2022能源互聯(lián)網技術現(xiàn)狀

能源互聯(lián)網技術現(xiàn)狀能源互聯(lián)網基本概念與架構12345目錄能源互聯(lián)網基本形態(tài)與特征能源互聯(lián)網關鍵技術與產業(yè)鏈能源互聯(lián)網頂層設計與實施方案能源互聯(lián)網多層級開放平臺眾所周知，氣候和環(huán)境變化對能源發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)！自然環(huán)境挑戰(zhàn)：生態(tài)環(huán)境惡化導致自然災害頻發(fā)等。生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)：氮氧化物、酸雨等，導致生態(tài)環(huán)氣候和環(huán)境境惡化。低碳發(fā)展挑戰(zhàn)：能源浪費嚴重，化石能源消費比重大，二氧化碳排放量大等。圖3

電網冰凍災害圖1

工業(yè)廢氣排放圖2

酸雨造成水污染0.能源轉型（Energiewende）大背景由于風力發(fā)電與光伏發(fā)電具有隨機性和波動性；其大量接入將改變電力系統(tǒng)結構。包括：電源結構、電網結構、負荷結構未來能源互聯(lián)網將具有以下特性：（1）可再生能源高滲透率；（2）非線性隨機特性；（3）多元大數(shù)據(jù)特性；（4）多尺度動態(tài)特性。0.能源轉型（Energiewende）大背景1.能源互聯(lián)網基本概念能源互聯(lián)網是以電力系統(tǒng)為核心，以智能電網基礎

，以大規(guī)模接入可再生能源為主，采用先進信息通信技術及電力電子技術，通過分布式EMS對能源設備實施廣域優(yōu)化協(xié)調控制，實現(xiàn)冷、熱、氣、水、電等多種能源互補，提高用能效率的智慧能源管控系統(tǒng)能源互聯(lián)網由分布式EMS、可再生能源發(fā)電設施、儲能裝置、變流裝置、CPS、SDN高速通信網絡和智能終端（智能儀表）組成。2.能源互聯(lián)網架構橫向：分布式能源微網用戶為中心，與主干網互動運營環(huán)狀或輻射狀交直流混合主動配電網主要目標是：接納更多可再生能源，發(fā)展氣體能源，提高能源利用效率，改變能源消費習慣。提升火電機組的靈活性與調節(jié)性：維持功率平衡。實施煤清潔燃燒。逐漸減少基荷火電廠提升電網架構的靈活性：靈活擴容，靈活接線，靈活重構，靈活轉移負荷。提升負荷的靈活性：實施需求側用能管理、需求響應、柔性負荷、能源總量控制。采用互聯(lián)網及智能儀表實現(xiàn)與用戶互動。逐步發(fā)展直流負荷：采用直流方式實現(xiàn)LED、G2V，V2G。3.能源互聯(lián)網主要目標4.能源互聯(lián)網主要特征與功能定位能源互聯(lián)網的本質特征：可再生、分布式、開放、互聯(lián)、智能。能源互聯(lián)網本質上是通過能源基礎設施的數(shù)字化，產生大數(shù)據(jù)、構建能源云平臺、實現(xiàn)能源交易與服務、在維持能量動態(tài)平衡過程中實現(xiàn)能源智慧化。能源互聯(lián)網功能定位：支持實現(xiàn)能源生產革命、能源消費革命、能源技術革命、能源體制革命。

能源互聯(lián)網以用戶為中心，用戶既是能源消費者，又是能源生產者。中國提出了智能能源體系架構國家能源局201年開展了《中國智能能源體系專題研究》提出了中國智能能源體系架構、模型、技術標準、通信協(xié)議、實施方案等。主要是以配電網為載體，在終端用能層面，采用智能儀表、EMS、DSM、DR、節(jié)能、能效實現(xiàn)能源智能控制，將電力、天然氣、熱力網、電動汽車充電站信息互聯(lián)、深度耦合，形成“智能能源網”。提示：中國能源利用率低于國際平均水平，能源互聯(lián)網建設需要從中國實際出發(fā)，從接納可再生能源，需求側管理、節(jié)能及提高能效入手。5.中國能源互聯(lián)網研究進展6.中國能源互聯(lián)網頂層設計2015-2020年，建設分布式能源、智能微網、DSM、充電樁、智能電表等能源基礎設施；建設城市主動配電網。逐漸放開電力市場，互聯(lián)網售電、能源交易、碳交易、EVIEMS。實現(xiàn)數(shù)字化、信息化、互動化（第一階段）。2020-2025年，在主動配電網基礎上，建設智能配電網，實現(xiàn)智能化（第二階段）。2020-2030年，采用CPS、靈活的能量調度、智能組網及云計算，形成自組織的網絡，實現(xiàn)信息物理融合，實現(xiàn)廣域協(xié)調（第三階段）。第一階段第二階段第三階段7.中國能源互聯(lián)網實施方案能源互聯(lián)網需要“自上而下的設計，自下而上的實施”。能源互聯(lián)網實施的切入點：主要是“三點四面”三點：以分布式能源/智能微網、PRO-DSM/DR、節(jié)能、儲能/提高能效為切入點。采用傳感器及智能儀表實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。能量產品不同于簡單商品，關鍵在于掌握能源大數(shù)據(jù)。中國能源實際：富煤、貧油、少氣，人均占有資源有限，能源利用效率低，能源網絡之間耦合度不高，中國電網是同步大電網。所以，能源互聯(lián)網建設要從中國實際出發(fā)，研究如何落地，明確特征與功能定位，踏踏實實的去做產品。未來市場空間很大。8.能源互聯(lián)網開放互動平臺開放互動平臺：構建多層級能量管理、能量交易與服務平臺。以分布式能量管理及服務平臺為基礎：采用傳感器及智能儀表，主動收集能源大數(shù)據(jù)；采用開放互動平臺實施能源優(yōu)化，能源服務，多邊交易。商業(yè)模式：分布式能源、智能微網、供應-需求側管理（PRO-SDM）、EMC、PPP模式、虛電廠、基于大數(shù)據(jù)的能源交易、遠程運維、用能服務等增值服務?？沙掷m(xù)的商業(yè)模式是以互聯(lián)網為載體的創(chuàng)新性服務，包括能源交易服務、遠程運維服務、節(jié)能服務。需要由市場決定價格，不能決定價格的市場不是真正的市場，也就不會有真正的商業(yè)模式創(chuàng)新和技術創(chuàng)新。企業(yè)的核心競爭力是創(chuàng)新。WIFI連接通斷控制電能計量信息采集互動設置LPWAN9.

家庭型測控終端10.

工商業(yè)型測控終端能耗數(shù)據(jù)采集ZigBe/WiFi

連接能耗設備管理通斷控制能耗區(qū)域管理電能計量能耗分項計量信息采集能耗數(shù)據(jù)評估互動設置系統(tǒng)優(yōu)化策略專網連接能耗信息發(fā)布LPWAN11.能源互聯(lián)網技術標準體系系統(tǒng)架構互操作性法律框架市場開發(fā)標準？隱私？SOA數(shù)據(jù)安全？含APP市場角色？

考慮個參與方的利益重視核心標準對其他標準的約束作用，重視標準之間的協(xié)調，避免沖突、缺失、重復及時效性，開展用例分析，發(fā)展趨勢是開放性、互操作性,重視網絡安全標準。能源互聯(lián)網參與方包括：（1）能源生產類：分布式能源、風電、光伏、CHP、天然氣、微網等

（2）能源輸送類：電網公司、天然氣公司、氣電轉化

（3）能源調節(jié)：儲能、制氫、天然氣調壓站、地源熱泵、電動汽車V2G、輔助服務、需求響應12.能源互聯(lián)網參與方

（4）能源使用：工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、社區(qū)、園區(qū)、新型城鎮(zhèn)

（5）能源交易：直接交易、第三方交易

（6）能源運營：電網公司、新增配電公司、新增售電公司、燃氣公司、能源供應公司

（7）能源服務：互聯(lián)網公司、節(jié)能服務公司、大數(shù)據(jù)、云計算、信息、通信12.能源互聯(lián)網參與方智能微網：盡可能采用“可再生能源+CHP+儲能”的智能微網方式。包括直供電和配電網新增業(yè)務放開。開放平臺：分別對基于分布式能源、能量管理系統(tǒng)、需求側管理、需求響應及能源服務云平臺進行試點。售電公司：以售電公司為主體，建立獨立能源數(shù)據(jù)中心，建立能源互聯(lián)網服務平臺，在提供精細化服務及多樣化的增值服務中獲利。13.能源互聯(lián)網中短期發(fā)展方向（4）商業(yè)模式

a)“光伏發(fā)電+CHP+儲能”與售電公司相結合

b)智能微網與售電公司相結合

c)EMC/PP模式

d)虛擬電廠模式

上述模式可以向用戶提供多種能源服務，切入售電公司業(yè)務。13.能源互聯(lián)網中短期發(fā)展方向14.能源互聯(lián)網產業(yè)鏈能源互聯(lián)網產業(yè)鏈包括：基礎設施類：分布式能源設備與系統(tǒng)、微網設備與系統(tǒng)、智能儀表、能量路由器、儲能、制氫、CHP、新能源汽車等；電子及信息類：傳感器、CPS、SDN、電力電子、微電子、通信、IPV6、移動互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算；平臺類：HEMS、BEMS、FEMS、CEMS、可再生能源交易平臺、需求側管理平臺、碳交易平臺等，將具有廣闊的市場前景。信息安全研究必須保證實用性；從最開始就要考慮到安全問題；而且是保證各個環(huán)節(jié)的安全；對組件、產品、服務和解決方案在全生命周期的安全性進行檢查；通過設計保護國家及個人隱私；研究云安全；研究CPS安全；研究能源生產（SCADA）和消費（APP）中的網絡安全；15.能源互聯(lián)網中網絡安全16.總結與展望

1.中國能源互聯(lián)網以分布式能源/智能微網、PRO-DSM/DR、節(jié)能、儲能/能效為切入點。收集能源大數(shù)據(jù)，構建開放互動平臺。

2.展望：實現(xiàn)能源互聯(lián)網真正落地還需要走很長的路，還有許多實際問題需要解決。儲能是構建能源互聯(lián)網的關鍵技術。不同儲能類型之間差異很大，各有優(yōu)勢與劣勢；需要在具體的應用場景中評判儲能的價值。16.總結與展望未來主要任務是：面向具體應用，突破核心技術瓶頸，提高可靠性安全性、轉換率、提高壽命、降低成本。儲能產業(yè)應立足長遠，重視基礎研究，重視自主創(chuàng)新，踏踏實實的去