區(qū)域能源互聯(lián)網一般由哪些要素組成?
發(fā)布者:lzx | 來源:國家電網報 | 0評論 | 5897查看 | 2020-07-07 09:58:16    

當前,能源革命和數字革命相融并進,建設能源互聯(lián)網,推動多種能源互聯(lián)互通、互濟互動,既是能源未來發(fā)展方向,也是推動能源轉型的重要手段。


作為能源生產與能源消費之間的關鍵環(huán)節(jié),配電網的功能也將升級:承接、配送上級電網的大規(guī)模電力,靈活接入各類分布式能源,并通過電、氣、熱網能量流交互實現多種能源形式的互聯(lián)互通互補;利用先進信息支撐技術與價值創(chuàng)造體系,實現新能源汽車、儲能、多類型負荷等多元主體的靈活便捷接入與互動,提升可再生能源消納能力和終端用戶的能源市場價值。專家學者一般將其稱為“區(qū)域能源互聯(lián)網”。


作為配電網發(fā)展高級形態(tài)的區(qū)域能源互聯(lián)網一般由哪些要素組成?和傳統(tǒng)配電網相比有何不同?在我國又有哪些探索實踐?


能源網架、信息支撐與價值創(chuàng)造的深度融合


區(qū)域能源互聯(lián)網一般指在一定范圍內,以配電網為核心,面向用戶實現能源網架、信息支撐與價值創(chuàng)造的深度融合,促進電、氣、熱、冷等多能耦合互聯(lián)與儲能、新能源汽車、電能替代負荷等聚合互動,能源生產、分配、消費、存儲各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展的智慧能源網絡。


區(qū)域能源互聯(lián)網結合不同電壓等級的配電網,通過分布式冷熱電三聯(lián)供、“電-氣”/“電-熱”耦合等能源轉換環(huán)節(jié),實現電、氣、熱等能源網的互聯(lián)互通,并依靠能源樞紐為不同類型用戶提供各種能源,其供能范圍可覆蓋城市(城鎮(zhèn))、工業(yè)園區(qū)、社區(qū)、樓宇等不同層級。具體來說,區(qū)域能源互聯(lián)網由以下要素構成:


●能源網架是“骨骼與肌肉”


能源網架包括能源的生產轉換、分配、消費及存儲4個環(huán)節(jié),涉及分布式能源、熱泵、能源網絡、多能負荷、多能儲能等關鍵裝備,是區(qū)域能源互聯(lián)網構建的物理基礎。


●信息支撐是“神經系統(tǒng)”


信息支撐包括信息采集、信息通信、數據分析3個環(huán)節(jié),涉及智能傳感、5G通信、數據挖掘等先進信息技術,是區(qū)域能源互聯(lián)網實現橫向“電-氣-冷-熱”互補協(xié)同,縱向“源-網-荷-儲”融合互動的重要支持。


●價值創(chuàng)造是“大腦”


價值創(chuàng)造包括能源供需管理、運行控制、能源交易、綜合服務4項內容,涉及多能需求側管理、多時間尺度能量管理、現貨交易、能耗分析與評估等服務,是開展能源互聯(lián)網與綜合能源服務業(yè)務的核心。


打破能源行業(yè)壁壘,多種能源相互轉換、互補應用


區(qū)域能源互聯(lián)網是配電網發(fā)展的高級階段,與傳統(tǒng)配電網相比,區(qū)域能源互聯(lián)網具有哪些特征?


區(qū)域能源互聯(lián)網以配電網為核心,基于不同能源形式的多時間尺度、可替代存儲、需求時移等特性,利用電-熱(冷),電-氣-熱(冷)等互補技術,實現多種能源的相互轉換、聯(lián)合控制、互補應用。


區(qū)域能源互聯(lián)網將實現從集中式能源生產到分布式能源生產消費的轉變,并應用互聯(lián)網與“大云物移智鏈”等新技術為能源賦予信息屬性,實現能源單元的即插即用、對等互聯(lián)、協(xié)同自治。


區(qū)域能源互聯(lián)網將打破能源行業(yè)壁壘,并基于用戶的多樣化需求及多元主體整體數量多、單體容量小、地域范圍大等特點,依托營銷電商化、交易自由化、投資市場化等手段,降低系統(tǒng)運行風險與用戶用能成本。


與傳統(tǒng)配電網相比,區(qū)域能源互聯(lián)網優(yōu)勢顯著:依托各類能源的靈活轉換與互通互濟,可優(yōu)化提升能源綜合利用效率、可再生能源消納能力與清潔能源消費占比,支撐能源電力清潔低碳轉型;通過能源與信息的深度融合,可提升能源網絡的資源配置、安全保障和智能互動能力,以及能源系統(tǒng)的數字化、智能化水平;可依托數字通信與能源交易,在電網延伸、綜合能源、綠色交通、數字經濟等領域,賦能傳統(tǒng)業(yè)務、催生新的業(yè)態(tài)、構建行為生態(tài),實現能源價值的充分挖掘。


已有不同領域實踐,大規(guī)模推廣將開啟智慧能源發(fā)展新階段


2016年,國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門相繼發(fā)布《關于推進“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展的指導意見》《關于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設的實施意見》。國內能源互聯(lián)網技術攻關與工程建設全面鋪開。我國區(qū)域能源互聯(lián)網示范工程總體是在智能配電網的基礎上加以延伸,重點關注區(qū)域能源互聯(lián)網形態(tài)結構、技術框架的整體體現,實現多種能源的綜合優(yōu)化與業(yè)務服務多元化,按照范圍劃分,可大致分為園區(qū)級與城鎮(zhèn)級兩個層面。


園區(qū)級能源互聯(lián)網示范工程主要依托綜合能源服務,以單一投資運營主體為主,旨在通過多種能源形式的融合互補與綜合優(yōu)化、用戶靈活互動、能源運營模式創(chuàng)新,實現綜合能源利用效率與清潔能源利用率的有效提升,降低碳排放與用戶用能成本。代表工程有國網客服中心北方園區(qū)示范項目(工業(yè)型)、中新天津生態(tài)城動漫園示范項目(商業(yè)型)、上海電力大學臨港新校區(qū)示范項目(教育型)等。


城鎮(zhèn)級能源互聯(lián)網示范工程依托國家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展要求,在智能配電網基礎上延伸,融合信息通信、數據分析、智能交通等先進技術,并初步探索供需互動與綠色能源交易,如天津北辰產城融合能源互聯(lián)網示范區(qū)、江蘇揚中能源互聯(lián)網示范區(qū)、廣州面向特大城市電網能源互聯(lián)網示范項目等。此類工程大多是多投資運營主體,旨在提升城鎮(zhèn)綜合能源利用整體效率和水平、清潔能源消費占比、配電網運行靈活性與安全可靠性等核心指標。


2016年以來,國網經濟技術研究院有限公司組建了區(qū)域能源互聯(lián)網技術攻關團隊,針對區(qū)域能源互聯(lián)網規(guī)劃設計、綜合評價等領域開展系統(tǒng)性研究,承擔國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等多項國家級科研項目,編制多項相關技術標準,擁有國家電網公司區(qū)域能源互聯(lián)網技術與應用聯(lián)合實驗室,并承擔雄安新區(qū)、天津北辰、江蘇揚中等區(qū)域能源互聯(lián)網示范工程的規(guī)劃、評價相關工作。


隨著綜合規(guī)劃、多能運行、信息支撐、交易運營等關鍵技術的不斷發(fā)展,能量路由器、儲能、燃料電池等核心裝備的愈發(fā)成熟,以及能源架構、市場交易機制與商業(yè)運營模式的不斷探索深化,區(qū)域能源互聯(lián)網將呈現投資運營主體更多元、建設運營成本更低、用戶互動更活躍等特點,工程規(guī)模與應用范圍將更加廣闊。


區(qū)域能源互聯(lián)網工程的大規(guī)模推廣應用將實現多種能源形式的優(yōu)化配置與互聯(lián)互通。多行為主體的對等參與也將進一步催生出多種能源消費模式與商業(yè)模式,促進能源生產與消費市場變革,開啟智慧能源發(fā)展新階段。


區(qū)域能源互聯(lián)網關鍵技術(裝備)


規(guī)劃技術


解決多種能源形式耦合復雜、“源-網-荷-儲”交互密集等難題,實現能源資源的優(yōu)化配置,具體包括能源系統(tǒng)架構設計、多能互補能源站協(xié)同規(guī)劃、能源網絡綜合規(guī)劃、能源信息融合規(guī)劃、智慧交通“車-樁-網”協(xié)同規(guī)劃等。


運行技術


解決多能流系統(tǒng)耦合性強、動態(tài)特性差異大等難題,實現能源系統(tǒng)的優(yōu)化運行,具體包括多能狀態(tài)感知、能源系統(tǒng)安全分析與多能能量管理、新能源汽車與電網互動、虛擬電廠、需求側響應等。


交易技術


解決分布式能源多主體間交易效率低、自主協(xié)調能力弱、信息壁壘嚴重等難題,實現分布式能源對等交易、可信交互和智能管理,具體包括能源消費特征分析、能源交易機制與商業(yè)模式設計、多能用戶響應策略、區(qū)塊鏈等。


●核心裝備


滿足區(qū)域能源互聯(lián)網多種能源即插即用、協(xié)調運行、多元互動等需求,實現多能協(xié)同互補、配電網協(xié)調運行控制、用戶靈活運行等目標,具體包括能量路由器、電力電子變壓器等核心裝備,能源互聯(lián)網綜合管控與服務平臺等。

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