【電力】分層分級發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)
我國面臨能源供給、消費、技術乃至體制革命,必須加強國際合作,實現(xiàn)開放條件下的能源安全。國際上掀起了第三次工業(yè)革命的熱潮,而能源互聯(lián)網(wǎng)被認為是第三次工業(yè)革命的重要標志。
雖然能源形式多種多樣,電能僅僅是能源的一種,但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優(yōu)勢,電能占終端能源消費的比重也在持續(xù)提升。從全球范圍看,以電為中心的能源開發(fā)利用格局正在加快形成,并成為全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向,今后的能源變革將圍繞更清潔更經(jīng)濟的發(fā)電、更安全更高效的配置電能、更便捷更可靠的用電展開。電力的廣泛應用,必須依靠電網(wǎng)來實現(xiàn)。因此未來能源互聯(lián)網(wǎng)基本上是互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)。
從清華大學前校長上世紀80年代提出“CCCP”概念(現(xiàn)代電力系統(tǒng)是計算機、通信、控制與電力系統(tǒng)以及電力電子技術的深度融合),到90年代韓英鐸院士提出現(xiàn)代電力系統(tǒng)三項前沿課題(柔性輸電技術、智能控制、基于GPS的動態(tài)安全分析與監(jiān)測系統(tǒng)),再到近年來智能電網(wǎng)強調信息流與能量流的結合,無不突出信息技術與現(xiàn)代電網(wǎng)的緊密結合。能源互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術、可再生能源技術與現(xiàn)代電力系統(tǒng)的結合,是信息技術與能源電力技術融合發(fā)展的必然趨勢。
我們認為,能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)思維和理念來變革能源基礎設施。如果說電網(wǎng)智能化還是在傳統(tǒng)電網(wǎng)架構上通過信息化和智能化的手段,解決設備利用率、安全可靠性、電能質量以及可再生能源接入等問題,能源互聯(lián)網(wǎng)的根本不同在于采用互聯(lián)網(wǎng)理念、方法和技術實現(xiàn)能源基礎設施架構本身的重大變革,使得能量的開放互聯(lián)與交換分享可以跟互聯(lián)網(wǎng)信息分享一樣便捷。能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)能源基礎設施的本質特征包括:
開放。互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息的隨時隨地接入與獲取,主要取決于開放式的體系結構。能源互聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)開放性,需要可再生能源、儲能以及用能裝置的“即插即用”。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要借鑒互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方式,走標準先行、應用驅動、進一步帶動產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展的道路。
互聯(lián)。互聯(lián)網(wǎng)中局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的本質不同在于廣域網(wǎng)必須解決規(guī)模化開放互聯(lián)的問題,這就需要簡潔易行的標準協(xié)議作為基礎。能源局域網(wǎng)內(nèi)部可以進行多種能源形式的轉換,可以進行風光儲用的協(xié)調,但廣域互聯(lián)必須是建立在局域消納的基礎之上,形成簡捷高效的能量交換方式,才可能實現(xiàn)大規(guī)模互聯(lián),而互聯(lián)的廣泛性最終會帶來資源配置的廣泛性。
對等。同傳統(tǒng)電網(wǎng)自頂向下的樹狀結構相比,能源互聯(lián)網(wǎng)的形成是自下而上能量自治單元之間的對等互聯(lián)。任意單元之間的連接是邏輯上的,真正連接必須建立在分散交換和路由的基礎之上,優(yōu)勢在于連接是動態(tài)互為備用的,在保證冗余和可靠性的同時不降低系統(tǒng)的利用率。
分享。分布、分散與分享也是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征。能源互聯(lián)網(wǎng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)應用中社交網(wǎng)絡的信息分享機制,其中的能量交換與路由也都是就近實時動態(tài)進行的,以分散式的局部最優(yōu)實現(xiàn)全局能量管理的調度優(yōu)化。能源互聯(lián)網(wǎng)是為了適應分布式可再生能源的接入、對集中式電網(wǎng)的有益補充,符合電網(wǎng)發(fā)展集中與分布相結合的大趨勢。