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能源互联网:能源-信息-经济下的共享演化

2016-06-23 00:10
Hsiao Chen
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  能源互联网作为互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源系统发展新形态,是互联网理念、先进信息技术与能源产业深度融合的产物。能源互联网要实现最大程度的可再生能源利用和最大限度的提高能源开发利用效率的目标,涵盖整个一次、二次能源的整个能源系统,实现各种能源的横向多能互补,实现能源系统开发、生产、运输、存储和消费全过程的纵向源-网-荷-储协调,通过资源流、能量流、信息流、价值流的融合互动,实现能效的提升、环境友好和全人类的可持续发展。

  能源互联网的发展是能源行业共享演化的长期过程,本文将阐述能源互联网长期发展中的八个方面的关键问题。

  1、未来的能源系统将不再按能源类型分行业,而是以功能角色划分

  当前的能源系统,总体上是按能源类型划分的相对独立运营的多个行业,如传统的电、煤、、水、油、气、核,各个行业的企业负责本行业的能源规划、建设、投资和运营,并保证该能源品种的供需平衡。随着新能源的发展,能源企业的经营范围,逐步打破了一、二次能源本身的界限,形成了以功能角色划分的主体。如火电企业投资光伏和风电,是不同发电资源之间的结合;核电站投资抽水蓄能、燃气电厂投资储能调频,是发电与储能的结合;大用户投资自备电厂,是能源生产与消费的结合;节能服务公司为用户安装储冷、储热设备,是储能与消费的结合;微网经营者建设电、热、水等网络和管道,是多种能源传输之间的结合。未来的能源系统中,将出现多能生产主体、多能供应与消费主体、储能服务主体、多能传输主体,以及供应-存储-消费的聚合体。

  2、多能供-需-储自平衡体,是未来能源互联网的基本单元

  能源互联网的基本单元是“自平衡体”。自平衡体是指能源互联网中一定区域内集多种能源生产、传输、存储和消费为一身的能源主体。储能的应用将打破能源生产者和消费间的界限,主体角色呈现兼容性和可替换性;相邻的生产、存储和消费主体,通过信息相聚合后形成的自平衡体,可以根据供需信息和市场价格信号,在自主供需平衡基础上与能源互联网其它主体进行能量交换和能源交易。能源交易的市场需求,将促进自平衡体进一步与其它能源供应者、储能、能源消费主体或另一个自平衡体进行物理网络的互联,从而形成新的互联网络形态、新的自平衡体。

  3、能源互联网实现能源生产消费一体化,推动能源的生产和消费革命

  随着多能供-需-储自平衡体的形成,能源生产者和消费者的界限将不再清晰,同一主体可以在一定时段内成为消费者,在另一时期内成为供应者,实现生产和消费的一体化。随着储能的发展,自平衡主体可以利用储能的能量时移能力,调节生产和消费的同时性,根据市场价格的变化,自主决定在市场交易中,何时作为供应者,何时作为消费者。

  4、能源互联网的本质是通过多能互补实现更高的灵活性,从而实现高比例可再生能源消纳和高能效

  我国资源分布与需求分布的不匹配、与资源配置能力的不匹配,成为制约我国可再生能源消纳和各类能源综合利用效率提升的瓶颈问题。当前能源领域中各类能源系统相对独立运营,不足以应对以上问题,因此需要发展能源互联网,通过多能源系统互通互补,进一步增强能源生产、传输、存储和消费各个环节的灵活性。更强的灵活性是能源互联网的本质特征,通过更强的灵活性来应对高比例可再生能源的随机性,应对能源需求日益增长的不确定性。

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