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曹军威:能量路由器、 能量管理平台助力能源互联网发展

国际能源网能源资讯频道  来源:国际能源网  作者:胡炫清  日期:2018-09-08

美国学者杰里米·里夫金在2011年的著作《第三次工业革命》中预言,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征,一种新的能源利用体系即将出现,也就是所谓的“能源互联网”。能源互联网是“互联网+能源”的结果,是传统互联网演进的重要方向之一。

    2017年6月,国家能源局公布首批“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目,京能海淀北部新区能源互联网示范工程成功入选。同年12月,国家电网公司提出综合能源服务、客户为中心服务等方向,并指出建设世界一流能源互联网企业的发展目标。

而现如今,能源互联网示范工程已进入落地实施阶段,储能等关键技术的应用前景开始显现,但是具体整个能源互联网落地还有些许障碍。2018年9月7日,2018盐城绿色智慧能源大会之光伏产业发展论坛在江苏省盐城市举行,会议由中国光伏行业协会主办,国际能源网承办。会上,清华大学信息技术研究院副院长曹军威进行了题为“互联网理念驱动能源话联网发展”的演讲。

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能源互联网是以互联网理念构建的新型信息—能源融合“广域网”,它以大电网为“主干网”,以微网、分布式能源、智能小区等为“局域网”,以开放对等的信息—能源一体化架构真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用,因此可以最大限度的适应新能源的接入。

在曹军威看来,能源互联网具有一个本质特征,即开放、对等、互联、分享。“我们有没有一个开放的互联的环节?大家能不能对等?你做储能,他是用户,他可能是电网,他可能还是冷热等等,类似这样的环节,能不能在一个开放的平台下进行对接?而且这个对接最终不仅仅是信息层面上,还可以是价值等层面上来进行对等。”他认为,能源的价值属性,能够更多地从价值驱动角度给用户提供更多的增值服务,体验方面能够做出一些新的应用模式。

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未来能源互联网的实现,是信息能源基础设施一体化的体现。未来信息技术的典型场景,有数据中心、物联网、云计算、大数据分析。如果互联网、能源互联网也能够与类似需求侧、风光储微网等区域性的分布式能源互联,再用电网把它连接在一起,它就能够形成自下而上对等互联的能源互联网的典型场景。

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从功能的角度上,能源互联网主要分为四个层面。传感通讯层面,能量管理、控制业务层面和交易层面都是信息层面,最后一个层面是物理层面,所以叫信息物理融合的系统。

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曹军威从两个关键技术方面分析了能源互联网理念。一个关键技术是能量路由器,电力电子、光伏逆变器,类似的装置叫能量路由器,如果未来在一个系统里面类似的控制越来越普及,就会走向一种从专用化实现到集成化实现的道路,实际上能量路由器就是一个电力电子装置在电力转换和控制方面的一个集成化实现的例子。如果有这样一个装置在,大家能够即插即用,就像互联网一样,只要连上电线就可以交换电量。

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该技术是借鉴互联网的网络路由器理念,它既有决策中心,也有缓存,也有控制,是一个对外的接口。实现这样的一些方案,可以采用一种像互联网式的分层实现,既有物理层的实现,也有传输层的一些协议,也有在应用层的一些策略。既可以实现电的这些切换路由,又可以进行一些辅助的电能质量的调节,甚至可以辅助地提供一些信息的服务。

曹军威认为,现在比较典型的比如说在光储充领域,如果有一些集群式的充电站,要加入储能、光伏、充电,包括跟电网连接,会发现这是一个电力电子装置非常密集的系统。如果有一个集成化的能量路由器,它就可以取代原来的变流器、光伏逆变器、PCS,最终它带有能量管理功能,把电能质量的这些功能也可以顺带解决,就变成一个集成化的解决方案。

另一个技术便是所谓的能量管理平台,将各种元素集成到一个平台上,在整个产业链环节上做到多元主体的接入,全景数据接入,除了光伏的数据,还有用户的数据、网的数据,当这些数据连接在一起的时候,价值就完全不一样了。而且这样的平台应该加强用户体验的驱动,价值闭环的驱动,把整个多元主体分为六类,即有源,有荷,有网,也有很多的中间环节,中间商、服务商甚至运营商。

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能量管理平台通过直接量测和算法处理,得到在线实时动态潮流,从而得到各节点和线路的U(t)、I(t)、P(t)、Q(t)以及它们的派生量,如dU(t)/dt、dQ(t)/dt、dQ(t)/du(t) 等特征了量的时间变化,对它们进行大数据分析,由此构建大数据分析应用。

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