從圖1-1所示能源聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的電力體系架構(gòu)可以看出,能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提出了更高、更多的要求。首先,能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系架構(gòu)和其中的信息、能源、物理設(shè)施融合機(jī)制還需要深入研究。能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的核心,但能源的路由比信息的要復(fù)雜得多,主要體現(xiàn)在存儲(chǔ)和控制的難度上。儲(chǔ)能相當(dāng)于能源互聯(lián)網(wǎng)中的緩存,經(jīng)濟(jì)可行的大規(guī)模儲(chǔ)能仍然是技術(shù)難點(diǎn),效率、充放電次數(shù)、成本、容量等問(wèn)題有待解決。電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)控制的主要手段,按照用戶(hù)的需要以指定電壓和頻率控制電力的傳輸仍然是技術(shù)難點(diǎn),電力電子變壓器和傳統(tǒng)變壓器相比仍然存在效率、容量和可靠性等方面的瓶頸問(wèn)題。最后是分散協(xié)同式的能量管理,傳統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)需要在能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)能源信息實(shí)時(shí)采集、處理、分析與決策的能量管理系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比,具有以下4個(gè)技術(shù)特征。

圖1-1能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的電力體系架構(gòu)

(1)可再生能源高滲透率。能源互聯(lián)網(wǎng)中將接入大量各類(lèi)分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng),在可再生能源高滲透率的環(huán)境下,能源互聯(lián)網(wǎng)的控制管理與傳統(tǒng)電網(wǎng)之間存在很大不同,需要研究由此帶來(lái)一系列新的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。

(2)非線性隨機(jī)特性。分布式可再生能源是未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的主體，但可再生能源具有很大的不確定性和不可控性,同時(shí)考慮實(shí)時(shí)電價(jià)運(yùn)行模式變化、用戶(hù)側(cè)響應(yīng)、負(fù)載變化等因素的隨機(jī)特性,能源互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)復(fù)雜的隨機(jī)特性,其控制、優(yōu)化和調(diào)度將面臨更大挑戰(zhàn)。

(3)多源大數(shù)據(jù)特性。能源互聯(lián)網(wǎng)工作在高度信息化的環(huán)境中隨著分布式電源并網(wǎng),儲(chǔ)能及需求側(cè)響應(yīng)的實(shí)施,包括氣象信息、用戶(hù)用電特征、儲(chǔ)能狀態(tài)等多種來(lái)源的海量信息;隨著高級(jí)量測(cè)技術(shù)的普及和應(yīng)用,能源互聯(lián)網(wǎng)中具有量測(cè)功能的智能終端的數(shù)量將會(huì)大大增加,所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也將急劇增大。

(4)多尺度動(dòng)態(tài)特性。能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)物質(zhì)、能量與信息深度耦合的系統(tǒng),是物理空間、能量空間、信息空間乃至社會(huì)空間耦合的多域、多層次關(guān)聯(lián),包含連續(xù)動(dòng)態(tài)行為、離散動(dòng)態(tài)行為和混沌有意識(shí)行為的復(fù)雜系統(tǒng)。作為社會(huì)、信息、物理相互依存的超大規(guī)模復(fù)合網(wǎng)絡(luò),與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,能源互聯(lián)網(wǎng)具有更廣闊的開(kāi)放性和更大的系統(tǒng)復(fù)雜性,呈現(xiàn)出復(fù)雜的、不同尺度的動(dòng)態(tài)特性。

能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身所面臨的瓶頸,需要新理念、新方法和新思路的指導(dǎo),能源互聯(lián)網(wǎng)不僅是電網(wǎng)的信息化和智能化,也是互聯(lián)網(wǎng)理念引導(dǎo)下的能源基礎(chǔ)設(shè)施變革,可以最終實(shí)現(xiàn)信息能源基礎(chǔ)設(shè)施的一體化。

2016年2月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家發(fā)展改革委)、國(guó)家能源局、工業(yè)和信息化部(簡(jiǎn)稱(chēng)工信部)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)《指導(dǎo)意見(jiàn)》),提出了未來(lái)十年中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的路線圖。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)中國(guó)能源革命的重要戰(zhàn)略支撐,對(duì)推動(dòng)能源市場(chǎng)開(kāi)放和產(chǎn)業(yè)升級(jí),形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)具有重要意義。《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出了能源互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)十年的兩個(gè)階段性發(fā)展目標(biāo)：

第一階段為2016～2018年,著力推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范工作，建成一批不同類(lèi)型、不同規(guī)模的試點(diǎn)示范項(xiàng)目;攻克一批重大關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備,能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;初步建立能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)制和市場(chǎng)體系;初步建成能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,形成一批重點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);催生一批能源金融、第三方綜合能源服務(wù)等新興業(yè)態(tài);培育一批有競(jìng)爭(zhēng)力的新興市場(chǎng)主體;探索一批可持續(xù)、可推廣的發(fā)展模式;積累一批重要的改革試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

第二階段為2019～2025年,著力推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)多元化、規(guī)模化發(fā)展,初步建成能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系,成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)重要驅(qū)動(dòng)力;建成較為完善的能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)制和市場(chǎng)體系;形成較為完備的技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系并推動(dòng)實(shí)現(xiàn)國(guó)際化,引領(lǐng)世界能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。