本文關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng):理念、架構(gòu)與前沿展望，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

DOI:10.7500/AEPS20150701007

Vol.39No.19Oct.10,2015

能源互聯(lián)網(wǎng):理念、架構(gòu)與前沿展望

(清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系,北京市100084;1.

222

,郭慶來1,,潘昭光1,孫宏斌1,

電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,清華大學(xué),北京市100084)2.

摘要:能源互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的新焦點(diǎn),其概念還處于討論和不斷發(fā)展中。

文中從能源網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系入手,分析了兩者相互借鑒的互助發(fā)展歷程及形成的不同理念和特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)、主要理念、主要特征和基本架構(gòu),并展望了潛在的前沿問題,以及和智能電網(wǎng)概念的關(guān)系。能源互聯(lián)網(wǎng)是能源和互聯(lián)網(wǎng)深度融合的新型能源系統(tǒng),開放是其最核心的理念,互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)的深度融入是其關(guān)鍵特征。能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)由“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”和“互聯(lián)網(wǎng)+”兩層組成。前者指能量系統(tǒng),是互聯(lián)網(wǎng)思維對現(xiàn)有能源系統(tǒng)的改造,表現(xiàn)為多能源開放互聯(lián)、能量自由傳輸和開放對等接入;后者指信息系統(tǒng),是信息互聯(lián)網(wǎng)在能源

。系統(tǒng)的融入,體現(xiàn)在能源物聯(lián)、能源管理和能源互聯(lián)網(wǎng)市場等方面,是能源互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”關(guān)鍵詞:能源互聯(lián)網(wǎng);開放;類互聯(lián)網(wǎng)化;互聯(lián)網(wǎng)+

0　引言

能源為人類生活與生產(chǎn)提供能量來源,每一次

工業(yè)革命都離不開能源類型和使用方式的革新。近年來,中國能源行業(yè)取得了令世人矚目的成就,但也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在發(fā)電側(cè),可再生能源發(fā)展迅速,目前風(fēng)電裝機(jī)世界第一,但消納問題十分突出,

[]

實(shí)2015年第一季度全國風(fēng)電平均棄風(fēng)率18.6%1,現(xiàn)2030年二氧化碳排放達(dá)峰值的目標(biāo)任重道遠(yuǎn)。

在用能側(cè),2011年中國單位GDP是世界平均水平

[]的2.能源利用效率直接制約了中國的經(jīng)濟(jì)5倍2,轉(zhuǎn)型,進(jìn)一步提高能效迫在眉睫。隨著中央提出通

3],過能源革命還原其商品屬性[能源市場化穩(wěn)步推

融等。隨著李克強(qiáng)總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)

5],劃[如何利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)來改造傳統(tǒng)能源工業(yè),引起了能源和信息行業(yè)的普遍關(guān)注。

能源互聯(lián)網(wǎng)正是能源和互聯(lián)網(wǎng)深度融合的產(chǎn)物,已經(jīng)成為當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的新焦點(diǎn),也是能源行業(yè)繼智能電網(wǎng)后又一前沿發(fā)展方向和重要課題。國際上前期已經(jīng)率先開展了以“能源互聯(lián)網(wǎng)”為主題的相關(guān)研究。2008年美國國家科學(xué)

6]

,基金資助了FREEDM項(xiàng)目[提出建設(shè)Energy

并成立了研究中心。同年德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技Internet,

,能源的生產(chǎn)、消費(fèi)和體制將發(fā)生巨大變革,去

中心化的分布式能源和新出現(xiàn)的產(chǎn)消者,將對現(xiàn)有進(jìn)

[4]

[]

術(shù)部與環(huán)境部發(fā)起了E提出建設(shè)-Energy項(xiàng)目7,

并且實(shí)施了6個(gè)示范項(xiàng)目。InternetofEnergy,

[8]第三次工業(yè)革命》將能源互聯(lián)2011年里夫金的《

網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的核心之一,產(chǎn)生了廣泛影響。2012年開始,國內(nèi)開展了一系列關(guān)于能源互聯(lián)9-17]

,網(wǎng)的討論和初步研究[中國工程科技發(fā)展戰(zhàn)略19]

,國家電網(wǎng)提出了全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想[清華大學(xué)

能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)、管理等模式產(chǎn)生巨大沖擊。

此外能源安全、環(huán)境污染、氣候變化、社會發(fā)展等都對能源系統(tǒng)提出了新要求,亟需改造升級現(xiàn)有能源系統(tǒng)以應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。

從近5至10年的發(fā)展來看,快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)不僅深刻改變了人們的生活和工作方式,也改造和顛覆著諸多傳統(tǒng)行業(yè),如零售、批發(fā)、通信、教育、金

收稿日期:2015-07-01;修回日期:2015-08-14。

18]

,研究院將能源互聯(lián)網(wǎng)列入中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[20]

。2015年4月成立了能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院[

香山科學(xué)會議以“能源互聯(lián)網(wǎng):前沿科學(xué)21—23日,

問題與關(guān)鍵技術(shù)”作為主題召開了第523次學(xué)術(shù)討21]

。論會[

“在能源革命、互聯(lián)網(wǎng)+”和創(chuàng)新驅(qū)動等國家戰(zhàn)

略的背景下,產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)掀起能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的浪潮。能源互聯(lián)網(wǎng)作為具有重大影響的新生事物,其概念、特征、架構(gòu)、前沿課題等關(guān)鍵問題還在討論和

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國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目

(;國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體資助2013CB228203)

;。項(xiàng)目(國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51321005)51537006)

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