综合能源互联网云平台的开发与应用

综合能源互联网云平台的开发与应用

龙荣涛朱继勇

（新疆信息产业有限责任公司新疆乌鲁木齐830026）

摘要：当前世界能源格局正在发生深刻调整，全球低碳减排压力增大，新能源技术和新一代信息通信技术的发展开始改变能源消费模式，电力体制改革和政策的变化改变了能源市场竞争格局。国家电网公司主动适应形势变化，提出由电能供应商向综合能源服务商转变，建设具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业。推进能源全领域与全环节的智慧化发展，加快发展综合能源服务，加快推进能源互联网建设已是大势所趋。能源互联网是以互联网技术为基础，以电为中心，把电力系统与天然气网络、供热网络、工业系统、交通系统、建筑系统等紧密结合起来，实现电、气、冷、热、可再生能源等多能互补和“源―网―荷―储”各环节高度协调优化，生产和消费双向互动，集中与分布相结合的能源服务网络。

关键词：综合能源服务；能源互联网；物联网

引言

互联网与传统能源系统的深度融合极大促进了能源互联网的发展。首先分析了能源互联网给传统能源行业带来的变革和变化。在此基础上，从以用户为中心的价值创造、以数据为核心的信息增值、以技术为驱动的业务革新、以改革为契机的效益挖掘4个方面对能源互联网现有的以及可能存在的商业模式进行了归纳分析。进一步地，提出了能量耦合、价格耦合、衍生交易“三位一体”的能源互联网交易体系。最后，对能源互联网商业模式与市场机制的发展给出了相应的政策与建议。

1能源互联网带来的变革与变化

1.1组织方式的变革

一方面，以往的电、热、气等各种形式能源系统在规划、运行等各方面几乎都是保持独立的，缺乏多种形式能源综合管理的“横向突破”，以产生各种形式能源的协同效益，实现各种形式能源在生产到消费的高效性、便捷性。另一方面，在能源的生产、传输、存储、消费等各个环节存在一定的程度的壁垒，缺乏能源生产到消费自由运营的“纵向突破”，以激发多样化的能源运营方式，实现能源生产、传输、存储、消费等自由组合运营。能源互联网带来的“横向突破”和“纵向突破”将打破现有各种形式能源“条条框框”，实现能源固有组织方式的突破。

1.2市场环境的营造

我国在电力、油气等各种能源体制方面的改革已经拉开序幕，将培育更多的市场主体，使原有的能源市场变得更加活跃，这也成为能源互联网构建的最大原动力。在充分竞争的能源市场中，各商业主体需要自觉地提高自身竞争力：能源生产商需要更高效更低成本的生产优质能源，能源传输商需要理性评估能源传输系统的规划方案实现资产的高效利用，能源零售商需要以用户为中心提供个性化的用能服务等。

1.3关键技术的突破

在能源生产方面，分布式光伏、风电等新能源技术将实现能源互联网的低碳化、清洁化；在能源转化方面，冷热电联产机组[5]、电转氢等将实现能源的自由高效转化以促进能源系统的可靠性和灵活性；在能源传输方面，无线充电技术、高压直流技术等将实现能源传输的便捷性；在能源储存方面，高效的电池、储热泵等将实现各种能源形式的低成本高效储存，打破能源特别是电力生产消费的实时平衡约束[6]；在能源接入方面，多段直流技术、固态变压器等将实现发电用电设备的自由接入和即插即用。

2能源互联网的形态与特征

能源互联网理念一经提出，国内外不同行业和领域纷纷开展了有益的探索研究.尽管各方认知的侧重点不同，但基本都认同互联网与能源系统深度融合，提高可再生能源的比重，实现多元能源的有效互补和高效利用的理念.

2.1物理基础：多能协同能源网络

能源协同以电力网络为主体骨架，协同气、热等网络，覆盖包含能源生产、传输、消费、存储、转换各环节的完整能源链.能源互联依赖于高度可靠、安全的主体网架（电网、管网、路网）；具备柔性、可扩展的能力；支持分布式能源（生产端、存储端、消费端）的即插即用.能源转换是多能协同的核心，其包括不同类型能源的转换（切换）以及不同承载方式的能源转换（变换）.不同类型的能源转换（切换）在能源生产端除了常规的利用发电机等各种技术手段将一次能源转换成电力二次能源外，还包括如电解水生成氢燃料、电热耦合互换等多种形式；在能源消费端，能源转换（切换）是指能源消费者可以根据效益最优的原则在多种可选能源中选择消费.不同承载方式的能源转换（变换）主要体现在能源传输环节，如在天然气网中，有液态和气态之间的转换.能源存储在多能协同的环境下必将愈发凸显其重要地位.能源存储也不再局限于电能的存储与释放，冰蓄冷、熔盐蓄热、氢气、压缩空气等均是能源存储的发展方向.如果氢燃料电池以电动汽车等途径进入千家万户，氢气或液氢的存储将可以提供持续的清洁可控电能，成为分布式太阳能和风能的重要补充.能源传输本身也具有多样性，如可持续传输的电网、管网等方式，非连续传输的航运、火车、汽车等，因此能源互联网必将呈现出形态各异的实现方式.多能协同能源网络将首先实现能源局域网，以微电网技术为基础，将冷、热、水、气等网络互联协调，实现能源的高效利用，以能源局域网为基本节点，以电网、管网为骨干网架，由点及面形成广域互联，即能源广域网.多能协同能源网络为整个能源链的能源互补、优化配置提供了物理基础，其整体效能的最大化离不开信息物理系统的融合.

2.2价值实现：创新模式能源运营

创新模式能源运营要充分运用互联网思维，以用户为中心，创造业务价值.在具有活力的市场环境下，包括能源生产、传输、消费、存储、转换的整个能源链相关方均能广泛参与，必然会有一大批具有创新模式的能源企业脱颖而出，比如能源增值服务公司、能源资产服务公司、能源交易公司、设备与解决方案的电子商务公司等，从而带动能源互联网整体产业发展.以能源消费环节为例，传统的产业价值模式是能源供应商给能源消费者提供能源、可靠性和通用服务，并从能源消费者获取收益.而在能源互联网环境下，除了能源、可靠性和通用服务外，能源供应商还可以为能源消费者提供节能服务、环境影响消减以及个性化服务，而能源消费者还可以在需要时反向为能源供应商提供能源、需求侧响应、本地化信息等，从而使得信息流和资金流从单向变为双向.另外，还可以有第三方为其提供各种服务平台，使得价值、信息和资金在这些平台上流转和交换，如能量交易平台、能量聚合服务平台等等.创新模式能源运营需要监管者能够致力于构建以传统电网为骨干，充分、广泛和有效地利用分布式可再生能，满足用户多样化能源电力需求的一种新型能源体系结构与市场；为运营者提供一个能够与能源终端用户充分互动、存在竞争的能源消费市场，使其提高能源产品的质量与服务，赢得市场竞争；不仅为能源终端用户提供传统电网所具备的供电功能，还为其提供一个可以进行各种能源共享的公共平台。

结语

能源互联网的技术革新是商业模式实现的重要基础，而相关的政策制度则是商业模式实现的重要保障。商业模式的成功与否需要交由市场检验；同样地，一个成熟的商业模式需要在市场环境中不断实践与历练。商业模式既需要市场中各商业主体的自发创造，也需要相关政策的引导。政府部门有责任支持有潜力的商业模式的发展，鼓励各商业主体对现有商业模式的改进与创新。

参考文献：

[1]董朝阳，赵俊华，文福拴，等．从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架[J]．电力系统自动化，2014，38（15）：1-11．

[2]陈飞翔，胥建群，王晨杨，等．能源互联网系统用户侧冷热负荷预测模型研究[J]．中国电机工程学报，2015，35（14）：3678-3684．