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摘 要： 本文結(jié)合發(fā)電業(yè)務(wù)以及分布式能源豐富的設(shè)計運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，提出一種適合分布式能源發(fā)展的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。 1、能源互聯(lián)網(wǎng)概念 能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域智能供能就是將產(chǎn)能、供能、用能、蓄能和節(jié)能相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，把分散的用能和分布式的產(chǎn)能互相連通、實(shí)現(xiàn)共享。是將傳統(tǒng)電
本文結(jié)合發(fā)電業(yè)務(wù)以及分布式能源豐富的設(shè)計運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，提出一種適合分布式能源發(fā)展的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。
1、能源互聯(lián)網(wǎng)概念
能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域智能供能就是將產(chǎn)能、供能、用能、蓄能和節(jié)能相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，把分散的用能和分布式的產(chǎn)能互相連通、實(shí)現(xiàn)共享。是將傳統(tǒng)電力網(wǎng)、現(xiàn)代信息網(wǎng)和智能熱力網(wǎng)(供冷供熱)三網(wǎng)融合，構(gòu)建一種能源微網(wǎng)，即融合了電力微網(wǎng)、熱力微網(wǎng)和信息網(wǎng)的能源互聯(lián)網(wǎng)。區(qū)域智能供能技術(shù)按照技術(shù)組成可以分為供能側(cè)技術(shù)、用戶側(cè)技術(shù)、儲能技術(shù)、能源管理技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)，這些技術(shù)互相有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了區(qū)域多能互補(bǔ)，保障了區(qū)域供能和用能的穩(wěn)定。
能源互聯(lián)網(wǎng)是多能源網(wǎng)絡(luò)的耦合，這表現(xiàn)在能源網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的相互耦合，同時也包括網(wǎng)絡(luò)能量流動之間的互補(bǔ)協(xié)調(diào)、安全控制。在能源供應(yīng)與輸配環(huán)節(jié)，未來能源互聯(lián)網(wǎng)通過柔性接入端口、能源路由器、多向能源自動配置技術(shù)、能量攜帶信息技術(shù)等，能夠顯著提高電網(wǎng)的自適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)多能源網(wǎng)絡(luò)接入端口的柔性化、智能化，降低網(wǎng)絡(luò)中多能源交叉流動出現(xiàn)沖突、阻塞的可能性。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠加速網(wǎng)絡(luò)的快速重構(gòu)，重新調(diào)整能源潮流分布和走向。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)負(fù)責(zé)能源信息的識別、采集、分析、傳送、管理等方面，是實(shí)現(xiàn)多種能源合理調(diào)配的關(guān)鍵。能源互聯(lián)網(wǎng)是信息與能源系統(tǒng)融合的多種能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有通信設(shè)備繁多(包括發(fā)電設(shè)備、各種智能負(fù)載等)、通信信息內(nèi)容復(fù)雜、信息數(shù)據(jù)處理量大等特點(diǎn)。
能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
通常意義上，能源互聯(lián)網(wǎng)工程是以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，與熱力管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、壓縮空氣管網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等多種類型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，多種能源形態(tài)協(xié)同轉(zhuǎn)化、集中式與分布式能源協(xié)調(diào)運(yùn)行的綜合能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。配套建設(shè)屋頂光伏、車棚光伏等可再生能源，設(shè)計接納高比例可再生能源入網(wǎng)，促進(jìn)靈活互動用能。采用多種逆變器和變流器，建設(shè)高靈活性的柔性能源網(wǎng)絡(luò)，保證能源傳輸?shù)撵`活可控和安全穩(wěn)定(見圖1)。
能源互聯(lián)網(wǎng)盡管被賦予了種種功能與內(nèi)涵，但歸根結(jié)底它是因能源系統(tǒng)而生的，其目的是為了提升能源系統(tǒng)的運(yùn)行性能，滿足人類對于能源的更高需求，實(shí)現(xiàn)社會能源的可持續(xù)供應(yīng)。盡管能源互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)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(nèi)的各類能源系統(tǒng)，并基于各系統(tǒng)之間的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)其功能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)施形成一個涉及智能電網(wǎng)、智能氣網(wǎng)、智能熱網(wǎng)和電氣化交通網(wǎng)的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。能源互聯(lián)開放平臺是一個具備完善安全策略且具有互聯(lián)開放特性的綜合信息處理平臺。基于此平臺，通過在電網(wǎng)、燃?xì)饩W(wǎng)、熱網(wǎng)、交通網(wǎng)等能源系統(tǒng)范圍內(nèi)裝設(shè)海量信息采集和傳感設(shè)備，采集各種能源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各能源系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等海量信息，經(jīng)互聯(lián)信息網(wǎng)絡(luò)傳遞，并通過云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量信息進(jìn)行分析處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在能源交易平臺完成各項(xiàng)能源交易。
多能源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)根據(jù)氣、熱、電等能源行業(yè)的實(shí)時情況，從系統(tǒng)安全運(yùn)行、能源價值最大化、多能源交易準(zhǔn)則和法規(guī)的角度對多種能源交易和能源資源配置進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，保障能源的安全高效供應(yīng)，維持能源互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)中集中式與分布式可再生能源發(fā)電、大容量儲能系統(tǒng)的接入實(shí)現(xiàn)了能源供用關(guān)系的靈活轉(zhuǎn)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(yè)務(wù)。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，管理者可借助能源互聯(lián)網(wǎng)清晰地了解需求側(cè)能源需求狀況，并借助系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)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(huán)節(jié)，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(zhuǎn)售等業(yè)務(wù)。
與能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識可查看能源論文投稿什么期刊合適了解學(xué)習(xí)。
針對能源互聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計多元能源互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。多元能源互補(bǔ)可充分利用當(dāng)?shù)啬茉吹奶攸c(diǎn)、有效提高傳統(tǒng)單一能源效率低下、環(huán)境污染等諸多問題。多元能源互供的能源供應(yīng)體系也是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一種新模式，可以充分利用多種能源形式，包括光伏發(fā)電、地源或水源熱泵、廚余垃圾沼氣發(fā)電、蓄電設(shè)備、蓄冷蓄熱設(shè)備等，有效降低區(qū)域內(nèi)的用燃?xì)獬杀荆⑼ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)模式，將用戶的用能信息實(shí)時反饋到能源站，實(shí)現(xiàn)用戶負(fù)荷的實(shí)時預(yù)測及能源站機(jī)組的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。多元能源互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)包括：
1)能源供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)信息互通，以提高設(shè)備利用小時數(shù)，提高能效，為用戶提供定制服務(wù)。
2)數(shù)據(jù)互聯(lián)共享，采用矩陣型的數(shù)據(jù)模式，達(dá)到控制數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)共融、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和技術(shù)數(shù)據(jù)共融、運(yùn)行數(shù)據(jù)和檢修維護(hù)及設(shè)備診斷數(shù)據(jù)共融的目標(biāo)。
3)智能優(yōu)化控制技術(shù)，即能源站和用戶信息均納入控制系統(tǒng)，增加智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，采用智能優(yōu)化技術(shù)、先進(jìn)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶負(fù)荷反饋下的能源站最佳經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)行。
以分布式能源系統(tǒng)為中心，多元能源互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，見圖2。
針對可能存在的可再生能源形式，提出能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計架構(gòu)具體實(shí)施如下：
在供能側(cè)，增加光伏發(fā)電設(shè)備、熱泵、沼氣(廚余垃圾、廠區(qū)垃圾)發(fā)電設(shè)備、蓄電設(shè)備、蓄冷蓄熱設(shè)備，有效降低燃?xì)庀某杀尽?/p>
較大規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電不僅可以作為基礎(chǔ)負(fù)荷的補(bǔ)充，分散的太陽能光伏系統(tǒng)可以用于電信、衛(wèi)星廣播電視、太陽能水泵、路側(cè)照明，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)等。熱泵是利用建筑商業(yè)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(qū)域內(nèi)的廚余垃圾可進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)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(fā)電，也可以直接輸送給其他工廠作為燃?xì)狻?/p>
此外，為了應(yīng)對負(fù)荷的峰谷差別，節(jié)約能耗和成本，區(qū)域供能系統(tǒng)設(shè)置蓄電和蓄冷蓄熱設(shè)備，可以在負(fù)荷較低時將多余的電和冷熱水儲存，在用能高峰是釋放，達(dá)到穩(wěn)定調(diào)峰、經(jīng)濟(jì)運(yùn)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
