關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；功能結(jié)構(gòu)

 

引言

 

隨著世界電網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展階段，以特高壓電網(wǎng)為骨干的電力輸送通道使電壓等級得以大幅提升，電網(wǎng)自動(dòng)化程度不斷增強(qiáng)，清潔能源的發(fā)展方向日趨明確。全球電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，使建立全球能源互聯(lián)網(wǎng)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(yīng)，凸顯出了非凡的重要意義。

 

1 構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的重要意義

 

隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐的不斷發(fā)展，現(xiàn)代能源體系規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、目標(biāo)多樣、因素眾繁，具有關(guān)聯(lián)性、冗余性、多重性、有序性、開放性、隨機(jī)性、博弈性、$動(dòng)態(tài)性等諸多特點(diǎn)。由于全球各地的能源稟賦差異、可獲得性差異、需求強(qiáng)度差異、價(jià)值增值差異等，使能源的生產(chǎn)與利用在全球范圍內(nèi)進(jìn)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(wǎng)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(gè)龐大復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，而且與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)緊密相連，息息相關(guān)，是一個(gè)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(jī)集合體。所以，現(xiàn)代能源系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)物理的或經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)，而是一個(gè)特殊的領(lǐng)域。能源互聯(lián)網(wǎng)，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(zhuǎn)換成為整合需求以優(yōu)化生產(chǎn)而達(dá)到資源優(yōu)化配置的一個(gè)新的能量體系。通過全球能源互聯(lián)網(wǎng)，可以使全球能源系統(tǒng)的整體功能達(dá)到最大，使各子系統(tǒng)的功能之和達(dá)到最優(yōu)。

 

1.2互補(bǔ)優(yōu)化

 

由于各國的能源資源稟賦、能源生產(chǎn)條件、能源利用結(jié)構(gòu)等具有差異性、多樣性、互補(bǔ)性，通過全球能源互聯(lián)網(wǎng)，可以使各國或各地能源資源各展其優(yōu)、各揮所長、相互補(bǔ)充、揚(yáng)長避短，可以通過能源資源的互補(bǔ)優(yōu)化，充分發(fā)揮個(gè)體優(yōu)勢，優(yōu)化提升配置功能，進(jìn)而形成全系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)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(fù)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(hù)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(chǎn)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(chǎn)、輸送、利用等領(lǐng)域產(chǎn)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(wǎng)這樣的能源資源互濟(jì)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(wǎng)的內(nèi)涵

 

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種在現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，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?qū)崿F(xiàn)能量和信息雙向流動(dòng)的電力對等互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)。從政府管理者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是兼容傳統(tǒng)電網(wǎng)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(jié)構(gòu)。從運(yùn)營者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是能夠與消費(fèi)者互動(dòng)的，存在競爭的一個(gè)能源消費(fèi)市場，只有提高能源服務(wù)質(zhì)量，才能贏得市場競爭。從消費(fèi)者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅具備傳統(tǒng)電網(wǎng)所具備的供電功能，還為各類消費(fèi)者提供了一個(gè)公共的能源交換與共享平臺。能源互聯(lián)網(wǎng)與近些年建設(shè)的智能電網(wǎng)并不矛盾，可以這樣認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的一種實(shí)現(xiàn)形式，也可以稱為Internet式的智能電網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)具備如下五大特征：可再生、分布式、聯(lián)起來、開放性、融進(jìn)去。

 

3 能源互聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

 

能源互聯(lián)網(wǎng)是由多層次的微電網(wǎng)（能源互聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)）互聯(lián)而成的實(shí)現(xiàn)能量和信息雙向流動(dòng)的共享網(wǎng)絡(luò)。相對于大電網(wǎng)而言，微電網(wǎng)是一個(gè)完整的單元，從大電網(wǎng)的角度看，如同電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷，是一個(gè)模塊化的整體單元。另一方面，從用戶側(cè)看，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)自治運(yùn)行的電力系統(tǒng)，它可以滿足不同用戶對電能質(zhì)量和可靠性的要求。一個(gè)家庭或用戶單元的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成部分主要包括智能能量管理設(shè)備（IEM）、分布式可再生能源、儲能裝置、變流裝置和負(fù)載等組成。智能能量管理設(shè)備（IEM）是能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的核心設(shè)備，主要功能包括分布式能源控制、可控負(fù)荷管理、分布式儲能控制、繼電保護(hù)等。在運(yùn)行控制過程中，智能能量管理設(shè)備可以基于本地信息對電網(wǎng)中的事件做出快速獨(dú)立的響應(yīng)，當(dāng)網(wǎng)內(nèi)電壓跌落、故障、停電時(shí)，能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行之間的平滑切換，當(dāng)運(yùn)行于孤島狀態(tài)時(shí)，不再接受傳統(tǒng)方式的統(tǒng)一調(diào)度?？梢钥闯?，能源互聯(lián)網(wǎng)不是簡單地在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過信息通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，而是真正意義上實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)和共享，是一種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變革。

 

4 構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)工作

 

4.1開發(fā)“一極一道”等大型能源基地

 

北極地區(qū)風(fēng)能資源豐富，平均風(fēng)能密度超過400瓦/平方米，風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量超過80萬億千瓦時(shí)/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(shù)可開發(fā)量分別達(dá)到27萬億、9萬億、15萬億和5萬億千瓦時(shí)、全球水能資源年技術(shù)可開發(fā)量為16萬億千瓦時(shí)、我國清潔能源資源豐富，水電可開發(fā)資源6億千瓦，風(fēng)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(shù)和儲能技術(shù)的突破，以“一極一道”大型能源基地為重點(diǎn)，優(yōu)化開發(fā)各大洲風(fēng)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。