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      智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的模式及其發(fā)展前景

      2020-07-28 17:09:37魏姣姣
      中國電氣工程學報 2020年2期
      關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng)發(fā)展前景融合

      魏姣姣

      摘要:隨著互聯(lián)網(wǎng)和新能源技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在越來越多的人都在探究智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)有效的融合新模式,以推動新一代綠色高效能源體系的建立。本文那就是在此前提下,闡述了智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)在不同的融合模式下可能存在的形態(tài)特征,闡述了其約束條件和相關(guān)的應(yīng)用場景。同時還指出二網(wǎng)融合在不同時間以及地區(qū)所產(chǎn)生的不同的主要代表形態(tài),指出了二者的時空差異性。希望本文的這些論述可以為我國智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合模式的探究提供一些有意義的幫助。

      關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);能源網(wǎng);融合;發(fā)展前景

      引 言:隨著當今地球上化石能源的枯竭以及嚴峻的環(huán)境形勢,大多數(shù)國家的現(xiàn)有的能源體系和它們倡導(dǎo)的節(jié)能減排政策還是沖突不斷的。但是隨著我國新能源的開發(fā)、其改革的契機也是已經(jīng)顯現(xiàn)出來了,智能電網(wǎng)和能源網(wǎng) (除電網(wǎng)外的天然氣、氫能等能源網(wǎng)等的簡稱)的融合也是勢在必行。但是其融合的模式現(xiàn)在我們還沒有研究完善,其物理以及信息的融合也是出于摸索以及探究階段,所以本文就是在此前提下,為了進一步提升我國能源系統(tǒng)的適用性,促進其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化而對智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合模式進行了一定的綜述。

      一、智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合模式

      在傳統(tǒng)意義上,智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)是兩個并行的網(wǎng)絡(luò)交集并不多,但是隨著當今技術(shù)的發(fā)展二者的融合卻已經(jīng)是出于初步的摸索階段了,從狹義上說,通過兩種傳輸網(wǎng)絡(luò)的融合,我們可以進一步改變和完善當今社會的能源輸出模式,使??就是進行了一次偉大的能源革命。二者的融合涉及到三個網(wǎng)絡(luò),而它們又是三個社會核心行業(yè)的力量代表,也就是說二者的融合可以將電力、互聯(lián)網(wǎng)、其他能源等三個行業(yè)聯(lián)系到一起。融合的結(jié)果會關(guān)系到我們當今的社會的主流發(fā)展方向,而本文經(jīng)過總結(jié)之后發(fā)現(xiàn),二者的融合模式主要就三種,也就是“智能電網(wǎng)"“互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)”和“互聯(lián)能源網(wǎng)”[1]。

      (一)智能電網(wǎng)

      智能電網(wǎng)既然有著“智能”二字也就是說該網(wǎng)絡(luò)的互動、自愈、控制、安全、經(jīng)濟、效率等特性更高,同時兼容以及分布也會更廣泛。智能電網(wǎng)是一項多種高科技融合的高科技含量的新生代通信技術(shù),反映迅速,操作靈活方便,適用性也更高。就目前而言,在智能電網(wǎng)中,電力行業(yè)出于優(yōu)勢地位,其也是三者融合的主體。

      而從另一個物理融合的角度來看,能源利用多樣,特征也多樣;我們先從微觀的視角來看,智能電網(wǎng)是需要構(gòu)建微電網(wǎng)單元的,因為需要更好地將DG(分布式發(fā)電)接入,從而實現(xiàn)自治。而從宏觀的角度來看,以電網(wǎng)為主干進行網(wǎng)架,各區(qū)域的電網(wǎng)就會并網(wǎng),這樣優(yōu)勢互補明顯,當今社會的能源利用率也就會更高。在未來可再生能源將是社會能源的主導(dǎo),而它們還可以轉(zhuǎn)化成其它的能源再進行傳輸,傳統(tǒng)的能源將會成為過去。從信息融合的角度來看二者的融合,我們就會發(fā)現(xiàn)智能電網(wǎng)可以形成自己的專門的通信網(wǎng)絡(luò),像現(xiàn)在流行的云計算、大數(shù)據(jù)等都會融合而入。這也就使意味著該網(wǎng)絡(luò)有著強大的通信計算能力,對應(yīng)的系統(tǒng)安全以及高效性將會更高。

      (二)互聯(lián)能源網(wǎng)

      雖然在我們的各種融合模式中,智能電網(wǎng)以及能源網(wǎng)應(yīng)該是有著平等的地位,但是二者的融合畢竟都是有傾向性的,所以二者融合后就會出現(xiàn)互聯(lián)能源網(wǎng)。在該模式中,這二者是共存的,求同存異使二者趨向中心化,同時互聯(lián)能源網(wǎng)不必借助任何的多余的或者是附加的網(wǎng)絡(luò)來主導(dǎo),二者在這其中就是統(tǒng)一存在的。我們可以通過能源轉(zhuǎn)換器,來將我們可以應(yīng)用的各種能源在電網(wǎng)之外就進行物理意義上的連接和交互。這樣也就是說在未來DG(分布式發(fā)電)的滲透性會更高,甚至是我們可以通過將DG來將各種形式的能源進行有效的轉(zhuǎn)換,當然這也就變相的在削減智能電網(wǎng)的控制力?;ヂ?lián)能源網(wǎng)它也是通過自己的專用網(wǎng)絡(luò)來進行各種資源的調(diào)配以及轉(zhuǎn)化,但是它和智能電網(wǎng)略微不同的是它的專用網(wǎng)絡(luò)不能通用于能源網(wǎng)。當然它也是利用計算機平臺來協(xié)調(diào)供需平衡,保障其安全的,互聯(lián)能源網(wǎng)的突出特點就是資源的利用效率會得到進一步的提升。

      (三)互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)

      隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,已經(jīng)是滲透到很多的傳統(tǒng)行業(yè)中,包括其生產(chǎn)、經(jīng)營也不例外,這就需要互聯(lián)網(wǎng)+模式。傳統(tǒng)的能源行業(yè)到目前為止,也已經(jīng)被互聯(lián)網(wǎng)完全顛覆了,但是就是沒有形成新的模式新的體系,改革也正在進行中,在未來是有著眾多的可能的。

      在互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)模式中,互聯(lián)網(wǎng)是主體,通過互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)才可以形成最終的物理網(wǎng)絡(luò),而隨著能源企業(yè)的革新,我們就建立了更多的新的能源供應(yīng)源,其傳輸通道也是隨之配套建設(shè)。也就是在此模式下智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合方式不再單一,我們可以根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H的需要進行多元化的選擇。在互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)的模式下,能源的價格以及對應(yīng)的交易準則都會被共享,也就是能源的貿(mào)易更加的自由化[2]。

      二、融合模式的異同

      雖然智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)二者有著本文所述的至少三種的融合模式,但是這些模式都是有著共性的,即通過網(wǎng)絡(luò)使能源可以得到更加高效、便捷的利用。二者所有的融合模式都是萬變不離其宗的。本文所述的三種融合模式其基本的技術(shù)路線如下圖1所示。

      圖1 ?三種融合模式的技術(shù)路線

      三、融合模式的形成約束和應(yīng)用場景

      (一)關(guān)鍵技術(shù)約束

      智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合,首要的約束技術(shù)就是能源儲存技術(shù),只有解決了該技術(shù),我們才可以實現(xiàn)有效地平滑負荷,才能夠有效的解決能源的間歇性以及隨機波動性問題,從而提高其融合模式的穩(wěn)定性。第二,能源轉(zhuǎn)換技術(shù),我們想要將二網(wǎng)融合,那么能源轉(zhuǎn)換器就是必不可少的了,但是就目前的能源轉(zhuǎn)換而言,還是沒有達到我們的實際需求的[3]。第三,能源傳輸技術(shù),如何保證我們的傳輸效率就是該技術(shù)需要解決的核心問題。

      (二)不同融合模式的應(yīng)用場景

      因為不同的智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合模式適用的場景也是不同的,相關(guān)的技術(shù)水平低,我們在選擇融合模式的時候還要考慮到主觀以及地域環(huán)境的影響。就目前而言,電能傳輸效率最高,所以智能電網(wǎng)就適合地域遼闊、電網(wǎng)基礎(chǔ)好的地域來進行使用。而能源互聯(lián)網(wǎng)在能源資源豐富、地域狹小的地區(qū)優(yōu)勢明顯,所以適用于這一類型的區(qū)域。而互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)則適用于各大中型城市,因為這里的市場相對更活躍,能源價格的波動也是最大的,所以總的說來在各區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的過程中,要根據(jù)自身的實際需求來選擇合適的智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合模式,這樣才可以實現(xiàn)該地區(qū)能源行業(yè)切合實際的轉(zhuǎn)型升級需求[4]。

      總 結(jié):目前,社會上的能源利用方式變革明顯,同時可再生能源的發(fā)展也是如火如荼,而以上這些條件都是為智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合提供了有力的支撐。以上主要的三種融合模式,分別適用于不同的情況以及地區(qū),所以我們在進行低于能源轉(zhuǎn)型時,要充分考慮到地域時空的差異性,深入了解環(huán)境資源情況。這樣我們才可以選擇合適的智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合模式,從而提升生當?shù)氐哪茉蠢寐剩WC其發(fā)展。

      參考文獻:

      [1]李立浧,饒宏,許愛東,郭曉斌,白浩.我國能源技術(shù)革命體系戰(zhàn)略研究[J].中國工程科學,2018(03):1-8.

      [2]寧圃奇,韋統(tǒng)振,肖立業(yè),齊智平,嚴萍.智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合中的新材料與新裝備技術(shù)[J].中國工程科學,2018(03):125-131.

      [3]張揚,沈俊,孫東方.智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的模式及其發(fā)展前景[J].農(nóng)村電氣化,2017(09):8-9.

      [4]李立浧,張勇軍,徐敏.我國能源系統(tǒng)形態(tài)演變及分布式能源發(fā)展[J].分布式能源,2017(01):1-9.

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