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能源互联网领域前沿科技发展报告
作者:   时间:2015年12月25日 【字号: 】【打印本页】【关闭】
作者:曾鸣
单位:华北电力大学


随着全球气候的剧烈变化以及传统能源的日益枯竭,巨大能源需求已经成为制约经济社会发展的关键性因素。面对能源和环境的双重压力,以可再生能源为主要能源发展目标的能源转型和能源革命已经悄然展开。能源互联网作为能源领域的一次技术革命就是要利用互联网的相关技术和思维对传统的能源电力行业进行改造和整合,在保证能源安全以及满足未来用户个性化用能需求的前提下,最大程度地利用可再生能源,提高能源利用效率,从而推动能源行业从生产、消费、体制等各个环节的链式变革,促进能源转型和能源革命,保证整个经济社会的可持续发展。

能源互联网要构建的未来能源体系,应该是以电力系统为核心与纽带,涵盖多类型能源网络,能够实现横向多源互补,纵向“源-网-荷-储”协调,具有能量流与信息流高度融合特征的生态化能源系统。在“能源互联”背景下,传统的以生产顺应需求的能源供需模式将被彻底颠覆,处于能源互联网中的各个参与主体都既是“生产者”,又是“消费者”,互联共享将成为新型能源体系中的核心价值观。

一、该领域世界前沿科技发展态势

(一)该领域发展的总体态势及其主要进展

杰里米·里夫金在《第三次工业革命》中提出了以可再生能源为主要能量单元,具有能源生产、消费、交易分散化特征的能源互联网的基本愿景。目前对于能源互联网的相关研究和试点探索主要集中在两个方面,一方面就是从传统能源技术层面入手,包括可再生分布式能源发电控制技术、区域内各类型可调控资源的综合规划和协调运行技术、高效储能技术、柔性直流、固态变压器等先进电力电子设备制造和相应自动控制技术、分层的能量管理系统等传统物理能源网络支撑技术的研发,从而保证不同类型的能量单元能够做到即插即发、即插即用、即插即储;另一方面是能源信息数据共享和交易平台建设,能源互联网是互联网技术与传统能源网络的整合,通过现有的大数据以及云计算技术使得能源网络能够更好地协调广域内不同类型能源单元的规划和运行,提高整个能源系统的运行效率。同时,基于能源网络的数据分析和辅助决策结果,构建具有实时信息交互以及分散化能量交易功能的能量交易平台,对于能源互联网的建设至关重要。众所周知,互联网“需求导向”的经营逻辑和经营模式赋予了传统行业新的生命力,依托于分散化以及自由化能量交易平台的新生能源商业模式就是能源互联网的生命力所在,在最大程度地利用市场手段优化不同区域、不同时域资源配置的同时,真正发挥了互联网中人人参与的机制模式,是促进能源互联网不断创新、不断完善的真正源泉。

当前国际上欧盟和美国对于能源互联网的研究起步是比较早的,而且与之前各国智能电网的研究是存在一定的衔接性的。

欧盟

欧洲在2011 年启动了未来智能能源互联网(future internet for smart energy,FINSENY)项目,该项目的核心在于构建未来能源互联网的ICT 平台,支撑配电系统的智能化,并开拓新的创新服务。其中德国在此之前已经开始了相关的试点和研究工作,2008年,德国联邦经济与技术部和环境部联合推出一个技术创新计划(E-Energy),该计划旨在打造以ICT技术为基础的未来能源体系,德国已经将E-Energy定义为了国家级的灯塔项目,试图让更多的企业和地区加入进来。

从2008年至2013年,德国工业和科学联合组织调研了ICT技术在 E-Energy六大智能示范区的应用情况。通过委托专门的科研团队,解决了多个跨学科问题,其中包括智能示范区的整体结构、商业模式、配套法律措施、信息与数据安全以及协议标准化。E-Energy设立的初始目标是创建E-Energy模型区域,展示ICT技术对电力系统各个环节的优化作用,包括提高电力供应效率,可靠性以及所带了的环境和社会。E-Energy计划从ICT技术与现有整个电力系统融合的角度,提出了的德国能源互联网的概念。E-Energy计划强调整个电力系统的信息化互联,利用互联网技术优化整个能源供应系统,主要特点如下:

1)通过系统的整合,促进分布式能源和可再生能源的利用,促进电动汽车与电网的优化整合。

2)构建具有新型结构和功能,信息流与能量流集成的网络。

3)ICT网关可以通过预设来协调安排用电设施的电力来源,例如小型热电联产设施,或者来自储能设施。

4)创建全新的、电子化的电力市场,除了在市场上出售电力外,各种服务提供商也可以在上面展示,出售其电力服务,例如节能服务、电力设施远程控制服务、电动汽车利用低成本绿色电力充电服务等。终端用户也可以活跃在市场上,出售其家庭光伏发电或热电联产设备的剩余电力。

德国六个试点工程的基本示范情况如下表所示:

                                   
 

库克斯港

 

eTelligence项目

 
 

通过电力市场和ICT技术的应用将独立能量单元联合组成一个虚拟发电站,使得整个系统能够更好的消纳利用可再生能源。

 
 

项目核心部分是区域电力市场,主要项目经验有以下几点:

 

1)动态电价和高度透明的信息反馈,能够提高整体的能源效率的;

 

2)小容量供需双侧资源的协调互动是能够有效提高能源供应可靠性的;

 

3)小型的能源系统可以与整体的能源体系相互整合并参与到已有的能源市场交易中;

 

4)模拟得出可再生能源的大规模利用能够有效降低德国的二氧化碳排放量

 
 

莱茵-鲁尔

 

E-DeMa项目

 
 

集合型的电力市场平台,通过智能网关,协调控制用户的智能家居设施

 
 

项目的目标是通过ICT将稀疏的农村电网和较密集的城区电网内用户,活跃地整合进电力交易市场中,验证通过建立区域性的电力市场,能容纳尽可能多的角色和用户参与其中,并且能够活化集合商,小型发电设备运营商的积极性,促进区域电力互补互供。

 
 

莱茵-内卡(曼海姆)MOMA项目

 
 

能源管家给用户实时价格、使用、排放情况并根据电价控制家中用电设备

 
 

项目中EMS在200家用户家中安装,将用户侧和发电侧联系起来,在城市中构建了一整套完整的新型能源体系架构,一方面,证明了以用户需求为导向的能源服务能够保证电力系统充裕;另一方面,它提出了一种细胞电力系统的体系架构,系统中任意细胞出现故障不会影响整个系统的稳定运行

 
 

斯图加特MeRegio项目

 
 

智能家居推广与需求侧响应的实施

 
 

通过在用户家的控制设备,根据电网参数,电力价格、能源使用效率等信号,调整用户的用电行为,相应地控制智能家电,实现需求侧资源参与系统整体调控

 
 

亚琛Smart W@TTS项目

 
 

系统传输的信息可以根据用户设置后被智能插座和智能电器自动处理。

 
 

通过能源系统中的信息和控制模型,为市场参与者提供实时的能源生产和消费数据,实现差异化电价,从而实现电力系统中端到端的用能优化,实现整体的资源优化配置。用户可以获得电力消费的详细信息,同时可以调整自身的用电量以及分布式电源出力

 
 

哈茨山脉地区示范区RegModHarz项目

 
 

以蓄能电站平滑新能源发电的不稳定性

 
 

试点核心是验证不同市场条件下,地域性可再生能源发电厂和灵活发电机组构成的虚拟电厂的运行模式。该项目中,IEC 61850标准用来连接不同发电设备,从而组成统一运行的系统

 

 

美国

美国北卡罗莱里州立大学提出了未来可再生能源电力传输和管理系统FREEDM,能够在配网侧分布式可再生电源渗透率超过50%的情况下,保证系统安全稳定运行[]。其基本框架结构(如图1所示)参照传统互联网具有即插即用的接口,信息路由以及开放的操作系统协议性质,FREEDM主要具有以下三个特征:

第一,能够保证分布式储能、光伏以及其他分布式交流电机的接入,能够提供类似与USB的网络接口,保证即插即用

第二,具备能量管理设备IEM,一方面能够对接入的设备进行状态检测和数据收集,另一方面能够对其精细化的控制。对于负荷不再是简单的开关控制,而是能够对其功率和电压进行调节。同时,IEM还能够进行电网侧电压管理,短路电流控制。

第三,开放的标准 DGI 整合在IEM系统中,使其具备了能量路由功能。



图1 FREEDM框架结构图

固态变压器是FREEDM系统关键设备之一,其应用目的就是要让FREEDM网络具有灵活性和兼容性,为不同类型的分布式电源以及储能设备提供接口,是网络能量分配的核心设备,实现了用电侧和大电网的解耦,使得固态变压器所连接的区域系统对于主干网表征出的特性就是一个纯电阻负载或者一个纯有功电源,目前存在的技术瓶颈主要是能量转化效率不高。

故障隔离设备(IFM),主要用于系统故障诊断、故障隔离,网络重构,与IEM系统通过RSC系统连接,使得IFM设备的每个节点都可以其他节点进行信息交互,同时还可以和IEM(能量管理设备)进行信息交互。从而保证网络快速故障隔离和能量供应。

从美国和德国目前对于能源互联网的研究和技术发展导向来看,当前对于能源互联网的研究还主要处于如何利用ICT技术实现电力系统中各类型能量单元的协调互动、提高电力系统中可再生能源利用比例、适应高渗透率分布式新能源接入的阶段。德国在E-energy的试点中更关注于基于灵活电价机制的能量市场建设,需求侧可调控资源调用机制以及各类型电源的协调运行(主要是灵活调峰电源与可再生能源之间的协调互补),从而通过供需双侧的协调互动实现可再生能源消纳的最大化,同时保证系统运行的经济性和可靠性。

(二)该领域的发展趋势

能源互联网是要利用ICT技术实现各类能量单元的协调运行,电力传输速度快、效率高以及在终端使用中的便捷性,使得在没有其他高效二次能源的条件下,未来能源互联网的建设应该是以电力系统为核心的,但是能源互联网绝不是单纯的电力互联网,应该是多类型能源网络的高度耦合,是要实现不同类型能源的综合优化,以智能电网为主要技术支撑的电力互联网将会成为能源互联网的资源配置中心和枢纽。因此,未来能源互联网的发展趋势一定是在当前智能电网或者电力互联网的基础上,向综合能源系统以及综合能源交易的方向发展,实现各类型能源网络的互联互通和资源的整体优化配置。

未来能源互联网在物理层面应该是以综合能源系统为基本框架的多能源互联网络,在信息流指导能源流的实现层面将依托于能源网络的CPS系统,最后能源互联网中信息流与能源流的价值实现需要基于能源互联网的新型能源商业模式。

综合能源系统(ESI)

ESI是由美国国家可再生能源实验室提出的未来综合能源利用体系,其基本框架图2所示,ESI是要对特定区域内不同规模的电力、燃料以及供热系统从规划和运行两个层面进行优化。各类独立的能源网络进行整合,形成一个不能区域范围的能源互联系统,为终端用户提供不同类型的能源服务,同时推动能源系统与经济社会中其他系统的整合,促进数据信息与能量流的整合。ESI勾勒出了未来综合能源系统的框架,可以说是提出了未来能源互联网中多种能源物理网络互联互通的一种实现途径。


图2 ESI基本结构示意图

在该综合能源利用系统中,Energy Hub(能源集线器)或者说CHP(热电联产)将成为该系统中的重要组成单元,能够实现用户在终端用能的可替代化。



图3 目前设想的一种Energy hub的示意图

未来能源集线器除了多种能源转换能力外,还应具有能量双向流动功能(保证用户侧分布式电源、分布式储能等转置能够随时向能源网络反供能量),能够保证不同层次的能量单元之间解耦互联(不同层次能量单元是指单一能量单元、区域能源网络以及广域能源网络,解耦主要依托于直流电网、相应的大功率电力电子设备、高效率储能设施以及热-电、热-冷能量转化转置实现),同时还应具有信息与能量管理功能(EMS,能够对能源市场信号做出反应,实现不同层级的能量管理,实现终端用能的智能化,形成未来能源互联网中能源路由器的雏形。

信息物理系统(CPS)

能源信息化是能源互联网的重要特征,构建CPS系统的主要目标是要从系统理论和工程实现两方面,提升信息数据的集成与应用能力,形成体现两类系统共性特征的分析与控制方法[]。能源网络的CPS系统要能够充分反映能源网络运行的物理过程和信息过程,体现两者融合机理和相互作用机制,从而通过更高级的控制方式提升系统整体性能并优化全局系统运行,提高能源利用率、设备利用潜力及系统可靠性、安全性和稳定性。能源网络的CPS系统构建能够使得信息流能够开始逐步引导控制能量流,利用能源大数据,更好地发挥能源互联网中的系统信息价值。

互联网能源商业模式

多能源互联网络以及能源网络CPS系统的构建,从物理层面解决了能源互联网多能源互联互通以及信息流与能量流整合的问题,但是能源互联网的建设一方面是要解决目前可再生能源大规模并网的问题,提高系统运行的经济性和可靠性;另一方面就是要实现能源行业商业模式的创新。可以说这两方面是相辅相成的,物理网络以及信息网络支撑着分散化和自由化的能源市场和能源交易,网络中的信息流和能量流影响能源互联网中能量价值,同时能源互联网中互联网能源商业模式的创新,将赋予能源互联网在市场层面开放兼容的体系架构,从而使得能源互联网在物理层面所具有的开放兼容的特性能够通过价值反映出来,促进能源互联网相关技术的进步和发展。

因此,未来以综合能源服务以及能源个性化服务为核心的新型能源商业模式将逐步取代传统能源供需模式,在能源互联网不同发展阶段设计与之相适应的商业模式,对于能源互联网的发展也具有十分重要的意义。

二、我国在该领域发展现状

(一)我国该领域科研力量分布情况

虽然能源互联网的概念进入我国的时间不长,但是对于可再生能源的消纳利用、分布式电源的协调规划运行、智能配用电以及未来电力市场环境下新型能源商业模式等能源互联网中多个环节或者一些组成模块的研究还是具有比较丰富的经验的。

清华大学、华北电力大学、天津大学、中科院等国内知名高校及科研机构对综合能源系统运行控制、模拟仿真,新能源发电技术,源-网-荷协调控制,需求侧响应资源建模仿真以及未来智能电网商业模式创新等多个相关领域进行了大量研究,取得的相关研究成果为能源互联网进一步研究和发展奠定了基础”

互联网科技企业也可能会成为未来我国能源互联网建设过程中的重要力量,依托于自身互联网硬件设施的制造技术以及已有的云平台建设从智能用电、智能家居等方面为参与我国能源互联网的建设。

能源互联网是要构建一个“大众创业、万众创新”的平台,能源互联网一方面是能源技术的革新,需要相关企业、高校等单位的参与;另一方面就是商业模式的推广,这就需要社会上的创新力量参与,在能源互联网这个技术平台上引导出更多的商业模式,推动我国经济社会的发展。

(二)我国该领域的主要进展及其国际地位

目前我国在能源互联网建设的技术发展主要从以下几个方面展开:

全球能源互联网 核心技术即是以特高压电网为骨干网架(通道),以输送清洁能源为主,全球互联的坚强智能电网。是安全可靠、经济高效、互动性好的能源优化配置平台,可实现洲、国间的能源基地和各类分布式电源的联接。

虚拟发电厂技术 是指通过虚拟控制中心将空间距离相对较远的可控负荷、分布式电源(DER)和储能系统有机聚合起来,让它们在电网中以特别电厂的身份参与运行,以达到降低电网峰值负荷、优化资源利用、减少温室气体排放及提高供电可靠性的目的。虚拟电厂是需求侧响应或者需求侧管理的延伸,核心就要通过相关技术手段以及市场电价机制,协调系统内各类型资源运行,使得在可再生能源高渗透率条件下保证区域系统在整体上的平稳性,构建系统友好型的区域能源网络。

微电网技术 由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。

泛能网技术 基于系统能效技术,通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合,形成能量输入和输出跨时域的实时协同,实现系统全生命周期的最优化和能量的增效,能效控制系统对各能量流进行供需转换匹配,梯级利用、时空优化、以达到系统能效最大化,最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。

能源互联网平台技术 通过互联网平台整合能源上下游行业资源,进行相关产品、技术、服务的评估和交易活动。

能源替代技术 在分散的用户终端,利用技术创新,采用电力或天然气代替传统高污染的煤炭,或者利用集中式供应能源代替分散式能源消耗,实现能源在终端的转化。

我国在电力系统或者智能电网方面的研究工作应该是走在世界前列的,互联网时代,标准的制定和整个产业生态的建设才是引领相关领域发展的核心竞争力,我国目前应该积极参与相关国际标准的制定,积极输出我国在智能电网以及微电网建设方面取得的实践以及技术经验。

(三)我国在该领域研究中存在的问题及其差距

   当前我国在能源互联网建设方面存在以下几方面问题:第一,能源互联网的建设需要整合不同学科、不同领域的研究力量。当前我国不同能源领域的研究力量交流有限,没有进行资源整合和整体规划。第二,能源互联网需要商业模式的推广和创新。当前无论是智能电网还是微网在我国都还处于试点阶段,这种试点往往是为技术设备运行的调试和研发服务的,在没有可推广商业模式的情况下,这种类型的试点往往没有可参考性。未来我国能源互联网的试点工作应该是专项试点和全面试点相结合的形式展开,对于商业模式创新的研究应该放在比较重要的位置,比如德国在E-Energy的试点中,就十分重视与当前德国电力市场的对接和整合,在现有的市场条件下,积极引导商业模式的创新,这是目前我国能源互联网以及智能电网研究过程中需要特别注意的问题。第三,能源互联网的建设需要开放的政策和市场环境,当前我国正在推行 放开两头,管住中间,以售电侧放开为主要切入点的电力体制改革。售电侧市场的建立能够进一步激发电力市场活力,带来能为开放的市场环境,为具有开放、共享特征的能源互联网建设创造必要的条件。未来,我国应该在保证能源供应安全以及提高能源利用效率的前提下,进一步开放能源电力市场,在市场层面,打破不同能源系统之间的系统隔离,创造互联、开放、平等、共享的能源市场和政策环境。第四,信息的共享和自由交互,是互联网的重要特征。未来能源互联网的建设,也要依托于能源大数据技术平台以及相关的互联网通信技术。能源行业关系着国家安全、社会稳定,能源互联网中信息交互在提高能源系统以及能源市场运营效率的同时,也对能源数据安全提出了更高的要求,我国应该积极发展能源大数据支撑数据库、大数据相关技术以及能源信息安全保障技术,从而保证能源互联网的建设和完善。

三、首都地区该领域发展现状

(一)首都地区该领域科研力量分布情况

 首都地区集中了较多的能源电力科研机构以及高校,具有开展能源互联网相关研究工作的成果积累和人员配备。当前在北京延庆的“风-光-储”微电网试点工程,八达岭景区交直流混配电网以及景区内电动汽车商业模式试点都能够为下阶段我国能源互联网的建设提供一定的时间基础。华北电力大学、清华大学等高校已经成立了能源互联网的专业研究机构,从技术前沿推动北京以及全国能源互联网的建设发展。以BAT、华为、联想等科技公司为主的传统互联网企业也逐步开始进入能源电力领域,很可能从智能用电、线上电费收缴等方面切入首都地区能源互联网的建设。

(二)首都地区该领域的示范平台建设及其地位

   微电网技术 延庆的智能电网建设以主动配电网加微电网群为主要技术导向,项目主要分为四个主要部分:第一部分就是多源协同的主动配电网建设;第二部分是分布式能源充分消纳的柔性负荷相应;第三部分是即插即用直流用电网络建设;第四部分是能源管理与公共服务。其中主动配电网、柔性直流输电技术、微网内部能量管理系统、微网群协同管理系统、柔性负荷管理技术(需求侧相应)以及相应商业模式的研究创新是试点的主要研究方向,旨在为探索能源只会服务模式,建设能源优化配置网络和智慧公共服务网络,实现能源的互联与服务的互动,起到智能电网以及能源互联网的示范作用。

能源大数据 目前中国电力需求侧管理平台仍在建设过程中。需求侧管理平台就是大数据在用电侧的一个集中体现,未来大数据在能源电力系统中应用可能会以用电侧为突破口,服务于分布式光伏的运维,电动汽车的充电以及充电桩的建设,需求侧响应以及综合能源服务,逐步扩展到能源系统的规划、运行、事故检修、能源交易等各个方面。

物理网络的建设和信息平台建设属于能源互联网发展两个主要方面,从上面的研究成果来看,首都地区在能源互联网领域的研究是比较深入的。当前京津冀地区面临着比较严峻的发展和环境问题,智能电网与能源互联网的建设有助于促进京津冀地区能源结构的调整以及环境的改善,推动首都地区能源互联网的建设发展至关重要。

(三)首都地区发展该领域的优势及存在的问题

首都地区发展能源互联网具有人才和资源上的优势,同时也具有一定的迫切性和必要性。当前京津冀地区面临着比较严重的环境问题,能源利用、环境保护以及地区发展之间的矛盾比较突出。首都地区作为我国经济、文化、政治中心,应该在提高可再生能源利用比例、提高能源利用效率以及实现资源与地区可持续发展方面走在全国乃至世界的前列,进一步提升首都的地区形象。随着能源电力体制的逐步放开,首都地区可能会迎来能源互联网建设和发展的高潮,当前首都地区能源互联网的建设除了存在第二章第三节中问题外,还应注意对于能源互联网社会效益尤其是减排效益的评估和测算,能源互联网经济效益的评价也是关系到能源互联网商业模式能否全面推开的关键,尤其应该针对目前北京机动车保有量较大,人口数量大等社会实际问题,有针对性地对北京市以及整个京津冀地区的能源互联网进行科学地社会效益评估,从而为科学有序地提高首都地区可再生能源利用比例,实现各类型能源网络的协调互动,推动首都地区能源结构调整以及能源绿色转型提供相应的决策参考。同时,必须理清智能电网与能源互联网之间的关系,目前北京市已有的智能小区或者智能电网试点往往还只是停留在电力系统中,未来应该注意与其他能源网络的整合和互联。

四、首都地区发展该领域的相关建议

(一)今后首都地区发展该领域的前瞻部署和重点研究方向

根据目前的技术发展进程以及政策市场环境,未来有以下几个方面应该是首都地区能源互联网建设的关注点:

(1)电动汽车

北京市的机动车数量、尾气排放以及引发的交通拥堵和环境问题,都在一定程度上推动着北京地区电动汽车的发展。北京市也推出了一系列优惠政策促进电动汽车的普及,包括电动汽车购车补贴以及免摇号等政策,北京汽车集团推出了多款家用电动汽车,并且逐步开始向车联网以及无人驾驶方向发展。未来北京市电动汽车的布局应该从整体入手,从单体汽车的研发、车联网的建设、充电桩的布局以及智能驾驶设备的研发,都要统筹进行。依托于电动汽车技术、车联网中信息通信技术、大数据分析技术等平台,积极推动北京市电动汽车商业模式的发展,衍生出更多的商业附加价值。

(2)智能用能

北京市国家五个需求侧响应试点城市之一,北京市巨大的能源消费量以及相对复杂的负荷组成形式,使得北京的试点工作对于需求侧响应以及需求侧管理在全国范围的推广具有十分重要的意义。在能源互联网背景下,需求侧响应的概念以及内涵将得到延伸,逐步向综合能源服务方向发展,包括用户侧的能效服务,分布式光伏以及储能的运维服务,个性化的用户用能模式等。依托于大数据平台,为用户提供智能化、定制化的能源使用方案,从而为提高用户用能的合理性和能源使用效率,实现能源互联网中供需双侧协调互动。

(3)热网、天然气网以及电网的互联互通

依托于现有的智能电网试点工程,未来北京市能源互联网的建设应该注重热网、天然气网以及电网的互联互通,一方面是北京市已经存在智能电网以及智能小区的建设基础;另一方面,北京市存在这样的实际需求,通过热网、天然气网以及电网的互联互通,能够使用户在终端用能方面有较多的选择,根据市场价格信号和系统运行情况,合理安排自身的用能用电行为,从而最大程度地用户用能的经济性和用能效率。

(4)多能源转换以及存储技术

能源互联网是多类型能源网络的互联互通,不同类型能源的灵活转换和存储技术是能源互联网的应有之意。实现多能源灵活转换与存储,能够为能源系统接纳更高比例的可再生能源提供缓冲,更好地保证不同类型能量单元的柔性接入。同时依托于能源集线器等技术设备支撑,用户侧的各类型能源转换和存储也能够为用户用能提供了更多的选择,实现“用能可替代化,从而进一步提高用户的用能体验,提高能源交易市场的运营效率。未来应该针对首都地区的能源生产与消费结构以及经济发展的实际情况,发展多能源转换以及存储技术,优化首都地区能源生产与消费结构,提高首都地区的可再生能源利用比例以及能源利用效率。

(5)适应首都地区经济发展的能源互联网商业模式

能源互联网商业模式的设计对于能源互联网的发展至关重要,是能源互联网中能量流、信息流价值实现的保证。未来应该针对首都地区用户用能行为分析、不同产业实际发展情况、能源互联网相关技术设备研发情况以及宏观的政策、市场环境等方面的实际情况,设计基于能源互联网这一技术平台的相关商业模式,从而丰富能源互联网的投资参与主体,充分发挥能源互联网开放体系架构的优势,实现能源交易和能源消费的个性化和定制化。

(二)相关政策建议

首都地区能源互联网相关研究工作以及建设发展应该注意以下几个方面:

(1)进行能源互联网的统筹规划与顶层设计,明确北京地区能源互联网研究思路以及整体结构框架

应该明确能源互联网中多能量流、能源信息流以及价值流的高度耦合,以电力网络为中心和纽带,能够实现横向多源互补,纵向源网荷储协调的基本特征。针对北京地区实际能源分布特点、能源消费机构以及社会经济条件,建立适合北京地区的能源互联网络体系,引导相关科研工作的展开。

(2)加强能源互联网的基础科学问题的提炼和研究,集中研究能源互联网中关键技术问题,提高支撑能源互联网发展的相关技术创新能力

应尽快开展物联网能源系统、多能网络控制和调度技术、分布式电源协同控制技术、多能源网络协同规划技术、能源交易基础支撑平台、能源集线器、先进的储能及电动汽车技术以及能源大数据和云平台技术等关键技术的研究工作,整合目前北京地区能源互联网的技术研发力量,给能源互联网建设提供更为有力的技术支撑和储备。

(3)  完善相关政策措施与市场机制

能源互联网具有高度的开放特性,很大程度上也取决于政策与市场的开放程度。随着分布式电源、可再生能源的发展和电力市场化程度的加快,如何引导售电公司提用户用电效率的提高,加强需求侧管理以及完善分布式电源、可再生能源的并网运营服务都是目前亟需研究和解决的问题。

(4)  综合论证项目实施的必要性和可行性

能源互联网不可能一蹴而就,应循序渐进,进行相应的示范园区建设与试点实验验证。通过相应的试点工程对能源互联网技术以及政策的可行性进行综合、科学的探讨论证。

参考文献

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