關鍵詞：能源互聯(lián)網；智能電網；功能結構

 

引言

 

隨著世界電網發(fā)展已經進入堅強智能電網發(fā)展階段，以特高壓電網為骨干的電力輸送通道使電壓等級得以大幅提升，電網自動化程度不斷增強，清潔能源的發(fā)展方向日趨明確。全球電網的聯(lián)網規(guī)模逐步擴大，使建立全球能源互聯(lián)網以統(tǒng)籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用，保障世界能源安全、清潔、高效、可持續(xù)供應，凸顯出了非凡的重要意義。

 

1 構建能源互聯(lián)網的重要意義

 

隨著科學技術和生產實踐的不斷發(fā)展，現(xiàn)代能源體系規(guī)模龐大、結構復雜、目標多樣、因素眾繁，具有關聯(lián)性、冗余性、多重性、有序性、開放性、隨機性、博弈性、$動態(tài)性等諸多特點。由于全球各地的能源稟賦差異、可獲得性差異、需求強度差異、價值增值差異等，使能源的生產與利用在全球范圍內進行資源配置的合理優(yōu)化變得極其必要，而全球能源互聯(lián)網的建立能夠使全球能源資源的配置優(yōu)化成為可能。

 

1.1系統(tǒng)優(yōu)化

 

現(xiàn)代能源系統(tǒng)，不僅其自身是一個龐大復雜的動態(tài)系統(tǒng)，而且與社會經濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)緊密相連，息息相關，是一個由相互作用、相互依賴、相互區(qū)別并具有特定功能和共同目的的無數(shù)子系統(tǒng)組合而成的有機集合體。所以，現(xiàn)代能源系統(tǒng)不僅僅是一個物理的或經濟的現(xiàn)實，而是一個特殊的領域。能源互聯(lián)網，可以把千百年來形成的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的商業(yè)邏輯，轉換成為整合需求以優(yōu)化生產而達到資源優(yōu)化配置的一個新的能量體系。通過全球能源互聯(lián)網，可以使全球能源系統(tǒng)的整體功能達到最大，使各子系統(tǒng)的功能之和達到最優(yōu)。

 

1.2互補優(yōu)化

 

由于各國的能源資源稟賦、能源生產條件、能源利用結構等具有差異性、多樣性、互補性，通過全球能源互聯(lián)網，可以使各國或各地能源資源各展其優(yōu)、各揮所長、相互補充、揚長避短，可以通過能源資源的互補優(yōu)化，充分發(fā)揮個體優(yōu)勢，優(yōu)化提升配置功能，進而形成全系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)互補增值。

 

1.3供需優(yōu)化

 

全球能源資源的非均衡稟賦以及能源資源的富集地區(qū)與能源利用負荷中心區(qū)域不一致的普遍性，使得全球能源資源的供需矛盾非常突出。尤其在環(huán)境保護問題日益受到重視且必須受到重視的今天，清潔能源的需求與清潔能源的分布不均使之產生的緊缺性、非對稱性供需矛盾同樣突出。這些問題不有效解決，要想真正改變由能源生產、輸送、利用等領域產生的環(huán)境污染、氣候變化等問題，是難以做到的。只有建立了猶如全球能源互聯(lián)網這樣的能源資源互濟系統(tǒng)，才有可能使全球能源的供需配置得以優(yōu)化，使能源供需矛盾以及由此引起的環(huán)境破壞等問題獲得緩解和解決。

 

2 能源互聯(lián)網的內涵

 

能源互聯(lián)網是一種在現(xiàn)有電網基礎上，通過先進的電力電子技術和信息技術，融合了大量分布式可再生能源發(fā)電裝置和分布式儲能裝置，能夠實現(xiàn)能量和信息雙向流動的電力對等互聯(lián)共享網絡。從政府管理者視角來看，能源互聯(lián)網是兼容傳統(tǒng)電網的，可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的，滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結構。從運營者視角來看，能源互聯(lián)網是能夠與消費者互動的，存在競爭的一個能源消費市場，只有提高能源服務質量，才能贏得市場競爭。從消費者視角來看，能源互聯(lián)網不僅具備傳統(tǒng)電網所具備的供電功能，還為各類消費者提供了一個公共的能源交換與共享平臺。能源互聯(lián)網與近些年建設的智能電網并不矛盾，可以這樣認為，能源互聯(lián)網是智能電網的一種實現(xiàn)形式，也可以稱為Internet式的智能電網。能源互聯(lián)網具備如下五大特征：可再生、分布式、聯(lián)起來、開放性、融進去。

 

3 能源互聯(lián)網的功能結構

 

能源互聯(lián)網是由多層次的微電網（能源互聯(lián)網子系統(tǒng)）互聯(lián)而成的實現(xiàn)能量和信息雙向流動的共享網絡。相對于大電網而言，微電網是一個完整的單元，從大電網的角度看，如同電網中的發(fā)電機或負荷，是一個模塊化的整體單元。另一方面，從用戶側看，能源互聯(lián)網是一個自治運行的電力系統(tǒng)，它可以滿足不同用戶對電能質量和可靠性的要求。一個家庭或用戶單元的能源互聯(lián)網系統(tǒng)組成部分主要包括智能能量管理設備（IEM）、分布式可再生能源、儲能裝置、變流裝置和負載等組成。智能能量管理設備（IEM）是能源互聯(lián)網系統(tǒng)中的核心設備，主要功能包括分布式能源控制、可控負荷管理、分布式儲能控制、繼電保護等。在運行控制過程中，智能能量管理設備可以基于本地信息對電網中的事件做出快速獨立的響應，當網內電壓跌落、故障、停電時，能源互聯(lián)網系統(tǒng)可以自動實現(xiàn)孤島運行與并網運行之間的平滑切換，當運行于孤島狀態(tài)時，不再接受傳統(tǒng)方式的統(tǒng)一調度?？梢钥闯?，能源互聯(lián)網不是簡單地在傳統(tǒng)電網的基礎上，通過信息通訊技術實現(xiàn)電網的智能化，而是真正意義上實現(xiàn)能量的雙向流動和共享，是一種電網結構變革。

 

4 構建全球能源互聯(lián)網重點工作

 

4.1開發(fā)“一極一道”等大型能源基地

 

北極地區(qū)風能資源豐富，平均風能密度超過400瓦/平方米，風電技術可開發(fā)量超過80萬億千瓦時/年。赤道帶是世界太陽能資源最富集的地區(qū)，綜合考慮太陽能輻射量及地形地貌等因素，估算北非、中東地區(qū)、澳大利亞、南美中北部地區(qū)的年技術可開發(fā)量分別達到27萬億、9萬億、15萬億和5萬億千瓦時、全球水能資源年技術可開發(fā)量為16萬億千瓦時、我國清潔能源資源豐富，水電可開發(fā)資源6億千瓦，風能、太陽能可開發(fā)資源分別為25億、27億千瓦、隨著可再生能源發(fā)電技術和儲能技術的突破，以“一極一道”大型能源基地為重點，優(yōu)化開發(fā)各大洲風電、太陽能發(fā)電以及主要流域水電、近海地區(qū)海洋能和各地分布式電源，清潔能源完全能滿足未來全球能源需求。