澳门·新葡澳京(中国)官方网站关于能源互联网的几种支撑通信技术简介_通信世界网互联网迎来了创新的时代,使互联网信息技术得以发展，创造了很多新的商业模式。美国未来学家杰里米.里夫金已经提出了能源互联网，就是以“互联网+”为核心，从而实现分布式发电和和电动车接入。能源互联网是一种清洁替代和电能替代为重点，其以特高压电网为骨干网架,结合先进的电力电子技术及可再生能源发电技术等，实现双向的能源和信息接入和切断的高效电网。能源互联网的构想是以智能电网为基础，能源互联网是互联网技术和新能源技术结合的产物，能够更好地解决所面临的能源危机和环境恶化。与当前研究的智能电网，微电网等相比,无论在概念上，还是在技术和方法上都有独特的特点。促进能源互联网的发展，使传统的电网向能源互联网逐渐演化。本文研究了能源互联网的内涵及特征，详细探讨了能源互联网的概念、技术构架、关键技术等，同时也对能源互联网直接相关的储能技术发展做出分析。
中国在纽约联合国总部出席联合国发展峰会上提到了推进能源互联网，能源互联网已经受到国内外学者的特别关注。能源互联网是互联网技术和新能源技术结合的产物，能够更好地解决所面临的能源危机和环境恶化。与当前研究的智能电网，微电网等相比,无论在概念上，还是在技术和方法上都有独特的特点。促进能源互联网的发展，使传统的电网向能源互联网逐渐演化。
能源互联网是一种清洁替代和电能替代为重点，其以特高压电网为骨干网架,结合先进的电力电子技术及可再生能源发电技术等，实现双向的能源和信息接入和切断的高效电网。能源互联网的构想是以智能电网为基础来研究的。美国北卡莱罗纳州立大学黄勤教授主持2008年美国国家科学基金项目FREEDM提出过能源互联网类似的概念。
能源互联网是大电网技术、储能技术、电力电子技术、信息技术、可再生能源发电技术、需求响应技术等有机的结合。与一般电网比较,其具有6个特点:分布性、联结互动、开放性、安全性、基础设施继承性、健壮性。
目前，随着社会不断的进步，已经开发了很多不同形式的储能方式,其中代表的有化学储能和物理储能。若选用新型的储能装置，可以使分布式能源发电达到稳定性和容量要求；通过对储能控制策略的优化,使系统具有强大的竞争力。[1]
大容量远距离输电是全世界各国的基础能源技术，也是大型能源基地中的分布式发电的有力保障。大容量远距离输电技术有直流输电、直流电网、海底电缆、超导输电等技术。其次,新型的智能传感器件、先进的电力电子器件、高温超导材料、储能设备等能源互联网的新型器件与材料的研究探索也是有必要的。
先进的信息技术包括传感器、云计算、物联网等技术，是能源领域的指南针。能源互联网的构建平台是大数据分析和云计算，从而实现数据的采集、管理、分析、服务、安全等功能，支持电源的配额、电能的教育、节能、监控、运行和维护等业务。
传感器是一种检测装置，是信息采集的关键技术。通过智能传感器获取能源互联网中的数据状态、可再生能源发电状态及用户测设备用电状态参数等,将这些数据进行分析、处理并提供改进控制策略。[2]
云计算（cloud-computing）是一种通过网络安全、方便的获取计算资源，实现随时随地,按需方式的高效计算模式，为电力业务堤供高质量的云服务。
大数据是指不能在一定的时间内采用数据库软件对其进行数据堤取澳门新葡澳京、管理等。可以实现大数据采集、预处理、存储及管理、分析、检索、可视化、安全等功能。
互联网是重要的信息平台，泛在网络是在传统的互联网基础上扩大了覆盖范围，实现了无论在时间上还是空间上的人或物的信息交换，也就是物物之间、人与物之间信息想通的互联网。
利用新型半导体材料制成的电力电子新器件如（SiC功率器件)比利用硅半导体器件具有更好的耐高温、反向截止电压高、低开关损耗等优点，成为新一代的先进电力电子装置。一些复杂的控制算法、故障检测、模糊控制、神经网络控制等控制策略都被整合到DSP内实现，堤高了新型电力电子设备的功能。[3]
能源互联网中具有多种能量生产、传输、消耗设备，具有典型的非线性随机特征与多尺度动态特征，智能能量管理技术可以实现能源局域网内能量设备的“即插即用”管理，多种能源之间的分布式协同控制，堤高可再生能源高渗透率下的鲁棒性。其控制设备包含继电保护装置、DG等，当网内出现一系列故障时，能源互联网系统可以自主实现孤岛运行与并网运行之间的平滑切换。
可再生能源发电主要包括风力发电、太阳能发电、水力发电、地热能发电、生物质能发电、潮汐能发电等多种方式，其中水力发电、生物质能发电已经较为成熟的技术，而风力发电、太阳能发电、地热能发电及潮汐能发电等都属于新兴的发电技术，当前的热门话题就是风力发电和光伏发电。
a）风力发电技术是一种将风能转化为电能的发电技术，其工作原理是利用风力带动风车的叶片进行旋转，再通过增速机将所旋转的速度堤高，最终发电。风力发电是新型发电中规模较大、较成熟的一种。
b）太阳能光伏发电技术是通过半导体硅等材料的光电效应直接将太阳能转换为电能，其具有清洁安全、可靠性高、不消耗燃料、能源到处可取、成本低、不收地域时间的限制等特点,所以具有较为广阔的前景。
需求响应是用户通过电价或其他激励做出响应来调整用电。通过需求响应来优化调整用电负荷实现削峰填谷,从而堤高了能源的利用率。
微网是通过各种可再生能源对一栋楼、一个小区等进行独立发电、供热，也可与公共能源连接的微型能源网络。微网使用可再生清洁能源发电，可灵活便利对设备进行充电。微网可实现能源协调规划、多种能源之间相互转换、分布式发电预测等功能。
能源互联网首要任务是构建标准化体系，其标准化体系由交易服务、规划设计、运行维护、相应的规范、法规等标准构成。这些标准需要跟进，保证互联网的安全运行、健康发展。
储能环节的引入不仅能够提高电网运行的经济性，还能推动能源交易模式的变革。传统的单向能源交易模式将发生变革，能源的生产者和消费者都将参与到市场竞争中，且生产者和消费者作为交易主体，其角色可相互转换。理想的能源交易市场不仅可促进能源在局部区域的优化分配，也可在广域范围内提升资源配置的效率，使电能与其他形式能源形成合理高效的分配格局。对于大型的能源供应商，利用大规模储能技术实时响应市场价格的变动，促进资源的合理分配和布局。同时，分布式储能的存在改变了用户与能源供应商之间固有的供需关系，使用户具有自由选择参与或退出市场的权利。外部能源成本高时，用户倾向于脱网；外部能源成本低时，用户购买电网电能。此外，储能技术提供了用户参与能源交易的可能性，用户根据自身的能源需求，结合储能的配置情况，向能源市场定制能源，在某些时段，可以生产者的角色向能源市场提供可靠的能源供给。锂离子电池储能、全钒液流电池等多种电池储能技术，结合电力电子技术，均可在用户侧得到应用，实现可靠供电，改善电能质量，节省用户电能电费支出。在电力市场机制下，储能的经济性对能源互联网的构建将起到关键性的作用。
能源互联网将从根本上解决大规模可再生能源发电消纳、发供用电信息瞬时平衡等问题，实现局域多能源系统灵活高效和经济运行、能源市场自由交易等功能，为储能技术带来发展机遇，以不同技术特点为特征的电化学储能、储热、氢储能和电动汽车等储能技术类型将在能源互联网中发挥重要作用，如实现大规模的能量存储、支撑广域能源的调配、实现能源高效灵活应用以及与用能需求相结合实现能源需求实时响应等。[4]
能源互联网是一种清洁替代和电能替代为重点，其以特高压电网为骨干网架，结合先进的电力电子技术及可再生能源发电技术等，实现双向的能源和信息接入和切断的高效电网，并结合多种能源网形成高效、多元化的能源共享互联网。激活新型商业模式。能源互联网的特征是分布性、联结互动、开放性、安全性、基础设施继承性、健壮性。
能源互联网构成要素包括市场域能源互联网、用户域能源互联网、智慧城市能源互联网、国家级骨干能源互联网及跨国广域能源互联网。能源互联网关键技术是包括新能源发电技术、电网技术、先进电力电子技术、先进储能技术、先进信息通信技术、智能能量管理技术、需求响应技术、微网技术、关键装备技术和标准化技术。
能源互联网开放平台是通过云计算和大数据分析技术构建开放性服务平台澳门新葡澳京。可以支持新能源分配交易、用电交易、电动汽车充电设备监控及维护、节能等新型业务。能源路由器实现多种能源如:天然气、冷热气、用电等的连接、存储、转换等功能。能源互联网涉及多种能源的生产、输送、转换、交易等，相应的规范、标准、法规需配套跟进，保障能源互联网安全运行、健康发展澳门新葡澳京。[5]
在电能替代和清洁替代等指导性的政策背景下，能源结构将发生巨大变革。可再生能源发电比例急剧上升，其随机、间歇、弱可控的特点对传统电网造成巨大冲击，另外用户侧数量巨大的分布式能源并网也影响着电网内部电能流向。能源配置、电力生产消费结构发生重要转变，传统的点到多点的单向电能分发网络将无法承载，电网控制也需要进一步加强。未来的新型电力产业结构应该是面向可再生能源，由生产主导消费的，电能双向安全、高效流动。上述这些变化，也给其信息通信网络的性能及功能方面带来很大挑战，支撑全球能源互联网的信息通信网络将面临很大的变革。首先在网络性能方面，大量不稳定分布式能源的安全管理、海量用户的身份认证、能量流双向流动的可靠控制等对网络的可靠性、安全性、实时性及高效性提出了更高的要求。大电网的安全生产必须要保证诸如控制信息、故障隔离信息等敏感信息的可靠交互。另外在网络功能方面，其灵活性、可拓展性、融合性、业务及服务承载能力等都需要很大的提升。能源互联网信息通信网络必须要有效融合多样化的接入技术与组网技术，必须要支持以电力灵活交易为特点的业务与服务等。
支撑全球能源互联网的信息通信网络，需具备泛在、开放、互动、智能、可信等特征。[6]下一代电力信息通信网络是由泛在无线、卫星通信等空间通信技术和地面有线通信技术协同组成的天、地、海互补一体化通信网络；由OTN/WDM、SDH/MSTP等组成骨干通信网络；由4G/5G、白空间、远距离Wi-Fi等无线通信技术与EPON/GPON等有线通信技术协同组成泛在接入网，支持海洋、沙漠等复杂环境下的新能源开发；支持分布式能源的友好接入，形成即插即用的通信服务，实现信息通信对内支撑业务，对外服务大众并重的转变。
目前，在信息通信网络仿真方面有很多优秀的仿真产品，其中OPNET和NS2(NetworkSimulatorversion2)最为常用。OPNET的模型库比较丰富，采用混合建模机制，仿真效率提高了很多，由于其优越的性能，OPNET几乎可以实现各类信息通信网络的仿真。同时，OPNET的功能完善，易于操作，使用比较少的操作就可以得到比较详尽和真实的仿真结果，因此OPNET仿真技术被广泛应用于全球能源互联网信息通信仿真的研究。同样比较受欢迎的另—种网络模拟软件就是NS2。NS2最初为网络仿真而设计，它是面向对象的，可以被用于仿真各种不同的IP网络。NS2有2种开发语言：C++和Otcl,包含仿真事件调度器、网络组件对象库以及网络构建模型库等。NS2是自由软件，由于其可扩展性和开源性，普及度也很高。[7]
由于地形和业务的限制，电网网络中存在超过200km的超长距传输，甚至是连续3跳传输距离均超过150km的特殊情况，为网络的规划、优化带来极大的难度。因此进行网络性能的仿真可以为网络规划和优化提供有力的分析依据，十分必要。
网络的性能主要是指光传输网络的性能。在电网的实际运行过程中，电网的不断建设将导致网络结构的改变，网络结构的改变主要影响底层物理参数，而在全光交叉的网络中，物理层最重要的参数就是光信噪比（OpticalSignalNoiseRatio,OSNR),其值的大小直接决定了光路是否能够开通，一旦不能满足开通指标要求将会影响整网的性能，对我国电网信息化建设过程造成极大影响。OSNR是指在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值，光信号的功率一般取峰值，而噪声的功率一般取相邻通路的中间点的功率电平。[8]
为了能够科学的进行网络规划、设计、运行维护网络规划与优化仿真对于信息通信网络的建设具有重要作用，通过信息通信仿真平台进行合理的网络规划，有利于充分利用现有的各种资源来适应电网中各种业务的发展需求，提高网络运行可靠性和安全性。网络优化是为了适应不断变化的各种新型业务，因此需要不断对自身网络进行调整和优化，以提高信息通信网络的运行效率。
本文阐述了能源互联网概念及特征，重点探讨了能源互联网的关键技术的研究。主要结论是：能源互联网中，储能技术将在新能源发电、提高能源互联网的灵活性和稳定性、为多元能源系统能量管理和路径优化提供支持，以及提高电网运行经济性和推动能源交易模式变革中发挥重要作用。
[1]曾鸣,杨雍琦,刘敦楠,曾博,欧阳邵杰,林海英,韩旭.能源互联网“源-网-荷-储”协调优化运营模式及关键技术[J].电网技术,2016,(01)
[2]李建林,田立亭,来小康.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电力系统自动化,2015,(23)
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