發布時間：2020-06-19所屬分類：計算機職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 本文結合發電業務以及分布式能源豐富的設計運營經驗，提出一種適合分布式能源發展的能源互聯網架構。 1、能源互聯網概念 能源互聯網區域智能供能就是將產能、供能、用能、蓄能和節能相互協調統一，把分散的用能和分布式的產能互相連通、實現共享。是將傳統電
本文結合發電業務以及分布式能源豐富的設計運營經驗，提出一種適合分布式能源發展的能源互聯網架構。
1、能源互聯網概念
能源互聯網區域智能供能就是將產能、供能、用能、蓄能和節能相互協調統一，把分散的用能和分布式的產能互相連通、實現共享。是將傳統電力網、現代信息網和智能熱力網(供冷供熱)三網融合，構建一種能源微網，即融合了電力微網、熱力微網和信息網的能源互聯網。區域智能供能技術按照技術組成可以分為供能側技術、用戶側技術、儲能技術、能源管理技術和數據通信技術，這些技術互相有機結合實現了區域多能互補，保障了區域供能和用能的穩定。
能源互聯網是多能源網絡的耦合，這表現在能源網絡架構之間的相互耦合，同時也包括網絡能量流動之間的互補協調、安全控制。在能源供應與輸配環節，未來能源互聯網通過柔性接入端口、能源路由器、多向能源自動配置技術、能量攜帶信息技術等，能夠顯著提高電網的自適應能力，實現多能源網絡接入端口的柔性化、智能化，降低網絡中多能源交叉流動出現沖突、阻塞的可能性。在系統出現故障時，能夠加速網絡的快速重構，重新調整能源潮流分布和走向。在能源互聯網中，互聯網信息技術負責能源信息的識別、采集、分析、傳送、管理等方面，是實現多種能源合理調配的關鍵。能源互聯網是信息與能源系統融合的多種能源互聯網絡，具有通信設備繁多(包括發電設備、各種智能負載等)、通信信息內容復雜、信息數據處理量大等特點。
能源互聯網架構
通常意義上，能源互聯網工程是以智能電網為基礎，與熱力管網、天然氣管網、壓縮空氣管網、數據網絡等多種類型網絡互聯互通，多種能源形態協同轉化、集中式與分布式能源協調運行的綜合能源網絡建設。配套建設屋頂光伏、車棚光伏等可再生能源，設計接納高比例可再生能源入網，促進靈活互動用能。采用多種逆變器和變流器，建設高靈活性的柔性能源網絡，保證能源傳輸的靈活可控和安全穩定(見圖1)。
能源互聯網盡管被賦予了種種功能與內涵，但歸根結底它是因能源系統而生的，其目的是為了提升能源系統的運行性能，滿足人類對于能源的更高需求，實現社會能源的可持續供應。盡管能源互聯網強調電能的核心作用，其最終作用對象仍將是包括電/氣/熱/冷等在內的各類能源系統，并基于各系統之間的互聯實現其功能。網絡設施形成一個涉及智能電網、智能氣網、智能熱網和電氣化交通網的復雜多網流系統。能源互聯開放平臺是一個具備完善安全策略且具有互聯開放特性的綜合信息處理平臺。基于此平臺，通過在電網、燃氣網、熱網、交通網等能源系統范圍內裝設海量信息采集和傳感設備，采集各種能源設備運行狀態及各能源系統的實時運轉狀況等海量信息，經互聯信息網絡傳遞，并通過云計算和大數據技術對海量信息進行分析處理，進而實現在能源交易平臺完成各項能源交易。
多能源協調管理系統根據氣、熱、電等能源行業的實時情況，從系統安全運行、能源價值最大化、多能源交易準則和法規的角度對多種能源交易和能源資源配置進行協調管理，保障能源的安全高效供應，維持能源互聯網的健康發展。能源互聯網中集中式與分布式可再生能源發電、大容量儲能系統的接入實現了能源供用關系的靈活轉換，同時也形成了多元市場主體，并通過能源交易平臺完成電能交易、可再生能源配額交易等業務。在能源互聯網中，管理者可借助能源互聯網清晰地了解需求側能源需求狀況，并借助系統控制網絡實現能源儲備和能源需求的匹配，同時用戶也可參與供電供熱環節，借助能源交易平臺與分布式能源儲能開展能源在線交易、轉售等業務。
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針對能源互聯網工程設計多元能源互補的能源互聯網架構。多元能源互補可充分利用當地能源的特點、有效提高傳統單一能源效率低下、環境污染等諸多問題。多元能源互供的能源供應體系也是能源互聯網發展的一種新模式，可以充分利用多種能源形式，包括光伏發電、地源或水源熱泵、廚余垃圾沼氣發電、蓄電設備、蓄冷蓄熱設備等，有效降低區域內的用燃氣成本，并通過互聯網模式，將用戶的用能信息實時反饋到能源站，實現用戶負荷的實時預測及能源站機組的最優經濟運行。多元能源互補的能源互聯網架構包括：
1)能源供應側和需求側信息互通，以提高設備利用小時數，提高能效，為用戶提供定制服務。
2)數據互聯共享，采用矩陣型的數據模式，達到控制數據和管理數據共融、經濟數據和技術數據共融、運行數據和檢修維護及設備診斷數據共融的目標。
3)智能優化控制技術，即能源站和用戶信息均納入控制系統，增加智能優化控制系統，采用智能優化技術、先進控制系統實現用戶負荷反饋下的能源站最佳經濟效益運行。
以分布式能源系統為中心，多元能源互補的能源互聯網架構，見圖2。
針對可能存在的可再生能源形式，提出能源互聯網設計架構具體實施如下：
在供能側，增加光伏發電設備、熱泵、沼氣(廚余垃圾、廠區垃圾)發電設備、蓄電設備、蓄冷蓄熱設備，有效降低燃氣消耗成本。
較大規模的太陽能光伏發電不僅可以作為基礎負荷的補充，分散的太陽能光伏系統可以用于電信、衛星廣播電視、太陽能水泵、路側照明，在具備風力發電和小水電的地區還可以組成混合發電系統等。熱泵是利用建筑商業綜合體或居民去每天排放污水中的低品位熱源供熱制冷，可降低建筑物能耗。區域內的廚余垃圾可進行發酵產生沼氣，沼氣即甲烷，熱值很大，可燃性很好，可以直接用于燃燒發電，也可以直接輸送給其他工廠作為燃氣。
此外，為了應對負荷的峰谷差別，節約能耗和成本，區域供能系統設置蓄電和蓄冷蓄熱設備，可以在負荷較低時將多余的電和冷熱水儲存，在用能高峰是釋放，達到穩定調峰、經濟運行的目的。—— 論文作者：柳玉賓 1，王恒濤 1，孫思宇 1，于成琪 2，馬匯東 3
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