能源互联网：理念、架构与前沿展望

  本文关键词：能源互联网:理念、架构与前沿展望，由笔耕文化传播整理发布。

DOI:10.7500/AEPS20150701007

Vol.39No.19Oct.10,2015

能源互联网:理念、架构与前沿展望

(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市100084;1.

222

,郭庆来1,,潘昭光1,孙宏斌1,

电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,清华大学,北京市100084)2.

摘要:能源互联网是当前国际学术界和产业界关注的新焦点,其概念还处于讨论和不断发展中。

文中从能源网和互联网的关系入手,分析了两者相互借鉴的互助发展历程及形成的不同理念和特点,在此基础上提出了能源互联网的发展目标、主要理念、主要特征和基本架构,并展望了潜在的前沿问题,以及和智能电网概念的关系。能源互联网是能源和互联网深度融合的新型能源系统,开放是其最核心的理念,互联网思维和技术的深度融入是其关键特征。能源互联网的基本架构由“能源系统的类互联网化”和“互联网+”两层组成。前者指能量系统,是互联网思维对现有能源系统的改造,表现为多能源开放互联、能量自由传输和开放对等接入;后者指信息系统,是信息互联网在能源

。系统的融入,体现在能源物联、能源管理和能源互联网市场等方面,是能源互联网的“操作系统”关键词:能源互联网;开放;类互联网化;互联网+

0　引言

能源为人类生活与生产提供能量来源,每一次

工业革命都离不开能源类型和使用方式的革新。近年来,中国能源行业取得了令世人瞩目的成就,但也面临严峻挑战。在发电侧,可再生能源发展迅速,目前风电装机世界第一,但消纳问题十分突出,

[]

实2015年第一季度全国风电平均弃风率18.6%1,现2030年二氧化碳排放达峰值的目标任重道远。

在用能侧,2011年中国单位GDP是世界平均水平

[]的2.能源利用效率直接制约了中国的经济5倍2,转型,进一步提高能效迫在眉睫。随着中央提出通

3],过能源革命还原其商品属性[能源市场化稳步推

融等。随着李克强总理提出“互联网+”行动计

5],划[如何利用先进的互联网思维和技术来改造传统能源工业,引起了能源和信息行业的普遍关注。

能源互联网正是能源和互联网深度融合的产物,已经成为当前国际学术界和产业界关注的新焦点,也是能源行业继智能电网后又一前沿发展方向和重要课题。国际上前期已经率先开展了以“能源互联网”为主题的相关研究。2008年美国国家科学

6]

,基金资助了FREEDM项目[提出建设Energy

并成立了研究中心。同年德国联邦经济技Internet,

,能源的生产、消费和体制将发生巨大变革,去

中心化的分布式能源和新出现的产消者,将对现有进

[4]

[]

术部与环境部发起了E提出建设-Energy项目7,

并且实施了6个示范项目。InternetofEnergy,

[8]第三次工业革命》将能源互联2011年里夫金的《

网作为第三次工业革命的核心之一,产生了广泛影响。2012年开始,国内开展了一系列关于能源互联9-17]

,网的讨论和初步研究[中国工程科技发展战略19]

,国家电网提出了全球能源互联网构想[清华大学

能源生产、传输、消费、管理等模式产生巨大冲击。

此外能源安全、环境污染、气候变化、社会发展等都对能源系统提出了新要求,亟需改造升级现有能源系统以应对上述挑战。

从近5至10年的发展来看,快速发展的互联网不仅深刻改变了人们的生活和工作方式,也改造和颠覆着诸多传统行业,如零售、批发、通信、教育、金

收稿日期:2015-07-01;修回日期:2015-08-14。

18]

,研究院将能源互联网列入中国战略性新兴产业[20]

。2015年4月成立了能源互联网创新研究院[

香山科学会议以“能源互联网:前沿科学21—23日,

问题与关键技术”作为主题召开了第523次学术讨21]

。论会[

“在能源革命、互联网+”和创新驱动等国家战

略的背景下,产业界已经掀起能源互联网发展的浪潮。能源互联网作为具有重大影响的新生事物,其概念、特征、架构、前沿课题等关键问题还在讨论和

//www.http:

国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目

(;国家自然科学基金委创新研究群体资助2013CB228203)

;。项目(国家自然科学基金资助项目(51321005)51537006)

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