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寻找能源互联最美旋律

时间:2015/7/30 14:58:00   来源:中国电力网   添加人:admin

  随着工业进程、可再生能源技术、网络技术以及自动化控制技术的快速发展,一种以“电力系统”为核心,集中式与分布式的可再生能源为主要能源单元的能源大格局即将形成。它涵盖煤炭、石油、天然气以及公路和铁路运输等多类型多形态网络系统的新型能源利用体系,即“能源互联网”的基本构想和雏形,在国家能源局近日已正式确定《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题中被提出。

  在“能源互联”的大背景下,传统的以生产顺应需求的能源供给模式将极大可能被颠覆,处于能源互联网中的各个参与主体既是“生产者”,又是“消费者”,能源互联共享将成为新型能源利用体系中的核心价值观。

  李克强总理曾在政府工作报告中提出“能源生产与消费革命,关乎发展与民生,要大力发展风电、光伏发电、生物质能”以及“互联网+”的概念,预示着我国能源行业发展将要进入一个全新的历史阶段。

  当前,我国处于能源结构调整及产业转型的时期,且面临着严峻的环境与能源问题,因此,有序推进能源互联网,大规模利用可再生能源,实现能源互联共享,势在必行。

  在当前的大形势下,应当承担起能源互联共享的推进者。能源互联是一次能源革命,能源共享将极大可能改变我国经济格局与能源生产消费模式。电力作为特殊属性的二次能源,是一次能源和其它二次能源有机融合的不二载体,是实现能源互联的重要途径。

  大框架有了,那究竟有哪些方面将是“能源互联、互通、共享”,谁将唱响最美旋律呢?

  随着可再生能源、分布式电源以及电动汽车的大规模接入,使得电力系统呈现出较强的双侧随机性。能源互联网所构建的高效信息交互系统,保证了能源互联网端对端(C2C)的能源电力信息流共享以及对整个系统的效率优化和安全调度。需求侧资源是未来电力系统以及能源互联网中重要的可调控资源,其调控潜力大、成本低的特点,使得需求侧可控资源能够作为平抑可再生能源间歇性和分布式电源故障情况下维持系统功率平衡的一种有效手段。基于高度信息化的基础设施,以及大数据分析技术,售电企业能够针对不同电力消费群体的用能习惯进行分析,来制定针对不同消费群体的个性化用电服务模式,同时用户也将有更多的用电模式选择。

  一、能源互联网+绿色建筑

  说到“绿色建筑”,大家肯定会说到“光伏建筑一体化”(Building Integrated Photovoltaic)。BIPV技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:Building Attached PV)的形式。现代化社会中,人们对舒适的建筑环境的追求越来越高,导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。在发达国家,建筑用能已占全国总能耗的30%—40%,对经济发展形成了一定的制约作用。因此,建筑节能降耗也是必需去做去践行的,同时也是能源互联一个切入点,作为绿色能源-电力的输入端:发电侧。

  目前,关于光伏建筑一体化的政策有:

  1、关于印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知(财建〔2009〕129号,财政部、住房城乡建设部2009年3月23日颁布);

  2、关于支持加快太阳能光电建筑(BIPV)应用的政策解读(财建﹝2009﹞128号,财政部2009年3月23日发布)。

  BIPV建筑所发电量可自发自用,减少了电力输送过程的费用和能耗,降低了输电和分电的投资和维修成本。BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外,在一定条件下还可能向电网供电,舒缓了高峰电力需求,具有极大的社会效益;还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染,这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。

  BIPV仅为绿色建筑中能源利用的一种模式,未来期待更多方式融合在绿色建筑中。能源互联网中,绿色建筑也势必可以从中分到一杯羹,斩露头角。

  二、能源互联网+智能电网

  智能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

  随着坚强智能电网的建设的,特高压输电正在提上日程。数字变电站是当前电网智能化建设的热点,到2015年,国家电网将新建5,100个智能数字变电站,并改进约1,000个智能数字变电站。智能配电网是电力系统在十二五期间的建设和投资重点,也将是接下来“十三五”的重点,企业用户推行微网和智能用户端的技术对节能减排和支持电网削峰填谷的效能将十分明显。

  智能电网的建设将利好以下几个方面:

  (1)发电侧:可再生能源资源优化配置、可再生清洁能源发展

  我国智能电网建成后,在大水电、大煤电、大核电的基础上,将实现大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送,区域间电力交换能力明显提升。

  智能电网将具备各种可再生能源发电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制,结合大容量储能技术的推广应用,对可再生能源能源并网的运行控制能力将显著提升,使可再生能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方式。

  (2)输电侧:实现高度智能化的电网调度、需求侧管理

  全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统,实现电网在线智能分析、预警和决策,以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。可实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。通过智能电网调度和需求侧管理,电网资产利用小时数大幅提升,电网资产利用效率显著提高。

  智能电网的建成,可实现电网管理信息化和精益化,将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系,实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能,全面实现电网管理的信息化和精益化。

  (3)配电侧:满足电动汽车等新型电力用户的服务要求

  智能电网的建成,将形成完善的电动汽车充放电配套基础设施网,能够保证分布式可再生电源和电动汽车的大规模接入,满足电动汽车行业的发展需要,适应用户需求,实现电动汽车与电网的高效互动。

  电动汽车作为配电侧应用的一种,此时其它新型电力用户及应用是个很好的切入点。

  (4)售电侧:实现电力用户与电网之间的便捷互动,提供增值服务

  将形成智能用电互动平台,完善需求侧管理,为用户提供优质的电力服务。同时,电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策以及电动汽车充放电机制,有效平衡电网负荷,降低负荷峰谷差,减少电网及电源建设成本。

  在提供电力的同时,发挥电网基础设施的增值服务潜力,服务国家“三网融合”战略,为用户提供社区广告、网络电视、语音等集成服务,为供水、热力、燃气等行业的信息化、互动化提供平台支持,拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力,有力推动智能城市的发展。

  智能电网的建设,无疑可滋生多个电力市场,也正符合了“新电改”的既定目标与方向和现如今能源与经济可持续发展的大方针,势必也是一片蓝海。

  三、能源互联网+智慧城市

  智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。

  随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。目前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区“城市病”问题日益严峻。为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。

  智慧城市的形成有二大驱动力:一是以物联网、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术,二是知识社会环境下逐步孕育的开放的城市创新生态。二者缺一不可。

  智慧城市的应用体系非常广,诸如:智慧物流体系、智慧制造体系、智慧贸易体系、智慧能源应用体系、智慧公共服务、智慧社会管理体系、智慧交通体系、智慧健康保障体系、智慧安居服务体系、智慧文化服务体系等,在此,我只分析能源互联与智慧能源应用。

  如果说:绿色建筑、可再生能源是能源源,智能电网是枢纽,电改是驱动,那么智慧城市就应该是集合点。所有的一切最终将落在未来城镇的智慧城市上进行能源利用(使用、应用及消耗),应运而生的智慧能源应用,加之能源互联网的存在,将极大提高能源利用率来满足我们极具增长的能源需求与日益增长的经济协同、可持续发展。

  四、能源互联网+物联网

  物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internetofthings(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

  五、能源互联网+碳交易

  碳交易是为促进全球温室气体减排,减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制。

  联合国政府间气候变化专门委员会通过艰难谈判,于1992年5月9日通过《联合国气候变化框架公约》。1997年12月于日本京都通过了《公约》的第一个附加协议,即《京都议定书》(简称《议定书》)。《议定书》把市场机制作为解决二氧化碳为代表的温室气体减排问题的新路径,即把二氧化碳排放权作为一种商品,从而形成了二氧化碳排放权的交易,简称碳交易。

  2011年10月国家发展改革委印发《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》,批准北京、上海、天津、重庆、湖北、广东和深圳等七省市开展碳交易试点工作,坚决控制能源消费总量,加快建立能源消费和碳排放总量及强度“双控”制度。目前,全国统一碳市场进程开始加速,有望2016年试运行。

  全国碳交易市场的实施,将极大地推进能源生产和消费革命。现在的碳市场主要交易的标的物为:碳排放量,碳排放的衍生体可以无限放大,可以延伸至林业、交通、运输、航运、航空,甚至到生活的每个角落。碳市场的全面铺开,对所有参与者来说,又何尝不是下一个一年计划的新投资热点呢?

  碳时代来了,我们是不是都准备好了呢?

  总结

  在这里畅想“能源互联网+”,仅是个人对未来能源利用的猜想,对于此,“能源互联网+“是发散的,你也可以大胆的头脑风暴,寻找“能源互联、互通、共享”的最美旋律。

  “能源互联网+”的提出,是全球布局战略,是对能源高效利用、环境综合治理与经济协调发展全局思考。如果说“能源互联网+”是中枢神经,上述所描述以及其它新型能源就是毛细血或造血干细胞,在“能源互联网+”的总指挥与总框架下,最终实现“能源互联、互通、共享”的宏伟目标。

  绿色建筑会因为有了“互联网”的思维,通过精细化管理、技术改造等节能降耗手段,让建筑更智慧、更节能。也会因为有了“能源互联网+智能电网+碳交易”的联接,从中获得额外收益。

  智能电网是“电改”强有力的支撑,更是与“能源互联网”实现“能源互联、互通、共享”的桥梁。智能电网的建设,可加强“电改”中二头放开的市场的交流与合作,同时,发电侧可通过“能源互联网”传输绿色电力,也可通过“碳交易”从生产绿色电力获得减排量并实施交易;售电侧可借助“能源互联网”的思维,运用大数据精耕细作用户需求,结合创新电力商业模式,获得额外收益。对于发电侧,发电企业,尤其基于可再生能源(太阳能、风能、海洋能、生物质能等)发电的企业,借“电改”东风进入“能源互联网+”的大队伍中,为智能电网注入绿色电力。电力也会因为“能源互联网”,可实现国与国之间的“能源互联、互通”;绿色电力也会因为各国“碳交易”逐步建立与完善,实现全球碳交易,共同为减缓全球变暖、气候恶化作出应有的贡献。

  智慧城市是物质生活不断提升的要求与需求,也是能源资源优化配置的参与体,也是城市解决环境与经济发展问题的途径之一。能源的输出侧主要是城市,能源的使用者主要是城市,那么城市的智慧化,可加速能源的传输与高效利用。城市的智慧化意味着,未来能源的应用与使用不再是纯粹的供给关系,更是一种需求关系。抓住市场需求,分析市场需求,合理运用市场需求,将是未来市场立于不败之地的不二法定。

  物联网是继互联网+后的新生事物,是更纯粹的物理性联结,但又离不开互联网。物联网的面也可无限拓展,人的起居的互联便有了智能家居;车的交联便有了车联网;城市的联网便有了上述所说的智慧城市;电的联结便有了欧洲的电力交易……

  碳交易是能源严峻形势与环境问题突显的新战略布局,也是推进非可再生能源的高效利用、促进可再生能源的应用及经济可持续发展的重大举措。能源的使用与消耗,最终会对环境带来污染问题,而碳交易的出现是一种很好的市场机制与缓解环境问题的方式。当今,温室气体,是全球变暖的原凶,已被国际认可并达成共识,在国际上已经形成国与国的双边碳交易市场以及国内的单边碳交易市场,强制或自愿进行节能减排,企业可通过精细化管理与技术改造等有效手段进行节能减排,并从减排量中获得经济效益,也间接地促进企业从粗放式生产逐渐转型为精细化生产、专业化生产,实现能源结构转化与生产模式转型。CDM市场不断的完善,CDM类型纳入愈渐愈多,环保意识愈发愈强,节能减排效果就愈明显,环境自然会起来越好。

  未来很美好,实现“能源互联、互通、共享”并非不可能,但需践行。