要的因素。通过对互联网终端技术的应用,供电企业在为客户提供服务时,能够将客户采用大数据分析和处理技术,有针对性地提供高效优质的服务,实现电力能源服务的创新发展[2]。通过改变传统的服务理念和服务形式,结合互联网终端技术的应用,提升用电客户电力使用过程中的便利性,同时可以针对不同客户满足其各自的需求,还可以分析用电客户的用电特性和消费特征,给予较好的用电建议和意见,为客户提供更加优质的用电体验。互联网终端在电力能源服务中的应用有以下的必要性。(1)互联网技术发展的趋势所需。我国的互联网技术发展速度极快,目前已成熟应用于各行各业生产活动以及人民日常生活的各方面中。在这一趋势下,电力企业也必须顺应时代的潮流,进行业务的改革和创新,通过在电力能源服务中应用互联网终端技术,能够突破服务工作中对于时间及空间的限制性,为用电客户提供极为便捷、高效的服务体验,而且技术的投资较小、成本较低。运用互联网终端技术,电力企业的工作人员也能进行远程监控及管理服务工作,较大地提高了工作人员的工作效率。同时、互联网技术还有较为重要的一项共享功能,通过对电力服务过程中的信息和数据进行整理、汇总、分析等功能的应用,建立健全信息的数据库,利用互联网的共享属性,可以高效地促进电力企业内部各个部室之间工作的联系,对提升电力企业的管理效率和管理的先进性也具有一定的提升作用。通过良好服务工作的开展,也能最大程度提高电力企业的信誉度和知名度。综上,互联网终端在电力能源服务中应用是互联网技术发展的趋势所需。(2)用电客户的需求。在互联网技术已广泛应用于人们日常生活中的背景下,用电客户对电力企业的服务也提出了新的要求,这成为电力能源企业管理创新和改革的动力之一。电力企业想要寻求管理上的创新和改革,就必须对用电市场进行调研,对用电客户的需求进行深入了解,进而从根本上为用电客户提供便捷高效的用电服务,尽最大能力满足广大用电客户的服务需求,将互联网终端技术充分应用于电力能源服务过程中,为用电客户提供一个全天候舒适愉悦的用电服务体验,最大程度提高广大用电客户对电力能源企业的信任,对电力能源企业发展新的客户、提高企业效益也具有较大的促进作用,这样也实现了电力能源企业和用电客户之间的利益共赢目标。
2互联网终端的电力能源服务关键技术
1、导言
能源与环境问题,是指能源的利用使人类物质生活不断得到改善的同时,却逐渐恶化了人类生存环境这一矛盾,它与高端制造业、互联网融合并称当今世界三大挑战。人类在谋求可持续发展的过程中必须解决好这个矛盾。实践证明,我国现有能源发展体系能源效率低下、结构问题突出,难以彻底解决能源与环境的问题。近年来,随着新能源和信息网络技术的迅速发展,一种新的能源发展体系得到普遍认可,为解决能源与环境问题提供了合理可行的途径,即能源互联网(EnergyInternet)。
2、能源互联网的发展现状
在传统的能源建构中,风能、太阳能、电动汽车等柔性负荷在广义的范围内分享各种能源,将再生能源作为主要供应源。对于能源互联网的研究不断深入,目前的主流观点主要有三种认知方式。一是将能源互联网看成是开放、对等的架构和理念,充分融合信息通信系统的能源网络体系,形成以大电网、局域网等相互关联的网络为特征的新型能源网。二是将信息网络定位为能源互联网的支持决策网,指导能源网络调度方式的不断变革,进行信息收集、分析和决策。三是实现信息和能源的双向连接,将能源和互联网深度融合,引导用户实现可再生能源的高效利用。总之就是将互联网技术运用到能源系统,实现多元能源的有效利用。
能源互联网在范围和时空上具有更为广阔的发展方向,“互联网+能源”本身具有丰富的想象空间和发展前景,呈现出多元化和多样化的发展趋势。在发展理念上,能源互联网有着高效率、一定的资源配置水平等特征。能源和信息网的深度融合将更有利于技术发展。能源互联网是以电力系统为中心,融合智能电网、互联网、大数据、云计算等前沿技术手段,综合先进的技术管理方式,实现能源互通互补,融合成下一代能源体系。能源互联网具有偏平化、面向社会化和用户服务性犹豫的发展特性,将电力、石油等不同的交通运输节点相互关联,形成个性化和定制化的能源应用,实现对能量流的全面控制。
3、能源互联网发展的主要模式
3.1基于大数据和云计算的能源互联网模式
基于大数据和云计算的能源互联网模式,将通过数据分析,为发电集团提供决策依据,提高管理和生产效率,降低能耗水平;为发电企业和用电客户提供一个广阔的、开放的信息平台,使双方能够在平台上共享各种信息;建设虚拟电厂和电量银行,通过企业与客户互相选择,提供网络营销和金融服务,提高发电机组利用小时,提升能效与效益,改变生产模式,产生新业态。
如图1所示,基于大数据和云计算的能源互联网,由政府、发电集团总部、基层发电企业、客户四大主体和信息平台、虚拟电厂、决策体系三大信息系统构成,而构成整个网络系统的基础是大数据与云计算的应用。发电企业的软资产经过大数据分析与云计算,通过互联网形成信息平台和虚拟电厂。信息平台可以为客户提供电力生产、经营信息,供客户了解不同区域、不同时段的电量水平、发电能力、电力价格等供给信息;同时,客户将当地电网负荷、电网运行方式、竞价准则、辅助服务等市场需求信息反馈至信息平台,从而形成发电市场供给与需求的信息共享平台。信息共享平台又将市场供需情况提供给政府,作为政府制定各项政策的参考,用以引导发电集团和监管用电客户。
3.2基于分布式能源的能源互联网模式
基于分布式能源的能源互联网,是以分布式能源为核心,以电网、气网、水网、热网、冷网为架构,利用互联网将能源技术与金融技术相融合,向客户提供多元化产品的微型能源互联网体系,作为大型能源互联网的重要补充。分布式能源不是狭义上的天然气冷、热、电三联供系统,而是位于用户侧、将各种清洁能源和可再生能源转化为用户所需的二次能源和其他能源产品的一种生产形式。
现阶段,分布式能源作为集中式发电和大电网的有效补充,可以利用与大电网互补互助的关系,来实现发电系统的稳定发展。基于分布式能源的能源互联网,主要应用于工业园区、智能楼宇、智能工厂等场所,能够根据楼宇式和区域式能源负荷点的不同负荷特性来设计不同的服务产品,根据不同的负荷需求来构建中心能源站和中心能源系统。能源技术和金融技术服务的结合,以打包的方式通过互联网向用户提供最佳的能源产品组合及金融资金结算,从而使用户体验到节省、舒适的综合性能源服务;这将成为分布式能源未来发展的必然趋势,也是发电企业转型升级的必要手段。
4、能源互联网的未来发展建议
首先,对于关键技术瓶颈的突破应稳步加速,例如智能传感器、信息物理系统、电力系统调度运行管理、智能配电网的关键设备和新材料的研发,融合多元能源,实现供需互动的能源互联网架构规划技术、主动配电系统规划运行技术、直流输配电和微网技术的研究,高级资产管理体系、大数据、云计算、机器学习等技术应用工作都需要不断进行深入研究。其次,应认清能源互联网的关键技术特征和发展方式,实现能源生产和利用的动态平衡,优化新的生产和发展目标,借助新型管理模式,实现电力网络、信息网络的协同合作和融合。最后,认清能源结构方面的协调发展新模式,对信息流和能量流进行灵活控制,使得在市场经济体制下参与的主体更加多样,参与方式更为灵活,从而实现通过能源互联网达到信息实时交换、能量互补的作用。同样,可再生能源的渗透率不断提升时,要保证系统安全平稳高效运行,达到更深层次的集中式和分布式协调发展的效果。
结论
总之,能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,在国民经济中具有特别重要的战略地位。能源在现代工业生产中占有重要地位,能源互联网将会有更广阔的未来。
【参考文献】:
1.互联网金融与绿色金融的概念
互联网金融主要是指互联网企业利用信息技术,实现资金融通、支付、投资的新型金融业务模式。绿色金融主要是指金融机构在投融资决策中,把环境因素考虑在内,引导资金流向资源节约的绿色产业,解决绿色产业的融资问题。
2.互联网金融与绿色金融有机结合的新趋势
自2015年,我国开始逐步对互联网金融行业进行整顿,因此实现自身规范化、专业化、个性化发展是互联网金融提高自身竞争力的必然选择。与此同时,我国经济已进入绿色发展和结构转型的关键时期,实现节能减排、发展绿色金融是我国经济发展的必然趋势。但当前我国绿色金融体系仍以商业银行绿色信贷为主,产品体系单一化严重。所以,丰富绿色金融体系、助力经济结构向绿色转型是当前要务。
因此,作为传统金融业的补充,互联网金融模式为绿色金融的发展提供了新思路;同时绿色金融这一国内外金融业可持续发展的新路径,也为互联网金融的发展提供了新机遇。因此,本文将以绿色金融的主要领域新能源行业为例,详细阐述互联网金融平?_在新能源领域的发展。
二、新能源互联网金融
1.新能源的定义
新能源又称非常规能源,一般是指在新技术的基础上开发利用的可再生能源,包括风能、太阳能、生物质能等可循环利用的清洁能源。
2.新能源产业的融资难题
目前,新能源行业进行融资的两个主要渠道,政府支持和金融融资方面都存在一定难题。一方面,虽然涉及太阳能、光伏等新能源的产业政策非常多,但政府机制的不完善,导致政策执行并不到位。另一方面,新能源产业尚处在新兴发展阶段,投资、回报期限长和风险较高等特点,使其难以获得商业银行、政策性银行和风险资本的重视。而企业上市的高门槛,使发展较好的中小型新能源企业也被拒之门外。
3.新能源互联网金融平台
新能源产业的可持续发展需要较完善的金融体系予以资金支持,因此在传统融资方式受困时,金融业应积极探索适合新能源行业的多渠道融资模式。融资租赁、众筹和供应链金融三种新方式逐渐被大众认可,它们与互联网金融的相关性使得在“互联网+”形势下, “互联网+新能源”成为新能源行业融资的新渠道。下面分别阐述三种融资方式。
“互联网+融资租赁”:通过互联网平台,投资者向新能源企业(项目方)购买其经营所需物品并租给项目方使用,项目方向投资者支付租金并发展售后回租业务。
“互联网+众筹”:新能源企业利用互联网大数据来评估分析项目的风险和收益,并收集用户的使用数据,从而对目标群体进行项目投放进行新能源融资。
“互联网+供应链金融”:以应收账款融资为主。处于新能源供应链上下游的中小型企业,可将未到期的对核心企业的应收账款进行债权转让。
下面以“国鑫所”和“航金所”为例,详细阐述新能源互联网平台的运行模式。
三、国鑫所
1.国鑫所简介
国鑫所是我国首个“能源+互联网+金融”的新能源互联网金融平台,至2016年末交易额超过25亿元。其母公司协鑫集团在新能源领域已有多年的经验积累。协鑫集团坚持“还原金融以反哺产业发展”的目的,以其优质的资产、对新能源的扩展能力、积聚的人才及能源大数据为基础,从供应链金融出发,建立了一个“绿色生态、安全高效”的互联网金融平台。
2.“鑫安盈”产品
“鑫安盈”产品定位于新能源供应链金融模式,依托央企、国企和优质的上市公司等核心企业的良好信用,及其与产业上下游供应、经销商之间真实的交易背景,通过将供应商提供的对核心企业应收账款的债权进行转让,帮助中小供应、经销商进行经营资金的融通。
3.风控体系
国鑫所利用协鑫集团在光伏等新能源领域的行业积累,从供应商和核心企业两方面,形成了双额度管控体系。一方面,搜集供应商的百项运营指标,根据需要融资企业的运营和生产情况,随时对其进行评级,以调控授信额度。另一方面,选取的核心企业均为新能源行业中的大型企业,同样对其进行评估并给予授信额度。此外,国鑫所也从资金独立托管、平台安全建设等方面,保障了投资人资金和信息的安全。
四、航金所
1.“航金所”简介
“航金所”是一个以“互联网+新能源+金融”为经营模式的绿色互联网金融平台。它依托于中航工业的实业背景,充分利用母公司与合作伙伴的优良资产和资源,专注新能源产业。2016年9月,“航金所”推出“互联网+众筹+租赁”模式的“太阳能众投”产品。2017年3月,“航金所”宣布将转向光伏项目的售后回租和众筹业务,构建一个“绿色规范、安全可靠”的新能源互联网金融平台。
2.“新能宝”产品
“新能宝”,采用“互联网+众筹”和“互联网+租赁”的创新融资模式,投资人对“航金所”平台的新能源项目予以认可,便可通过平台向新能源企业购买、出租太阳能光伏电池,获取持久稳定的租金收益。租赁期间,“新能宝”提供两种灵活的赎回方式。租赁期满,新能源企业向投资人赎回太阳能电池,并返还其投资本金。光伏电板的出租和出售资金均由第三方富友平台全程托管。
3.风险控制
“航金所”平台的主要业务都集中在其最了解的新能源行业,项目对象也多为中航工业内部或产业链中的上市公司、军工央企等,保证了稳定的现金流,在项目源头上把控了风险。同时,平台建立了严密的风控体系,对每个项目进行现场调查及贷前、贷后全程跟踪。此外,平台还采用第三方支付机构全程托管资金,并进行专款质保服务。
五、互联网金融与绿色金融相结合的优点
1.为互联网金融的发展提供了新方向,并实现了产融结合
其一,受国家产业经济政策大力扶持、有着巨大的市场和融资需求的绿色金融,为互联网金融的发展提供了新素材。且绿色行业众筹、融资租赁等融资方式与互联网金融平台又有着天然的契合点。因此绿色金融是互联网金融发展的新蓝海。其二,互联网金融在绿色金融方面的应用,使产融结合落到了实处。依托大型央企、民企的新能源等绿色互联网金融平台,结合互联网大数据和母公司对绿色行业的了解,服务于绿色产业整个供应链的融资,真正实现了产融结合。
2.为新能源等绿色产业的融资提供新渠道
互联网金融给新能源等绿色行业的融资赋予了新活力。“互联网+融资租赁”和“互联网+众筹”的融资方式,从资金和设备上降低了新能源等绿色企业的融资成本。此外,新能源等绿色产业供应链中,中小企业占比80%以上。因此,“互联网+供应链金融”的融资模式,有效解决了中小企业融资难题,融通了整个产业链。特别地,互联网金融较强的数据与模型分析能力,使供应链金融的运转更加高效,提升了融?Y效率。
3.丰富绿色金融体系,促进绿色金融发展
与传统金融机构相比,互联网金融不受时空限制、运营成本低等特点,使其在推动绿色金融发展中更具灵活性。互联网金融创造的优质、多样的绿色金融产品,极大地丰富了我国以绿色信贷、绿色债券等为主的绿色金融产品体系。同时,互联网金融移动化、社交化、契合投资者消费和投资习惯的特点,使绿色金融被更多人所认知,绿色投资的群体不断扩大,绿色资金的大量增加也将助力我国绿色金融的发展。
六、互联网金融与绿色金融相结合的不足与发展趋势
一方面,互联网金融的融资规模普遍较小,不能完全满足大型项目的资金需求。又因其发展时间较短、对金融业内部的运行和发展规律不够明确,导致专业性较差。因此,在推动绿色金融发展的过程中,互联网金融平台要积极与一些传统的金融机构协作,依靠传统金融机构较大的资金量,并学习其较强的专业性。同时,充分利用自身大数据的储备优势,促进传统金融机构增大对新能源等绿色行业的支持,从而不断推动绿色金融的发展。
中国为何力推全球能源互联网,在其建设和发展上还面临哪些技术、政策障碍,对相关产业又将带来哪些影响?
“净化”能源、电网老化之果
全球能源互联网概念提出后,国家电网一直在推进特高压建设,据其工作会议部署,将对我国电网格局重新规划。不久前,国家电网公司董事长刘振亚也表示,2020年,华北、华中、华东、东北、西北等交流同步电网将被整合为东部和西部两大电网,在2025年前后,这两大电网亦将进一步整合。即10年后,中国就有望实现全国范围的电网大互联。这一变化背后的推手是国家对发展清洁能源的诉求及电网需更新换代的结果。
所谓全球能源互联网主要是指,由特高压作为电网主干,连接全球的智能电网,而清洁能源将在这一能源网络中扮演最重要的角色。国家发改委电力体制改革专家咨询组专家、华北电力大学教授曾鸣告诉《中国经济信息》记者,“全球能源互联网的实质就是‘特高压电网+智能电网+清洁能源’。”
从全球能源互联网的发展趋势来看,其主要将分为三个大的阶段,分别是国内互联、洲内互联和全球互联,每个阶段将视各国国情不同有所分别,地区国家间也可以协调起来共同发展。就我国的实际情况而言,2020年到2025年之前,将重点推进大型清洁能源基地的建设和高压电网的互联。15年后,将进行各大洲间的清洁能源基地和电网的跨国互联。到2050年前后,将重点开发“一极一道”能源基地和推动电网跨洲互联,基本建成全球能源互联网。所谓“一极一道”主要指北极地区和赤道地区蕴含大量的风能和太阳能,技术可开采量约占全球可再生能源总量的20%-30%。
“全球能源互联网是解决人类对清洁能源诉求的重要手段”,国务院国务委员王勇说。全球能源互联网涉及国际政治、经济、技术、环保等各方面,需要世界各国、有关方面共同努力,加强开放共享、加快技术攻关、推动共建标准、确保网络安全。
从2014年以来,国家电网就与国际能源署共同成立了专家组,研究和讨论特高压技术、能源互联网技术和清洁能源开发的潜力问题。为建设一个能在全球范围内实现能源、信息互相联通的能源互联网打好协调基础。
国际能源署表示,全球已有约40%输电线路已经老化面临淘汰,所以现在是一个重新修建输电线路和输电基础设施很好的时机。大规模输电基础设施建设对于解决未来能源供应问题非常重要。适应太阳能和风能等可再生能源发展,必须重新设计和建设电网,才能够充分挖掘全球可再生能源的潜力。
储能技术成最大掣肘
要想建设全球能源互联网,就要在技术上进行创新。
首先在终端消费环节,需要推广电采暖、电锅炉等用电设备,取代原有的居民取暖厨炊设备、工业锅炉和煤窑炉,实现以电代替煤炭等化石能源。同时要推动电动交通的发展、比如电动汽车、农业电力灌溉,减少化石能源。但目前电动汽车的成熟度还不够,影响规模化推广,主要瓶颈是储能电池,需要加大研发力度,进一步科研攻关。另外,阻碍电动汽车发展进程的还有充换电网络建设滞后等问题。
其次,在输配电环节,电网是输配电的关键。特高压输电是一种成熟技术,是构建全球能源互联网的基础。按照现在的技术水平,全球各大洲、洲内能源基地与负荷中心之间都已被覆盖在特高压交、直流电网输送范围之内。
在可以预见的未来,由于风电、太阳能发电相比传统电源,容量较小,还需要扩大灵活调节电源的建设规模。在大力发展风电、太阳能发电的情况下,相比传统发展模式,全球电力总装机将会大幅度增加,特高压电网、超高压电网、配电网的投资规模也将大幅度增加。电网在全球范围内的输送和配置功能,将对风电、太阳能发电的大规模、高比例发展及高效率利用,起到举足轻重的作用。
还有在发电环节,常规电源也需要在风电和太阳能发电发展的同时得到重视,并大力发展储能设备和设施。
在常规电源方面,化石能源是重要的发电资源。在全球各国的发展趋势都是相似的,燃煤火电已基本没有新增空间,存量煤电的角色也在发生改变,其年利用小时数会逐步降低,并承担更多的调峰及其他辅助服务功能,其运行状态将会频繁调节,健康寿命也会有所缩短;随着经济寿命期的到来,燃煤火电将会逐步退出历史舞台。
对于燃油和燃气发电而言,在新型储能取得重大突破后,也将逐步退出历史的舞台。以中国为例,在15年左右以后,煤电的运行方式也将随着风电等可再生能源的发展而发生改变,逐步退出历史的舞台。
国网能源研究院副总经济师白建华认为,这些都需要储能设施的大力发展,才能实现上述突破。近年来,世界各国对新型储能的研发高度重视,投入也很大,相信新型储能技术、设备的大规模应已不会太远。
年均投资2万亿元
相对于全球能源互联网能给人们带来的美好憧憬,和仍然面临的技术障碍,这一概念在未来将带动哪些产业和项目发展更受瞩目。据全球能源互联网发展合作组织办公室副主任陈葛松介绍,特高压、智能电网和清洁能源发电都是建设全球能源互联网投资上的重头戏。未来,全球每年都将有约1万亿元投入到电网的建设中,还将有1万亿元投入到电源的建设中,可以拉动GDP增长最少1个百分点。
日前,俄罗斯正与中国接洽能源互联通道,未来将重点建设西西伯利亚通道、东西伯利亚通道、远东通道等大型能源通道。据俄罗斯电网公司副总经理罗曼・别尔德尼科夫介绍,俄罗斯还与中、日、韩、朝和蒙古国洽谈电网互联的相关事宜。这将降低终端能源价格、推动跨国跨区电力互济,带来巨大的经济、社会、环境等效益。
目前,中、俄、韩、日四方代表已共同签署了合作谅解备忘录,而这四国的电力需求已经占据了整个亚洲电力需求的近八成。这次合作将可能把这些能源需求大国与可再生能源资源大国蒙古国电网打通。东北亚电力联网或将成为全球第一个能够顺利实现联网的跨国网络。
这是偶然,也是必然。在里夫金之前,另一位在中国走红的外国能源专家是获得普利策奖的《石油大博弈》一书作者――丹尼尔・耶金(一个有趣的事实,丹尼尔・耶金比杰里米・里夫金还要年轻2岁)。和里夫金不同,耶金的研究I域是完完全全的能源。其扬名世界也是因为他对于石油和国际关系的研究。
从丹尼尔・耶金到杰里米・里夫金,恰恰反映了中国能源圈关注的焦点从较为单一的石油向更多元化的能源和能源与宏观社会经济发展相结合的一个趋势。如果没有中国可再生能源在2008年之后飞速的发展,《第三次工业革命》和里夫金在中国或者说中国能源行业中没有那么容易被人接受。
打开新世界大门
《第三次工业革命》一书是里夫金和中国能源行业相互了解的一个桥梁。总理的荐书让大家知道大洋彼岸有一个美国学者对未来能源行业的发展有如此颠覆性的猜想和认知。而里夫金恐怕也是通过这本书在国内走红之后,深入了解中国和它的可再生能源发展处在了一个多么令人激动人心的时代。
对于国人来说,里夫金和他的《第三次工业革命》还有另外一层重要的意义。在书中,未来趋势学家里夫金描绘了一个由可再生能源(主要指光伏、风电)占据可主导地位的未来社会。
2014年11月,里夫金的另一本专著《零边际成本社会》在国内出版发行。在里夫金看来,能源互联网是把互联网技术与可再生能源相结合,在能源开采、配送和利用上从传统的集中式变为智能化的分散式,形成能源共享网络。到那时,能源边际成本为零,能源企业将拥有全新的商业模式。
随着两本书的火热售卖,能源互联网的概念第一次在中国的能源界被广泛认知。从时间维度来看,能源互联网在中国的火爆并不是偶然。在这两本畅销书中,里夫金几乎认定中国即将引领由能源和互联网作为支柱的“第三次工业革命”。
一时之间,业内为之疯狂!若干年后,如果中国能源行业要再度编写一部能源断代史,2015年很可能会被定义为“能源互联网年(或能源互联网元年)”。概念热炒、企业躁动、言必称能源互联网成为那一年能源人不可磨灭的记忆。
里夫金就像是给人类带来火种的普罗米修斯亦或是分开了红海的摩西,为中国人打开了通往能源新世界的大门。
局限与不足
金无足赤,人无完人,“洋和尚”念出来的经也许好听,但不一定管用。2015年热议的能源互联网到了2016年就“退居二线”。如此直观的现实让大家意识到,全新的好概念不一定适合当前的中国能源行业。
首先,里夫金的理念太过于超前。即便是在分布式能源发展最成熟的欧洲,集中式的电力供应依然占据相对主流的地位,在美国更甚。除了在技术上有需要改进的空间之外,分布式可再生能源的发展在经济上依然没有能够和传统集中式电力供应正面对抗的能力。
分布式能源固然是趋势,但是对当下的中国乃至世界来说,变化仍然处在进行时,并且远远没有到尾声。当企业一窝蜂的冲向能源互联网的时候,发现自己中间的过程不能跳过,外部条件也不具备,那就只能回过头来老老实实的重新开始。
另外,里夫金对于传统能源和大公司的判断可能有些激进。化石能源未来会被淘汰是行业内没有被回避的事实,即便是NOC也不会否认这一点。因此它们才会有意识的进行清洁能源的投资。
不过,煤炭在成为人类主导能源(19世纪70年代第二次工业革命之后)150多年后,依然是世界能源结构的重要组成部分。而石油主导世界才半个多世纪,天然气刚刚进入黄金时代。如果说煤炭的末日我们依稀可见,化石能源还远没有到谈论末日的那一天。
大公司也是一样。因为能源的生产、运输、储藏、配送和消费的分散化,就断定大公司在未来的能源产业中不占优势。这一逻辑可以说很难成立。
移动互联网时代,信息的碎片化和分散化已经达到了目前人类想象的机制。但是中国依然有BAT三家巨头,美国也有谷歌和亚马逊。大公司反而在移动互联网的时代变得更加的“巨无霸”。
中图分类号:G72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0377-01
前言:近几年来,互联网络的发展的速度不断的提升,诸多的网络以及网络设备都在不断地扩大和产生,因此对于互联网的使用范围也较为广泛。而人们在互联网的帮助下,生产和生活都变得更加的便捷。但是人们对于互联网的应用中,显露出的弊端日益扩大化,比如在互联网的利用率较低、能源消耗过大等。诸多问题的出现,使得如何降低互联网能耗成为了人们日益关注的话题,其中就有人提出了较为科学合理的处理方式:多层网络能耗优化。只有对互联网的能源消耗进行优化,才可以不断地提高互联网的利用效率,进而促使互联网的可持续发展,最终使得整个社会获得可持续发展。
1、多层网络的简要分析
1.1 什么是多层网络
在现今这个社会,互联网已经成为了人类社会中不可缺少的一部分,生产生活中的方方面面都要用到互联网,为了将互联网的利用率提高,因此而研发出较为先进的多层网络交换机。多层网络交换机分为三大类别:二层交换机、三层交换机以及四层交换机。其中二层交换机是指:基于硬件的桥接进行的。三层交换机所处的平台则与二层交换机不同,它是基于硬件的路由选择来进行的,数据包的交换是在物理层面上进行的。四层交换机的工作原理,则是二层交换机和三层交换机的结合,既要使用第二层桥接还要基于路由选择。当互联网是基于硬件的桥接以及路由的选择工作时,将网络进行了一个较为有效的分层,就能够利用能量感知的路由达到网络能耗的降低,为互联网的减少部分的能源浪费。
1.2 多层网络的特性
多层网络交换机,通俗的来说:就是一个扩大网络的器材,可以使得更多的计算机连接到网络中,其具备有性价比较高、简单易行、高度灵活等特性。而为了研究面向核心网的多层网络能耗优化方法,需要提及的就是多层网络的节能特性。而针对于多层网络的节能研究,主要就是探究其对IPoverWDM网络,进行能量感知的路由以及光交换传输技术进行网络的分配业务以及调整疏导、旁通流量,促使更多的计算机能够互享网络。以此来达到降低互联网能耗。只有在互联网采取多层网络技术时,才能够使得整个网络的业务负载量和网络的能源消耗问题得以缓解,进而促使人们对互联网的利用率提高。
2、进行核心网多层网络能耗优化的必要性分析
2.1 现阶段中互联网能耗问题严重
科技的发展,给人类带来了较大的发展机遇,与此同时也给人类带来了自然环境的破坏以及能源消耗等危机。互联网发明以来,人们在互联网中发现了商机,也在互联网中获得了许多的社交生活等,但是却没有意识到互联网的能源消耗在不断地增加。很多的人都认为互联网的使用,并不存在有能耗问题,但是根据国际能源机构(IEA)的最新统计:互联网的能源消耗长期以来,都是呈现一个上升的趋势,并且这一趋势是势不可挡的。其中,仅是碳的排放量就已经占据了全球整个碳排放的百分之二,而且这一排放量在不断增加,到2020年时,则会翻一番。高碳排放就会致使环境破坏、空气污染、温室效应等问题。但是最近几年来,人们对于互联网的需求愈加多,因此有更多的网络运营商不断的进行投资,加设了更多的网络设备。因此互联网的能源消耗量呈现出只增不减的趋势。基于这样的环境问题下,如何提高人们对互联网的利用,减少网络设施的建设,逐渐成为了人们面临的一大挑战。
2.2 多层网络对能耗问题影响
在上述的多层网络交换机工作原理中,可以获知多层网络是基于路由的选择以及桥接对业务进行疏导和旁通,进而提高互联网的利用率。因此,多层网络对能耗问题的影响中,就包括对业务疏导和旁通的优化:当互联网中出现低流量时,多层网络就会根据实际情况进行疏导,就可以使得少数的链路传输进行合并,这样才能减少活动机框以及接口线卡。但是另一角度来说,多层网络对于互联网能耗的优化,一般是基于其分层数量来衡量的,比如二层网络交换的能耗优化效果就会略差于三层网络。然而三层网络的优势也不算特别显著,还需要进行不算的改善,因此现阶段中,任是二层网络交换机使用较广泛。由此可见,多层网络对于互联网能源消耗的降低来说,效果较为明显。因此在此后的工作中,就是不断地优化和完善多层网络模式,进一步降低互联网在使用时造成的能源消耗问题。
3、如何进行多层网络能耗优化
3.1 多层网络能耗优化推广
要想优化多层网络对互联网能耗问题的解决方法,首先就需要对多层网络进行较为广泛的推广。利用互联网等新媒体资源,进行多层网络的宣传,使得更多的人们和网络运营单位了解到多层网络的诸多优势。在这样的基础下,才能够诱导更多的互联网用户使用多层网络交换机,进而提高他们对于互联网的使用率。最终达到降低能耗的目的。再者说,只有多层网络的使用得到推广,才能够在更多用户使用的基础上研发出更为有效的多层网络交换形式,使得多层网络更加的完善,可以为互联网的能耗中获得更为有效的助力。
3.2 优化建模分析
对多层网络进行优化中,除去要进行广泛的推广外,还需要从其自身出发,进行技术层面上的完善,这就包括了多层网络的建模优化。多层网络对互联网业务进行疏导和旁通时,存在有一定的模式,而建模的优化也就意味着多层网络的优化。在多层网络中进行IP层、TDM层和光层结构的建立,既是ITO模型。ITO模式是对互联网进行三层网络的使用,相较于二层网络来说,存在有较大的复杂性:解空间随着整数变量数量组合增长。也就是这样的复杂性,使得ITO模式,在对于网络业务流控制以及资源的配置中,更加的可靠和有效,并且能够将闲置的模块进入到睡眠模式,以此来减少能源消耗。
3.3 节能机制建立
在对多层网络的优化中,还需要进行节能机制的建立。第一,多粒度的模块睡眠:既是在接口闲置时,接口即可进入到睡眠状态;而当线卡中包含的接口都进入到睡眠状态时,线卡也将进入到睡眠;机框中的线卡都处于闲置状态下,机框也会进行睡眠模式的开启。因此在互联网的流量业务处于空闲时,多层网络的多粒度模块就会诱导接口、线卡以及机框进入到睡眠状态,在一定程度上来讲,这样的节能机制对于能耗问题有着较大的帮助。当互联网处于运行状态下,并不是闲置时,也需要进行节能机制的建立。既是业务到接口/线卡的动态映射的建立:由于互联网中业务的时变特性,就导致了网络设备的活跃接口和线卡进行零散性的分布,而通过接口和线卡的动态映射,则可以将所以的活跃接口和集中到单个线卡中,而线卡将会集中分布于某一个机框中。集中性质的进行线卡和接口的处理,这样才能够促使互联网中能耗降低。
4、结语
多层网络的使用在现阶段中,使用还不算广泛,但是运行中的多层网络着实给互联网的能源消耗问题带来了新的发展机遇。因此这就要求对多层网络进行不断地推广。除此之外,还需要不断地优化对多层网络的建设,通过节能机制和ITO模式的建立,进一步完善多层网络。互联网的能耗问题得到缓解,才能够带动整个互联网业务的发展,为人类的生产和生活带来更多的便捷之处。
参考文献
全球能源互联网的创建是中国2050年计划中的内容,改变了传统的能源发展观念,是中国政府积极应对气候变化所提出的倡议,借此来推动绿色、清洁的发展方式,以此来满足全球的电力需求。当前时代背景下,能源消耗问题已引起广泛的关注,尤其是在全球化趋势下,全球能源互联网对于解决能源问题、保护自然环境均有着十分积极的作用。而信息通信技术是全球能源互联网建立的基础条件,将全球能源网络相连接,在这一背景下,需要围绕全球能源互联网中的信息通信技术展开探究,而这对于全球能源互联网的发展有着十分积极的意义。
1能源互联网的信息通信技术框架
全球能源互联网综合应用信息通信技术、电力技术、智能技术,并且在分布式能量采集设备、储存设备以及不同的负载设备之间建立连接,通过这样的方式,达到能量双向互动、能量交换与共享的效果[1]。实际上,能源互联网是能源、网络、人力等不同方面共同参与其中的平台,以交互的方式来满足用户对于能源的需求,充分发挥出能源的价值。而信息通信技术则是支撑全球能源互联网建立的条件,能够将电网创建成为更加复杂、丰富的系统,利用云计算、大数据、人工智能等先进的技术为全球能源互联网的建成奠定了坚实的基础。
2支撑全球能源互联网的信息通信技术分析
2.1信息物理融合系统
信息物理融合系统(GCPS)是融合物理世界感知、计算、控制以及通信能力的系统。GCPS是对CPS理论的进一步深化,并且GCPS对电力系统的基本特点进行了充分的考量[2]。因此,智能电网的构成包括数据采集、计算以及电气等设备,同时电网、通信网之间存在实体互联的情况,由认知、控制、信息空间、转换以及连接等多个层面构成,实际上,这也表明了GCPS能够深度融合信息流与电力流,构成完整的系统发挥作用。在全球能源互联网的未来发展中,GCPS也发挥着至关重要的作用,承担起电网的决策、计算以及控制功能的创建任务,将电网物理、信息空间进行充分的结合,并且进行不断的互动,从而能够进一步开发全新的功能[3]。在这一情况下,电网的各方面能力都能够得到质的提升,其运行过程的安全性更强,数据计算处理的效率更高,信息的感知与传送能力更加迅速,使得电网的整体功能效率提升,同时也更加侧重于满足市场需求,提供高质量的服务。
2.2感知控制技术
全球能源互联网环境下设置有不同类型的分布式设备,其规模较大,设备数量众多,周围环境较为复杂,而这些设备的正常运行有着较为严格的标准与条件,要求具备高度敏锐的感知能力、全程化检测运行状态的能力、高精准度的操作能力等。因此,感知控制技术应用了全新型的传感器、传感网络技术,同时应用了智能芯片技术,具有自主控制能力,在此过程中使用了光学电流互感器、电压互感器、传感器、微电源、电网专用芯片等不同类型的设备与技术,实现在复杂环境下的运行[4]。集成了多种技术手段的感知控制技术,能够在电网运行过程中对电路、设备以及环境进行全面感知以及全程化的检测,并且进行智能化信息收集,通过这样的方式,对设备的监测更加全方位,且操作更加快捷方便,其精准度更高,有助于智能化电网运行机制的创建。
2.3数据集成技术
全球能源互联网意味着其覆盖面积大,能够满足实际范围内用户对于电力的需求,积极回应客户的要求,所处理的信息类型较为丰富,并且信息数量巨大,在这一情况下就对数据信息的处理水平提出了要求,从而才能够保证信息存储、处理以及配置的效力。而数据集成技术实际上就是将各个软件、硬件中所存储的信息进行统一、集成化的处理,打破信息限制,保证平台内的信息共享,其中信息空间、云计算等技术手段得到了充分的使用[5]。其中云计算技术实际上是对软件、硬件以及应用系统的广义硬件资源进行物理整合,并且对数据资源进行统一的管理与配置。在使用的过程中位置、容量等资源形态对正常使用并不会产生干扰,其使用的效率更高,资源的应有价值得到充分发挥。例如,在信息数据存储过程中,利用云计算技术能将大容量的信息全部存储在数据库当中,省去了用户安转硬盘的过程,设备成本投入得到降低,同时用户进行安全认证后,即可保存数据信息,电力数据的安全性更高。
2.4通信传输技术
全球能源互联网的形成对通信传输、接收水平均提出了较为严格的标准,针对这一情况,通信传输技术当中使用了软件定义网络、远距离大容量光通信、终端通信接入等多种技术手段,同时利用无线通信与地面通信进行结合,建立协同化的通信网络系统。全球能源互联网的创建中,特高压电网属于骨干网架,处于十分关键的位置,为了能够实现全球能源互联网的目标,达到跨越上千公里以上距离的电力传输效果,必须要制订跨越不同区域的长距离光通信网络技术规划,进行高特压的联网。因此,在全球能源互联的创建过程中,普通的光纤远远无法达到实际应用的标准,而是要应用超低损耗类型的光纤,以此来降低耗损,并且也更加适合应用在速率高、电容量大以及距离相对较远的电网工程之中,实际上该类型的光纤已在青藏直流联网建设中得到应用。在全球能源互联网的未来发展进程中,能源互联网通信系统的需求将会增加,以光路、光分组交换作为核心技术的全光网络技术也势必成为未来的发展重点。此外,全球能源互联网的建立中,通信传输技术必须要逐渐发展成为具有实时仿真特点的完整的计算系统,应用分布式仿真技术,能够随时处理信息流,从而协调电力。信息通信等不同部门之间密切配合,合理配置能源。
2.5信息处理技术
全球能源互联网的创建过程中,涉及大量的信息数据处理工作,而由于全球能源互联网的跨度十分大,包含了不同类型的数据信息,如时间序列信息、多媒体以及文本信息等,结构化、非结构化数据的处理工作具有一定的难度。与此同时,在全球能源互联网中需要深入挖掘信息的价值,其中数据处于核心的位置,在数据的连接下,处于世界不同地区的终端用户能够与电网上层应用之间建立连接,完善信息沟通的渠道。为了解决信息处理技术的问题,需要采用大数据分析的手段,实施分布式并行、内存等更高性能的智能化信息处理。其中利用大数据进行信息处理需要将数据置于核心的位置,并且围绕充分开发信息价值的目标而进行,在此过程中需要收集、处理、分析新数据,进行高效、高速的信息处理。通过这一方式,有助于在全球范围内实现电网数据的线上处理,推行大数据下的电力服务,从而及时对电网设计规划、运行等进行相应的调整,对电力负荷的需求进行预测与规划[6]。
2.6安全保障技术
全球能源互联网的建设过程中面临着潜在的风险,由于服务、功能的类型更加丰富,与用户之间的互动性增强,网络的边界不明晰,与此同时,全球化能源网络意味着网络环境对外开发,实现资源共享,因此,网络系统势必会遭受到更加强烈的攻击,信息安全保护工作面临压力。在这一情况下,信息安全保障技术的应用尤为关键,利用加密、安全感知等全新的技术,创建智能化、弹性化的信息安全防护系统。使用的全新加密技术是数据密码、访问的控制技术,信息后,依照属性、访问密码自动生成密文,不仅有效保护了隐私信息,同时也降低了者在数据加密中的投入[7]。与此同时,满足访问策略属性的用户有权解读密文中的信息,进一步增强的信息的安全性。
3结语
综上所述,随着现代人环境保护意识觉醒,经济发展不再是社会进步的唯一指标,越来越多的人开始意识到环境保护的重要价值,因此在产业经济发展过程中,节约能源、保护环境受到重视,以绿色、清洁的方式来满足人们对于能源的需求成为未来社会发展的趋势。而信息通信技术则在其中发挥着至关重要的作用,其中感知控制技术、数据集成技术、信息处理技术、安全保障技术以及信息物理融合系统都发挥着重要的作用,需要进行充分的开发利用,挖掘潜力,最终进一步推动全球能源互联网的快速、稳定发展。
参考文献
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[2]曾鹏飞,梁云,王瑶,等.全球能源互联网信息通信标准体系架构研究[J].智能电网,2016,4(9):851-856.
[3]张琼尹.基于软件定义的能源互联网信息通信技术探讨[J].信息通信,2016(9):275-276.
[4]阮滟娴.探究能源互联网下的信息通信技术及可靠性[J].通讯世界,2017(8):120.
[5]杨程.软件定义的能源互联网信息通信技术[J].电子技术与软件工程,2017(9):32.
作者简介
冯庆东,具有30年的电力系统从业背景,熟悉电力系统及其自动化专业,对电力系统运行、检修、试验、调度、信息化、自动化及能量管理(EMS)有实践经验及科研经历。熟悉IEC-61850、IEC-61970技术标准。自2006年以来,主要研究智能电网、主动配电网、能源互联网、分布式发电与微电网、基于微电子与电力电子及信息通信技术的配电网广域测控系统、储能技术在智能电网中的应用、分布式能量管理系统、智能信息处理、信息技术与能源基础设施融合、大数据及其在智能电网中的分析与决策支持应用。
内容简介
本书分上下两篇。上篇主要从能源互联网的角度分析了其发展背景、定义、功能、特征和架构;详细阐述了建设能源互联网需要的关键技术,包括能源基础设施关键技术、信息通信关键技术、电力电子技术和平台技术。下篇主要研究、介绍了以信息通信技术为基础的智慧能源体系;分析了国际和国内能源产业的发展现状;然后给出了智慧能源的定义、功能、特征和体系结构;指出了智慧能源网络的特点是能源的多元化、集约化、清洁化、精益化、低碳化和智能化,其目标是推动能源生产智能化与能源消费的精益化,通过能源总量控制、能源生产和消费的智能配置,保证我国能源安全、清洁、高效。
目录
序
前言
上篇能源互联网
第1章能源互联网的定义与特征3
1.1能源互联网的定义3
1.2能源互联网的特征5
1.3发展目标和原则6
1.3.1发展目标6
1.3.2发展原则7
1.4对我国能源战略的意义8
1.5对能源生产与消费模式的影响9
第2章国内外能源互联网的研究与进展12
2.1美国:“FREEDM”系统与能源互联网12
2.2美国:能源网络集成13
2.3德国:能源的互联网14
2.4欧洲:智能电网标准体系14
2.5欧洲:综合能源网络15
2.6日本:以智能电网为核心的智慧能源共同体16
2.7日本:数字电网17
2.8我国:能源互联网18
第3章能源互联网的功能定位与技术需求19
3.1可再生能源与清洁能源接入19
3.2需求侧参与能源网络互动19
3.3基于分布式能源网络的优化管理20
3.4能源的灵活转换与能源综合利用21
3.5能源交易与商业服务模式21
3.6输电网与配电网管理智能化22
第4章能源互联网的技术框架24
4.1能源基础设施25
4.2信息和通信技术26
4.3开放互动平台27
44架构27
第5章能源互联网基础设施关键技术28
5.1固态变压器与功率器件28
5.1.1固态变压器原理及其与传统变压器的区别28
5.1.2固态变压器的特征28
5.1.3固态变压器现状及未来对电力电子技术的要求29
5.2能量路由器31
5.2.1能量路由器的架构31
5.2.2能量路由器的概念33
5.2.3能量路由器的现状和未来发展34
5.3分布式能源设备34
5.3.1分布式能源设备的概念34
5.3.2分布式能源设备的技术特征和经济性分析35
5.3.3分布式能源设备的应用现状和未来发展36
53.4分布式发电并网标准39
5.4微网44
5.4.1微网的概念44
5.4.2微网的组成44
5.4.3微网的应用现状和未来发展50
5.5储能系统55
5.5.1储能技术在发电侧需求分析56
5.5.2储能技术在输电侧需求分析60
5.5.3储能技术在配电侧需求分析62
5.5.4储能技术在用户侧需求分析64
5.5.5储能技术在微网侧需求分析65
5.5.6储能技术在应急电源侧需求分析65
5.5.7储能技术国内外发展趋势67
5.5.8储电相关技术71
5.5.9储热相关技术73
5.5.10储气相关技术74
5.5.11储氢相关技术75
5.5.12储能配置方法与原则83
5.5.13储能产业技术路线图86
5.6主动配电网88
5.6.1主动配电网的概念88
5.6.2主动配电网的技术特征88
5.6.3我国配电网的现状及主动配电网的发展前景89
5.6.4 IEC 61850数据建模90
5.6.5主动配电网分布式控制系统94
5.6.6基于μPMU的主动配电网广域量测与故障诊断技术101
第6章能源互联网能量及故障管理技术116
6.1智能能量管理技术116
6.1.1能量设备即插即用管理技术118
6.1.2分布式能量管理与协同控制技术119
6.1.3基于可再生能源预测的控制策略优化技术120
6.1.4储能管理技术120
6.2智能故障管理技术130
第7章能源互联网信息和通信技术132
7.1微电子技术132
7.1.1信息采集芯片对微电子技术的挑战132
7.1.2通信芯片对微电子技术的挑战135
7.2复杂软件技术136
7.2.1能源互联网中复杂软件系统的定义和特点136
7.2.2能源互联网对软件技术提出的挑战及应对法则137
7.2.3应对法则对软件技术的要求139
7.3信息物理系统技术142
7.3.1能源互联网中信息物理系统的定义与发展142
7.3.2信息物理系统的架构143
7.3.3信息物理系统的重要特性145
7.3.4信息物理系统在能源互联网中的应用146
7.35能源互联网对信息物理系统的挑战和未来发展147
7.4信息和通信技术150
7.4.1能源互联网对信息和通信技术提出的挑战150
7.4.2信息和通信技术的未来发展151
7.5大数据和云计算技术153
7.5.1大数据分类及对应的处
当前,全球能源互联网已经上升为国家战略和世界共识,作为全球能源资源配置平台,其规模更大、技术更复杂。多种技术广泛渗透融合的能源技术革命正在到来,互联网理念深刻影响着电力行业的传统业务形态和运作流程。作为全球能源资源配置平台,全球能源互联网的联网规模更大、技术更复杂。2020年,国家电网公司将成为全球电力行业的科技领军企业,全球能源互联网构建迫切需要进一步提升科技创新能力,在保持传统技术优势的同时,面向未来加快突破战略性新兴技术,抢占全球电力技术制高点。技术创新是构建全球能源互联网的前提,特高压电网技术是关键,智能电网技术是基础,清洁能源发电技术是重点,互联电网运行控制技术是平台。
特高压电网是实现超远距离、超大容量、安全可靠、绿色低碳、友好互动的能源资源优化配置平台,将有效解决经济发展和能源分布不均衡、经济发达地区环境容量对传统能源使用存在限制等问题,大幅度提高能源配置利用效率。为实现全球范围超大容量、超远距离的电力输送,需要研究特高压技术装备,重点探索特高压交流技术装备、特高压直流技术装备。全球能源互联网涉及跨洲能源电力输送,由于世界各地地理和气候各异,在一些特殊场合,受特殊条件和极端环境的限制,常规输电技术难以满足应用需求,需要研究新型输电技术装备,重点探索半波输电、超导输电、无线输电、管道输电等新型输电技术。
智能电网是以电力为核心,涵盖供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的综合能源网络,通过能源技术与信息技术的深度融合,实现用户可靠供电、能源资源优化配置、用户双向互动、推动能源绿色化和用能高效化。智能电网技术进步将推动全球能源互联网结构形态、能源形态、控制形态、设备形态、通信方式的不断演进与发展,在智能电网技术装备方面,需要研究交流输变电设备、直流电网技术装备、配用电技术装备、电能替代及能源转化技术装备、大规模储能技术装备和信息通信技术装备。
在全球范围内,社会经济的发展,必将伴随能源消耗的持续增加,石油、天然气和煤炭等不可再生资源储量有限性,导致用能日趋紧张,而化石能源消耗量的攀升,加速了全球气候变暖趋势,对生态系统、自然环境、水资源造成不可逆转的破坏,开发应用绿色清洁能源是实现可持续发展的必然选择。构建全球能源互联网面临着适应大规模清洁能源发电大容量、远距离输送和并网运行的间歇性、波动性,以及应对恶劣气候条件下设备运行维护等重大技术挑战,需要研究与之相适应的新能源发电技术装备、常规清洁能源发电技术装备、清洁能源汇集技术装备和清洁能源运行控制技术装备。
全球能源互联网旨在推动能源发展方式转变,使能源发展摆脱资源、时空和环境约束,通过广泛连接各大煤电基地、大水电基地、大规模新能源基地和负荷中心,在洲际实现能源互联互通。电网容量和规模的巨大发展,一方面满足了国民经济的电力需求,另一方面对电网的调度、运行和控制提出了更高的要求,同时需要建立高效的商业运营模式,支持跨国跨洲的电力交易运营,支持分布式电源灵活接入与运行,支持多种能源供应系统融合与能源共享运营。需要研究与之相适应的全球能源研究统一平台、全球互联电网仿真平台、全球互联电网安全控制与保护技术装备、全球互联电网调度技术支持系统和洲际电力交易技术支持系统。
而被人们寄予厚望的能源互联网,究竟什么时候能够到来?又将以什么形式到来?
全新能源供应体系
早在2008年的硅谷,ET+IT(能源技术+信息技术)的概念就已经在风险投资圈内传得火热,那时的概念称之为Smart Grid(智能电网)。
2011年,《第三次工业革命》的作者杰里米.里夫金提出了能源互联网的概念。他提出能源互联网是把互联网技术与可再生能源相结合,在能源开采、配送和利用上从传统的集中式变为智能化的分散式,从而将全球的电网变成能源共享网络。
建立在化石能源基础上的能源发展方式难以为继,根本出路是构建全球能源互联网,加快清洁替代和电能替代,推动能源变革,实现清洁能源大规模开发、大范围配置、高效率利用。
事实上,无论是油气、电力还是新能源,无论是能源生产、分配还是消费,通过互联网进行的数据采集、传输和储存正变成行业的标准行为。累积的海量数据,正成为新的待挖掘和运用的宝库。新能源如果与新的互联网技术相结合,就可以改变目前的能源格局,并将能源的边际成本降为零,从而诞生一个全新的能源供应体系。
杰里米.里夫金这样描述能源互联网的未来:人们在平板电脑上手指轻划就能把自家屋顶多余的光伏发电通过微信卖给附近准备给电动汽车停车充电的陌生人;家用电器会根据能耗曲线设置最佳开关时间并随时远程操控,建筑物的能耗控制随时依据会议活动类型、人数和实时电价进行动态调整;沙漠和大海里安装的各种新能源发电设备可以通过程序由各国人民竞拍投资自由交易;城市的整体能源消耗和二氧化碳排放随时依据天气和事件变化进行需求编排以实现最优;每件商品、每个活动、每个人都会头顶一个碳排放状态条并可随时与周围进行交易。
当然,这是能源互联网完全发展成熟后的情景。目前,随着节能减排的需要,工商业节能和居民节能需要更加完善的解决方案,而电动汽车的兴起和充电桩的修建等使得用电需求更加多样化。为了实现智能化的输配调节、满足更加多样化的市场需求,需要为其搭建起一个强大的能源互联网作为支撑,能源互联网的需求越来越迫切。
同时,通过将互联网的“自由多边、广泛参与、信息对称、用户体验”理念与传统能源的发、送、配、用全流程管理融合起来,将对能源行业现有的产业结构、商业模式、技术体系、利用效率带来巨大的变化。因此,能源互联网是推动我国能源革命、提高能源利用效率的必然选择,成为第三次工业革命的创新核心和当前国际学术界产业界科技创新的新焦点。
2015年4月24日,清华大学能源互联网创新研究院成立仪式在北京举行,该研究院旨在通过开展能源互联网核心技术研究,带动能源关联产业发展。清华大学电机系主任曾嵘在成立仪式上表示,研究院将充分吸纳校内外能源相关领域的优势科研力量,大力推动学科交叉融合,建立“能源战略与互动交易、能源仿真与调度、直流电网、电力电子器件及其高端应用、大容量储能、新能源发电及电工新材料、能源传感及网络通讯、能源大数据分析”等研究中心,开展能源互联网核心技术研究,力争攻克关键前沿科技难题、取得突破性创新研究成果。
国家能源局总经济师李冶也在成立仪式上透露,国家能源局已在组织起草、编制能源互联网计划,力争3个月完成。同时,国家能源局准备依托清华大学创新研究院打造国家能源互联网科技创新研发中心。
碎片化力量打破垄断
目前人们谈及的能源互联网往往指的就是电力互联网,这主要是因为电力部门具备互联的基本条件,基础设施网络化架构相对完善,投资和市场规模空间大,特别是这些年来随着能源生产端非化石能源比重的增加,而在消费端随着电动汽车、工业4.0、绿色建筑、智慧城市等新技术发展,工业化和城镇化部门的电气化程度越来越高,电力作为二次能源主力载体的地位更加巩固。全球电能比在未来十年内预计超过50%,电力将成为真正占绝对统治地位的能源品种,能源互联网某种意义上也就成为了电力的互联互通和信息技术在电力领域应用的代名词。
对于电力行业来说,电源、电网、储能是能源互联网率先要解决的三个问题。从技术角度来说,有许多问题尚待解决。首先,可再生分布式能源对于传统化石能源的替代是能源互联网存在的根基,要解决更多分布式能源接入就要倒逼电网全面的升级改造,以满足对于分布式能源的接纳与消化;其次,电网需要达到双向传输的能力以满足之前耗能主体身份的转变;最后,储能装置将平抑可再生能源发电中的不稳定,缓解对电网的冲击,使得整个电力系统更加稳定、安全、高效。
据悉,能源互联网在分布式能源中的运用在国际上早有先例。在德国的“E-energy”计划中,能源的信息化被运用在扩大分布式能源生产规模,整合可再生能源等方面,充分使用了信息和通信技术开发新的能源利用方案,以满足未来以分布式能源供应结构为特点的电力系统的需求。
2014年国家能源局在北京召开全国十三五能源规划会议,会议明确提出,我国能源开发要坚持集中式与分布式并重,加快风能分散开发和分布式光伏发电。由此可见,我国规模化推广分布式能源已成为必然。
但在我国受到网络条件限制,导致难以实现高比例接入,并且由于用户―能源―电网信息孤岛较多,数据分析和管理控制手段不足,高比例分布式可再生能源无法规模化推广。
除了分布式能源的规模化推广存在瓶颈外,即便是以目前发展较早、技术上也已经相对成熟和完善的,从软件的角度通过大数据、云计算等应用对发电、用电主体进行相应的优化管理这种模式来看,也仍然存在着市场区块分割、商业模式单一、市场秩序较为混乱等一些问题。
因此,尽管能源互联网代表了能源革命的未来发展方向,但要实现还存在许多障碍。首先,尽管我们在一再呼吁还原能源的商品属性,但电力行业的垄断地位目前还不可撼动。此外,电力行业要打破垄断,无论是发电端还是售电端都需要具有足够多的主体。这些,都成为了阻碍能源互联网落地的绊脚石。
申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 “桩”点中国――星星充电北京站启动仪式
借助互联网技术、思维和资源共享的众筹模式,一直难以突破市场瓶颈的新能源汽车充电基础设施建设日前迎来重要变革。10月23日,由万帮充电设备有限公司(以下简称“星星充电”)主办的“桩”点中国北京站仪式正式启动。同时,星星充电与EVCARD分时租赁、北京住总集团举行了签约仪式,这也标志着星星充电“桩”点北京迈出了实实在在的第一步。
万帮新能源投资集团、星星充电董事长邵丹薇表示,“桩”点中国为星星充电完善全国新能源汽车基础设施的品牌项目,星星充电计划三年内完成100个城市的进驻,北京为星星充电“桩”点中国计划的特大城市站,同时也是苏州之后的第二个“桩”点项目。
中国汽车流通协会会长沈进军对此指出,新能源汽车基础设施的完善必将大大加速新能源汽车的推广,希望星星充电尽快扩大市场份额,助推新能源汽车普及工作。
作为国内领先充电桩运营服务平台,万帮充电设备有限公司近年致力于利用互联网思维促进充电设施全国普及和推广,打通整个电动汽车产业链。
实际运营模式是,通过星星充电APP+城市智能充电运营平台整合全国所有自营、合营的中小充电桩运营群体,为其提供统一支付、交易管理、运营维护,并向最终用户提供快捷搜索、线上状态查询、车联网等服务的大型B2B2C互联网机构。
与以往的新能源汽车充电基础设施建设的思路不同,星星充电在全国首创“众筹建桩”模式,这为我国能源汽车基础设施建设开拓了一条新的路径。