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電力知識

”智慧能源“概念的起源和發展

文章來源: 深圳華網電力設計院股份有限公司人氣:1628發表時間:2017-05-03 08:59:09

      各國積極推進

      美國最早提出了能源互聯網概念。2008年,美國國家科學基金(NSF)在北卡州立大學建立了未來可再生電力能源傳輸與管理系統(The Future Renewable Electric Delivery and Management system, FREEDM),提出能源互聯網概念,希望將電力電子技術和信息技術引入電力系統,在未來配電網層面實現能源互聯網理念。


      2011年2月,美國能源部發起Sunshot計劃,擬在2020年前將太陽能光伏系統總成本降低75%,達到6美分/kWh。Sunshot計劃若成功實現將使能源互聯網的實現成本極大降低。

      歐洲等國也在能源互聯網領域積極探索。從2000年起,歐盟就開始大規模推進碳減排計劃和政策,加速未來新經濟(310358,基金吧)和能源模式朝可再生能源的循環清潔模式轉換。歐洲各國制定了目標和基準,形成了主流的第三次工業革命。2011年,歐盟發布“能源基礎設備”戰略報告,提出將歐盟各個國家的電網、氣網等能源網絡連起來,建成跨歐洲的能源互聯網戰略構想。英國政府也積極對以能源互聯網為核心的第三次工業革命進行政策支持,將能源互聯網落實到電動汽車和電網基礎設備等建設項目上。

      德國通過信息化積極構建能源互聯網。2008年,德國聯邦經濟技術部與環境部在智能電網基礎上推出為期4年的技術創新促進計劃E-Energy,提出打造新型能源網絡,實現綜合數字化互聯以及計算機控制和監測的目標。2011年8月,德國第六能源研究計劃決定2011-2014年撥款34億歐元,重點資助與能源互聯網相關的關鍵技術,包括可再生能源、能源效率、能源儲存系統、電網技術以及可再生能源在能源供應中的整合等。

      我國也試驗性地推出了智能能源網,通過將不同能源品種網絡有機整合,形成跨能源品種的能源生產、流通(交易)、消費網絡。據測算,智能能源網將使我國能源效率提高15%以上。國家電網在《特高壓交直流電網》中指出,特高壓電網不僅是傳統意義上的電能輸送載體,還能與互聯網、物聯網、智能移動終端等相融合,成為我國未來的能源互聯網平臺。

      近年來,新奧集團提出泛能網概念,利用智能協同技術,將能源網、物質網和互聯網耦合形成“能源互聯網”。泛能網由基礎能源網、傳感控制網和智慧互聯網組成,將燃氣分布式能源、淺層地水源熱能、太陽能、風能、工業余能、溫差能等各種新能源高效集成形成泛能站,按照終端用戶的需求將區域多種類的可再生能源和化石能源高效轉換為冷、熱、電等不同種類和品位的適用能量,形成清潔能源循環生產、多種能源有序配置的能源網。

      核心技術有待突破

      能源互聯網對現有技術提出了更高要求。能源路由器是能源互聯網實現的核心,但能源的路由器比信息路由器要復雜得多,主要體現在存儲和控制的難度上。儲能相當于能源互聯網中的緩存,經濟可行的大規模儲能仍然是技術難點,效率、充放電次數、成本、容量等問題還有待解決。電力電子技術是實現能源互聯網控制的主要手段,按照用戶的需要以指定電壓和頻率控制電力的傳輸技術仍有等攻克。

      能源互聯網可分為五層,分別為支撐層、感知層、傳輸層、平臺層、應用層。

      支撐層構建完備的技術支持體系,包括物聯網協同感知技術、樣本庫共性技術、自治組網技術、傳輸模塊仿真技術和TD網融合技術。在感知層,信息采集方式主要包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、各種類型傳感器(聲、光、電、熱、壓、溫、濕、振動、化學、生物等類型)和光纖探頭等。傳輸層涵蓋了網絡通信全產業鏈,包括網絡通信芯片設計與制造、網絡通信模塊/終端制造、網絡通信基礎設施制造、網絡通信運營、網絡通信軟件/中間件設計、網絡安全系統解決方案提供、網絡系統解決方案提供等。平臺層主要承載各類應用并推動其成果的轉化。應用層主要包括智能安防、智能環保、智能交通、智能農業、智能醫療等。

      據CCID-MRD預測,“十二五”期間我國傳感器與敏感元件年均市場需求增長率將達31%,市場規模有望由2010年的600億元提高至2015年的1000億元以上。此外,變頻空調等產品推廣對傳感器的需求較傳統產品多增加3-4個/每臺,預計該領域仍將實現較快增長。

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