曹军威:为什么能源互联网要以电网为主

2015-04-22 11:49:20 国网英大传媒 文/曹军威  点击量: 评论 (0)
能源互联网的极致愿景第三次工业革命融合互联网技术和可再生能源技术,构件新型能源架构,使得能源互联网获得广泛关注。能源联网成为第三次工业革命重要标志,我们可以体会一个极致技术层面的理念:如果亿万人在

能源互联网的极致愿景

第三次工业革命融合互联网技术和可再生能源技术,构件新型能源架构,使得能源互联网获得广泛关注。能源联网成为第三次工业革命重要标志,我们可以体会一个极致技术层面的理念:如果亿万人在自己的家中、办公室或工厂里生产绿色可再生能源,是否有一种模式能够像分享信息那样自由分享能源

 

从清华大学前校长高景德院士上世纪80年代提出“CCCP”概念(现代电力系统是计算机、通信、控制与电力系统以及电力电子技术的深度融合),到90年代韩英铎院士提出现代电力系统三项前沿课题(柔性输电技术、智能控制、基于GPS的动态安全分析与监测系统),再到近年来智能电网强调信息流与能量流的结合,无不突出信息技术与现代电网的紧密结合。

 

从最近一些发展趋势来看,国家能源局、中国科学院、中国工程院都有相关的活动,国家基金委、北京市科委也都进行了相关的立项。清华大学也成立了能源互联网创新研究院,提出了基础设施的理念:一种是集中统一,另一种是分散协同。传统的基础设施,只管用,不关心源头在哪里,而现在信息技术领域的云计算,信息的分享是源头和消费一体的。信息技术遇到的能源瓶颈使得IT公司开始关注能源领域的问题,IBM也开始提供新的能源解决方案,智能电网同样也关注怎么将信息技术应用到能源电力行业。就是使得信息和通讯跟能源电力技术碰撞产生能源互联网。能源互联网基础架构,通过互联的机制,能够把微网这些灵活的方式跟大电网做一个协调。

 

对能源互联网的思考和认识

对于能源互联网,我们的认识是:第一,能源形式多种多样,电能源仅仅是能源的一种,但电能能源传输效率等方面具有无法比拟的优势,在考虑互联问题时以电网为主; 第二,能源互联网是采取自下而上分散自治协同管理的模式,与目前集中大电网模式相辅相成,符合电网发展集中与分布相结合的大趋势;第三,目前开展的智能电网基本是现有电网架构下的信息化、智能化,能源互联网是借鉴互联网理念构架的新型电网,其中的开放互联、能量交换与路由等特征有别于目前一般意义下的智能电网。总结起来,能源互联网的本质特征就是:开放、互联、对等、分享,从信息技术这些角度是很平常,但是如果把它赋于能量的含量,就可以看到,如何实现能量交换和分享在技术层面还有挑战性。

 

能源互联网的三种理解

从国外的发展来看,对能源互联网有三种理解:一是以互联网的开放对等理念和体系架构为指导,形成新型的能源网。这时候能源互联网(Energy Internet)的本质是能源网!以美国的FREEDM为典型代表,效仿网络技术的核心路由器,提出了能源路由器的概念并且进行了原型实现;二是借助互联网收集能源相关信息,分析决策后指导能源网的运行调度。这时候能源互联网(Internet of Energy)的本质还是信息互联网!以欧洲的e-Energy为典型代表,打造一个基于信息和通信技术的能源供应系统,连接能源供应链各个环节业务流程,实现示范应用形成能源需求和供给的互动;三是将以上两种理解混合在一起,两种成分都有,以日本的数字电网、电力路由器为典型代表。

 

能源互联网全景图

我们提出来的概念是什么呢?基础设施层面上,能源互联网是一个信息和能源基础设施一体化的架构,未来的云计算、数据中心、物联网组成的基础设施对等互联地交换能量,组成信息能源基础设施一体化的场景,里面包括能量路由器、数据中心,既解决能量供应问题,又解决能源基础设施中信息技术、通讯技术的支撑问题。

 

信息通信/能源电力发展的三个阶段

总结起来,信息通信/能源电力发展分为三个阶段:第一个阶段是数字化、信息化阶段,信息通信为能源电力行业提供服务,带来方便、快捷等好处;第二个阶段是智能化阶段,也就是智能电网阶段,信息通信成为能源电力基础设施不可或缺的组成部分,以信息流与能量流的结合为特征;第三个阶段是信息物理融合阶段,也就是能源互联网阶段,信息通信基础设施与能源电力基础设施的一体化。

(曹军威:清华大学信息技术研究院研究员、院务委员会副主任)

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责任编辑:叶雨田

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