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區域能源互聯網一般由哪些要素組成?
發布者:lzx | 來源:國家電網報 | 0評論 | 6182查看 | 2020-07-07 09:58:16    

當前,能(neng)源(yuan)革命和數字(zi)革命相融(rong)并進,建設能(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網,推(tui)動多種(zhong)能(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)互(hu)通、互(hu)濟互(hu)動,既是(shi)能(neng)源(yuan)未來發展方向,也是(shi)推(tui)動能(neng)源(yuan)轉型的重(zhong)要手段。


作(zuo)為(wei)能(neng)(neng)(neng)源生(sheng)產與能(neng)(neng)(neng)源消(xiao)費之間的(de)關(guan)鍵環節,配(pei)電(dian)(dian)網的(de)功能(neng)(neng)(neng)也將升(sheng)級:承接(jie)、配(pei)送上(shang)級電(dian)(dian)網的(de)大規模(mo)電(dian)(dian)力,靈活(huo)接(jie)入各類分(fen)布式能(neng)(neng)(neng)源,并通(tong)過電(dian)(dian)、氣、熱網能(neng)(neng)(neng)量流交(jiao)互(hu)實現多種能(neng)(neng)(neng)源形式的(de)互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)互(hu)補;利(li)用先(xian)進信息支撐技術與價值(zhi)創造體系,實現新能(neng)(neng)(neng)源汽車、儲能(neng)(neng)(neng)、多類型負(fu)荷等(deng)多元(yuan)主體的(de)靈活(huo)便捷(jie)接(jie)入與互(hu)動(dong),提升(sheng)可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源消(xiao)納能(neng)(neng)(neng)力和(he)終端(duan)用戶的(de)能(neng)(neng)(neng)源市(shi)場價值(zhi)。專(zhuan)家學者一(yi)般將其稱(cheng)為(wei)“區域能(neng)(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)網”。


作為(wei)配電網(wang)發(fa)展(zhan)高級形態的區域(yu)能源互聯網(wang)一般(ban)由哪(na)些(xie)要素組成?和傳(chuan)統配電網(wang)相比(bi)有何不同?在我國(guo)又(you)有哪(na)些(xie)探索實踐?


能源網架、信息支撐與價值創造的深度融合


區域(yu)能源(yuan)互聯(lian)(lian)網(wang)一般指在一定范圍內,以配電網(wang)為核心,面向用戶實現能源(yuan)網(wang)架(jia)、信息支撐(cheng)與價值創造的深(shen)度融(rong)合,促進電、氣、熱、冷(leng)等(deng)多能耦合互聯(lian)(lian)與儲能、新能源(yuan)汽車(che)、電能替代負(fu)荷等(deng)聚合互動,能源(yuan)生產、分配、消費、存儲各環節協同發展的智慧能源(yuan)網(wang)絡。


區域(yu)(yu)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)結合不同電壓等(deng)(deng)級(ji)的配電網(wang),通過分布式冷(leng)熱電三聯(lian)供、“電-氣”/“電-熱”耦合等(deng)(deng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)換環(huan)節(jie),實(shi)現電、氣、熱等(deng)(deng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)網(wang)的互聯(lian)互通,并(bing)依靠(kao)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)樞紐(niu)為(wei)不同類型用戶提供各種能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan),其供能(neng)(neng)(neng)(neng)范(fan)圍可覆蓋(gai)城市(城鎮)、工業(ye)園區、社(she)區、樓宇等(deng)(deng)不同層級(ji)。具體來(lai)說,區域(yu)(yu)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)由以下(xia)要素構成:


●能源網架是“骨骼與肌肉”


能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)網(wang)架包(bao)括能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)生產(chan)轉(zhuan)換(huan)、分(fen)配、消(xiao)費及存儲(chu)4個環節,涉及分(fen)布式(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)、熱泵、能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)網(wang)絡、多能(neng)負荷、多能(neng)儲(chu)能(neng)等關鍵裝備(bei),是(shi)區(qu)域(yu)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)構建的(de)物(wu)理基礎(chu)。


●信息支撐是“神經系統”


信(xin)(xin)(xin)息支撐包括信(xin)(xin)(xin)息采集(ji)、信(xin)(xin)(xin)息通信(xin)(xin)(xin)、數(shu)據(ju)分析3個環節,涉及智(zhi)能傳感、5G通信(xin)(xin)(xin)、數(shu)據(ju)挖掘等先進(jin)信(xin)(xin)(xin)息技術,是區域能源互(hu)聯網實現橫向“電(dian)-氣-冷(leng)-熱”互(hu)補協(xie)同,縱向“源-網-荷-儲”融合(he)互(hu)動的重要支持。


●價值創造是“大腦”


價(jia)值創造包括能(neng)(neng)源供需(xu)管理、運(yun)行控制、能(neng)(neng)源交易、綜(zong)合服(fu)務4項內容,涉及(ji)多能(neng)(neng)需(xu)求側管理、多時間尺度(du)能(neng)(neng)量管理、現(xian)貨交易、能(neng)(neng)耗分析與(yu)評估等服(fu)務,是開展能(neng)(neng)源互聯網與(yu)綜(zong)合能(neng)(neng)源服(fu)務業務的(de)核(he)心。


打破能源行業壁壘,多種能源相互轉換、互補應用


區域能源互聯(lian)網是配電(dian)網發展的高級階(jie)段,與傳統(tong)配電(dian)網相比,區域能源互聯(lian)網具有哪些特征?


區域能源互聯網以配電(dian)網為(wei)核心,基于不(bu)同能源形式的多(duo)時間尺(chi)度(du)、可(ke)替代存(cun)儲、需求時移等特(te)性,利用(yong)電(dian)-熱(re)(冷),電(dian)-氣(qi)-熱(re)(冷)等互補技術,實(shi)現(xian)多(duo)種能源的相(xiang)互轉換、聯合控制、互補應用(yong)。


區域(yu)能源(yuan)(yuan)互(hu)聯網將實現從集中式能源(yuan)(yuan)生(sheng)產到分(fen)布式能源(yuan)(yuan)生(sheng)產消費(fei)的轉(zhuan)變,并應用(yong)(yong)互(hu)聯網與“大(da)云物移智鏈”等新技(ji)術為能源(yuan)(yuan)賦予信(xin)息屬(shu)性,實現能源(yuan)(yuan)單元的即插即用(yong)(yong)、對(dui)等互(hu)聯、協同自治(zhi)。


區域能源(yuan)互聯網(wang)將打破能源(yuan)行業(ye)壁壘,并(bing)基(ji)于(yu)用(yong)戶的多(duo)(duo)樣化(hua)需求及多(duo)(duo)元主體(ti)整體(ti)數量多(duo)(duo)、單體(ti)容量小、地域范(fan)圍(wei)大(da)等特(te)點,依托營銷電商化(hua)、交易自由化(hua)、投資市場化(hua)等手段(duan),降低系(xi)統運(yun)行風(feng)險(xian)與用(yong)戶用(yong)能成(cheng)本。


與(yu)傳(chuan)統配(pei)電網(wang)(wang)相比(bi),區域(yu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)(wang)優(you)勢(shi)顯著:依托各類能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)靈(ling)活轉換與(yu)互通(tong)互濟,可優(you)化提(ti)升(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)綜合(he)利用(yong)效率、可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)(xiao)納(na)能(neng)(neng)(neng)力(li)與(yu)清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)(xiao)費占比(bi),支撐(cheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)電力(li)清潔(jie)低碳轉型;通(tong)過能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)與(yu)信息的(de)深度融(rong)合(he),可提(ti)升(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)網(wang)(wang)絡的(de)資源(yuan)(yuan)(yuan)配(pei)置、安全保障和智能(neng)(neng)(neng)互動能(neng)(neng)(neng)力(li),以及能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系統的(de)數字(zi)化、智能(neng)(neng)(neng)化水平(ping);可依托數字(zi)通(tong)信與(yu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)交易(yi),在電網(wang)(wang)延伸、綜合(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)、綠色(se)交通(tong)、數字(zi)經(jing)濟等領域(yu),賦(fu)能(neng)(neng)(neng)傳(chuan)統業(ye)務、催生(sheng)新的(de)業(ye)態(tai)(tai)、構建行為生(sheng)態(tai)(tai),實現(xian)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)價值(zhi)的(de)充分挖掘。


已有不同領域實踐,大規模推廣將開啟智慧能源發展新階段


2016年,國(guo)(guo)家(jia)發展改(gai)革委、國(guo)(guo)家(jia)能(neng)源(yuan)(yuan)局等部(bu)門相繼發布《關(guan)于推進“互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網+”智(zhi)慧能(neng)源(yuan)(yuan)發展的(de)(de)指導意見(jian)(jian)》《關(guan)于推進多能(neng)互(hu)(hu)補集(ji)成(cheng)優化(hua)示范(fan)工(gong)程建(jian)設(she)(she)的(de)(de)實(shi)施意見(jian)(jian)》。國(guo)(guo)內能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網技(ji)術(shu)攻關(guan)與工(gong)程建(jian)設(she)(she)全面鋪開(kai)。我國(guo)(guo)區域(yu)能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網示范(fan)工(gong)程總體是在智(zhi)能(neng)配電(dian)網的(de)(de)基礎上加以延伸,重點關(guan)注區域(yu)能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網形態結構、技(ji)術(shu)框架的(de)(de)整體體現(xian),實(shi)現(xian)多種能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)綜合優化(hua)與業(ye)務服(fu)務多元化(hua),按照范(fan)圍劃(hua)分,可大(da)致分為園區級(ji)與城鎮級(ji)兩個層面。


園(yuan)區(qu)級能源互(hu)聯網(wang)(wang)示(shi)范工程主(zhu)(zhu)(zhu)要依托綜合(he)能源服(fu)務(wu),以單一(yi)投(tou)資運(yun)營主(zhu)(zhu)(zhu)體為主(zhu)(zhu)(zhu),旨在通過多種(zhong)能源形(xing)式的(de)融合(he)互(hu)補與(yu)綜合(he)優化、用戶靈活互(hu)動、能源運(yun)營模式創(chuang)新,實現綜合(he)能源利用效率(lv)與(yu)清潔能源利用率(lv)的(de)有效提(ti)升,降低碳排放與(yu)用戶用能成(cheng)本。代表工程有國網(wang)(wang)客(ke)服(fu)中(zhong)心北方(fang)園(yuan)區(qu)示(shi)范項目(mu)(mu)(工業型)、中(zhong)新天津(jin)生(sheng)態城動漫園(yuan)示(shi)范項目(mu)(mu)(商(shang)業型)、上海電力大學(xue)臨港新校區(qu)示(shi)范項目(mu)(mu)(教育型)等(deng)。


城(cheng)(cheng)鎮級能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)示范(fan)工程(cheng)依托國(guo)家新型城(cheng)(cheng)鎮化發(fa)展要求,在智能(neng)(neng)(neng)(neng)配(pei)電(dian)網(wang)基礎(chu)上延伸,融(rong)(rong)合(he)(he)信息通信、數據分析、智能(neng)(neng)(neng)(neng)交(jiao)通等(deng)(deng)先進技術,并初步探索(suo)供需(xu)互動與(yu)綠色(se)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)交(jiao)易,如天津北辰產城(cheng)(cheng)融(rong)(rong)合(he)(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)示范(fan)區(qu)、江蘇揚中能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)示范(fan)區(qu)、廣州面向特大城(cheng)(cheng)市(shi)電(dian)網(wang)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)示范(fan)項目等(deng)(deng)。此(ci)類工程(cheng)大多是(shi)多投資運營主體,旨在提(ti)升(sheng)城(cheng)(cheng)鎮綜合(he)(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)利用整(zheng)體效率(lv)和水平(ping)、清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費占比、配(pei)電(dian)網(wang)運行靈活性(xing)與(yu)安全可靠性(xing)等(deng)(deng)核(he)心指標。


2016年以(yi)來,國(guo)網(wang)(wang)(wang)經濟(ji)技(ji)(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)院有(you)限公司(si)組建了(le)區(qu)域(yu)(yu)能源互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)術(shu)攻關(guan)(guan)團隊,針對區(qu)域(yu)(yu)能源互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)規(gui)劃(hua)設(she)計、綜合評價(jia)等(deng)(deng)領域(yu)(yu)開(kai)展系(xi)統性研(yan)究(jiu),承擔(dan)國(guo)家(jia)(jia)重點研(yan)發計劃(hua)、國(guo)家(jia)(jia)自然科(ke)(ke)學基金等(deng)(deng)多項(xiang)國(guo)家(jia)(jia)級(ji)科(ke)(ke)研(yan)項(xiang)目,編制多項(xiang)相關(guan)(guan)技(ji)(ji)術(shu)標準,擁有(you)國(guo)家(jia)(jia)電(dian)網(wang)(wang)(wang)公司(si)區(qu)域(yu)(yu)能源互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)術(shu)與應(ying)用(yong)聯(lian)(lian)合實驗室,并承擔(dan)雄安新區(qu)、天津北辰、江蘇揚中(zhong)等(deng)(deng)區(qu)域(yu)(yu)能源互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)示(shi)范工(gong)程的規(gui)劃(hua)、評價(jia)相關(guan)(guan)工(gong)作(zuo)。


隨著(zhu)綜合規(gui)(gui)劃、多(duo)能運(yun)(yun)行、信(xin)息支撐、交易運(yun)(yun)營等關鍵技術的不(bu)斷(duan)發(fa)(fa)展,能量路(lu)由器、儲(chu)能、燃料(liao)電池等核心裝備的愈發(fa)(fa)成(cheng)熟,以及能源架構、市場交易機(ji)制與(yu)(yu)商(shang)業(ye)運(yun)(yun)營模(mo)式的不(bu)斷(duan)探索深化(hua),區域能源互(hu)聯網(wang)將(jiang)呈(cheng)現投資運(yun)(yun)營主體更(geng)(geng)多(duo)元、建設運(yun)(yun)營成(cheng)本更(geng)(geng)低、用戶(hu)互(hu)動更(geng)(geng)活躍等特(te)點,工(gong)程(cheng)規(gui)(gui)模(mo)與(yu)(yu)應(ying)用范(fan)圍(wei)將(jiang)更(geng)(geng)加廣闊。


區域能源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網工程的大規模推(tui)廣應(ying)用將實現多種能源(yuan)(yuan)(yuan)形式的優化配置與互(hu)聯(lian)互(hu)通。多行為主體的對等參與也將進一步催生出多種能源(yuan)(yuan)(yuan)消費模式與商業(ye)模式,促進能源(yuan)(yuan)(yuan)生產與消費市場變革,開(kai)啟智(zhi)慧能源(yuan)(yuan)(yuan)發展新(xin)階段。


區域能源互聯網關鍵技術(裝備)


規劃技術


解決多種能(neng)源(yuan)形式耦(ou)合復雜、“源(yuan)-網(wang)(wang)-荷-儲”交(jiao)互密集等(deng)難(nan)題,實現能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)的優化配置,具體(ti)包括能(neng)源(yuan)系統架構設計、多能(neng)互補能(neng)源(yuan)站協同(tong)規劃(hua)、能(neng)源(yuan)網(wang)(wang)絡綜合規劃(hua)、能(neng)源(yuan)信息融合規劃(hua)、智慧交(jiao)通“車-樁-網(wang)(wang)”協同(tong)規劃(hua)等(deng)。


運行技術


解決多(duo)(duo)能流系統耦合性強、動(dong)態(tai)特性差異大等難題(ti),實現能源系統的(de)優化運行,具體(ti)包括多(duo)(duo)能狀態(tai)感知、能源系統安全分析與多(duo)(duo)能能量管理、新能源汽(qi)車與電網互動(dong)、虛擬電廠(chang)、需(xu)求側響應(ying)等。


交易技術


解決分(fen)布式能(neng)源多主體(ti)間(jian)交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)效(xiao)率低、自主協調能(neng)力弱、信息壁壘(lei)嚴重等(deng)難題,實現分(fen)布式能(neng)源對等(deng)交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)、可信交(jiao)(jiao)互(hu)和智能(neng)管理,具體(ti)包括能(neng)源消費特征分(fen)析、能(neng)源交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)機制與(yu)商業(ye)模式設計、多能(neng)用戶響應策略、區塊鏈等(deng)。


●核心裝備


滿足區域(yu)能(neng)源互(hu)聯(lian)網多種能(neng)源即插即用、協(xie)調運(yun)(yun)行、多元互(hu)動等(deng)需求,實現多能(neng)協(xie)同(tong)互(hu)補、配(pei)電(dian)網協(xie)調運(yun)(yun)行控制、用戶靈(ling)活運(yun)(yun)行等(deng)目標,具體包括能(neng)量(liang)路由器、電(dian)力電(dian)子變壓(ya)器等(deng)核心裝備,能(neng)源互(hu)聯(lian)網綜合管控與服務平(ping)臺(tai)等(deng)。

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