能源互联网技术形态与关键技术

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月第9期   作者:朱国福 王子木 张少博
[导读] 在现代经济发展阶段,工业生产占据着主体地位
        朱国福  王子木  张少博

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        摘要:在现代经济发展阶段,工业生产占据着主体地位,工业运作阶段会对自然环境形成不同程度的破坏,特别是近些年中,环境问题是极为显著的,世界各国陆续进行了新能源革命。通过探寻可再生能源,持续科学代替煤炭等资源,一方面能更好的实现环保,另一方面也能减少一次能源的使用量。将互联网合理用于能源领域中,打造出供需互动的能源互联网,完善可再生能源多轮驱动式的能源供应体系,使绿色城镇化与美丽乡村建设有更强大支撑。
        关键词:能源互联网;可再生能源;信息通信技术;架构
        
一、能源互联网技术概述
        可以把能源互联网理解为应用信息、计算机等高端技术,把大批量由分布式能量采集及储存装置、各类负载组成的新型电力、石油、天然气网络等能源节点互相关联在一起,以此为基础实现能量的双向流通、对等交换机共享的网络类型。以石油化工行业为实例进行分析,在整个石油生产活动中,从最初的开采环节,到石油资源最末期的应用,利用线路将所应用的设备连接成在一体,这样整个周期便构成了一个良好的综合体。
        能源互联网持有的技术特征主要有:(1) 泛在互联:能源互联网是以国家所有发电资源为基础建设的,能满足不同规模用户的主观需求,小至家居照明取暖,大到化工生产。也能在全国范围中建设能源基地的互联关系,包括大型的水电、风电及 小型楼宇的能源;(2) 对等开放:这是能源互联网实现广泛性的重要基础。能源互联网自身便是一个多层次、多维度平台,所有能源的接入均是“一视同仁”,可再生能源应得到一定优惠,进而更好的服务广大用户群体;(3) 低碳高效:为更好地满足用户的需求,能源互联网能实现同时接纳大规模清洁能源发电,拓展清洁能源的传输范畴,使城乡的电气化活动均能安稳、可靠推进;(4) 多源协同:用电高峰期,若仅依赖小型集散新型能源很难满足全部用户的需要,这样的情景下需有大型发电企业的参与,具体是在用电低峰期利用电生天然气技术储存多余的电量,也可以在电生氢技术的协助下,以清洁能源的形式存储电能,在特殊时期将其用于市区生活中。

        二、能源互联网关键技术组成
        2.1?大容量远距离输电
        能源互联网技术是现代我国处理电能的良好方式,其中大容量远距离输电对我国能源发展有非常大的推动作用。根据构建发展,明确能源应用特点,确定能源基地位置,构建可兼顾直流、交流的大范围电网。电网需要具备全覆盖、可兼容、灵活性高以及可靠性强等特征。
        2.2?新能源发电
        能源互联网技术中的新能源发电,应用可再生能源不会对周边环境造成污染,使用页岩气的方式利用新能源发电,整合、转换、控制发电等技术提升能源利用率。研究新能源发电过程中,需要根据技术表现,不断完善技术内容。同时,应该根据实际需要,灵活转变发电形式,通过变速恒频模式进行商业化能源开发,提升能源利用效率。在新能源发电发展期间,出现了微型燃气轮机模式下的分布式能源发电形式。
        2.3?先进电力电子技术
        先进电力电子技术出现后,通过不同容量的电子器件,根据电力电子器件对能源的消耗情况加强电能控制程度、组合装备,提升材料的应用表现。通过反向截止电压的控制,提升了材料的匹配能力。与普通器材相比,使用高电压电力电子技术的元器件可以降低能耗损耗,甚至可以使电能传输出现零损耗。
        2.4?先进储能技术
        先进储能技术可以在能源存储设备或电网调控中应用,根据不同储能模块合理应用发电系统实现输出功能的转换。同时,先进储能技术可以根据外在环境不断变化,利用储能装置及时转变能量存放方式,提升供电传输的稳定性。它还可以借助电子材料设备,在一定程度上提升供电系统电能传输的稳定性。
        2.5?需求响应技术
        需求响应技术通过工作需求改变响应方式,从而满足用电需求。

使用需求响应技术可以调整负荷,减少负荷压力,强化能源处理水平。与此同时,需要尽快根据行业要求完善市场管理机制,加强终端通信网主站间的联系,构建行之有效的管理体系,完善开放互联协议内容,加强能源转换能力。此外,需要选择执行信息,通过激励信号实现用户对负荷的自动控制。
        2.6?新型信息技术
        新型信息技术根据如云计算、智能感知以及大数据等现代技术,形成在开放式平台上整合智能感知、云计算、大数据技术提升数据收集、分析、存储、整合以及共享的能力。目前,新型信息技术处理数据采用预处理、采集、存储以及分析等工作强化数据处理效率,在可视化、检索等方面也有良好的工作表现。
        2.7?微能源网
        微能源网可以整合园区、学校以及城乡等区域的能源网络并与之连接,可以运行在微能源网作用下提升能源的利用率。使用单位能源进行发电,可以降低能源损耗,使能源传输更加便捷。为了进一步提升能源传输的可靠性,应该在能源路由器作用下提升能源网的连接方式,按照可再生能源的使用要求加强发电运行速度,整合发电和用电设备,推进区域能源网络建设速度。

        三、能源互联网形态和关联技术存有问题及对策
        3.1完善能源互联网技术形态
        在建立互联网技术形态中,需要摆平没有弹性的条件形制轨制,可以经过对能源互联网技术形态的合理使用,来保证数据在处置中能够及时更新,从而不会因为数据过多而导致技术失去先进性。
        3.2提高关键技术
        在能源互联网成长中,必须按照时期生长趋势和网络成长状况,制作出关键技术。也要按照自主创新来构成属于自身的技术中心,增加能源分布,将此当做关键技术。由此以来健全关键技术有利于增进企业竞争力,促成网络技术的成长和应用。另外,这一技术还可以促成本国科技领域的创新。
        3.3培养专业技术人才
        公司为满足此行业技术的基本需求,有必要通过两个方面给技术人员定期进行培训,一方面提升其综合素质和专业技能。另一方面要培养他们对工作的责任心。唯有具备专业性和技术性积极努力给网络技术作贡献,才能够促成技术的提升,从而让能源互联网技术形状和关键技术渐渐完善。
        
        四、结语
        随着科学技术的发展,人类社会能源资源获取方式及利用形式更加多样性,更加注重节能环保和绿色发展。能源生产和供应部门打造互联网、信息技术以及新型能源的开发与传统的能源利用形式相互贯通融合,加快现代能源服务领域的发展,大大提升能源利用效率,将互联网合理用于能源领域中,打造出供需互动的能源互联网,完善可再生能源多轮驱动式的能源供应体系,使绿色城镇化与美丽乡村建设有更强大支撑。这是落实习近平总书记“绿水青山就是金山银山”理念,坚持生态优先、绿色发展,为实现我国经济高速发展和高质量转型发展做出的新贡献。在诸多高新科技的协助下,能源互联网在传统电力网的基础上建设与发展,形成了多元主体协同参与的能源互联共享网络模式,消融各种可再生清洁能源,有效的激活了新型商业模式。能源互联网实施阶段牵扯到不同能源的生产、转换、交易及服务等诸多过程。相关部门应继续完善和其相配套的法律规定,进而使其能规范化、健康发展,创造出更大效益。

        参考文献:
        [1]周炳华,王洋,李峰,等.城市能源互联网视角下的主动配电网规划设计与策略研究[J].华电技术,2021,43(01):59-65.
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        [3]尹积军,夏清.能源互联网形态下多元融合高弹性电网的概念设计与探索[J].中国电机工程学报,2021,41(02):486-497.
        [4]刘成骏,吴英俊.含海量资源的高弹性配电网形态演化与关键技术研究[J].浙江电力,2020,39(12):20-27.
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