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能源互聯(lián)網(wǎng)兩大技術(shù)模式:智能電網(wǎng)與智慧能源網(wǎng)

2018-05-25 11:13:25 電纜網(wǎng)  點擊量:1267 評論 (0)
能源互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今我國能源及相關(guān)行業(yè)最熱門的一個話題,尤其是互聯(lián)網(wǎng)+成為一種時代潮流后,人們熱切地期盼能源與互聯(lián)網(wǎng)的融合,為中國開

       能源互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今我國能源及相關(guān)行業(yè)最熱門的一個話題,尤其是“互聯(lián)網(wǎng)+”成為一種時代潮流后,人們熱切地期盼能源與互聯(lián)網(wǎng)的“融合”,為中國開辟出一條推動能源生產(chǎn)和消費方式革命,實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的嶄新道路。

  但遺憾的是能源互聯(lián)網(wǎng)概念自傳入中國以來,就一直存在爭議。不同的理解中不乏真知灼見,但也夾雜著某些誤解,一定程度上影響了我國能源互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。為了深化和統(tǒng)一認(rèn)識,在今天“互聯(lián)網(wǎng)+”的新形勢下,有必要以理性的態(tài)度對能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行再認(rèn)識。本文從分析能源互聯(lián)網(wǎng)概念提出的背景以及產(chǎn)生歧義和誤解的原因入手,對能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、技術(shù)模式、與智能電網(wǎng)的關(guān)系,以及如何以“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式表達(dá)等問題作了深入研究,提出了新的見解。

  1、能源互聯(lián)網(wǎng)是一個有歧義的概念

  互聯(lián)網(wǎng)(Internet)作為一個專業(yè)術(shù)語,指的是由無數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)形成的覆蓋全球的信息共享網(wǎng)絡(luò)。將能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,構(gòu)成“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念,這是美國經(jīng)濟學(xué)家杰里米?里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中正式提出來的。里夫金說,歷史上經(jīng)濟和社會的變革離不開能源革命和通信革命兩大因素,正是它們的發(fā)生和結(jié)合引發(fā)了新一輪的工業(yè)革命。目前一場以可再生能源替代化石能源的革命正在興起,通信領(lǐng)域在過去的25年里也出現(xiàn)了偉大的變革,即互聯(lián)網(wǎng)革命,這就促使他將能源革命與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起。他認(rèn)為可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相融合,將全球的電力網(wǎng)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)絡(luò),使億萬人能夠在家中、辦公室、工廠生產(chǎn)可再生能源并與他人分享。這個共享網(wǎng)絡(luò)的工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng),分散型可再生能源可以跨越國界自由流動,正如信息在互聯(lián)網(wǎng)上自由流動一樣,每個自行發(fā)電者都將成為遍布整個大陸的、沒有界限的綠色電力網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。

  這是最早也是最“正宗”的關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想。毫無疑問這一構(gòu)想符合能源革命的方向,也十分美好,但不能不指出的是其中存在著不可忽視的技術(shù)失誤:能源共享網(wǎng)絡(luò)(即電網(wǎng))與互聯(lián)網(wǎng)的工作原理不是類似而是截然不同,能源(電力)不可能像信息那樣在全世界自由流動。事實上由于電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)彼此的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特性、傳輸方式和載體,以及運行所遵循的物理規(guī)律完全不同,電力在電網(wǎng)中傳輸受到的約束要比信息在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸受到的多得多、大得多,不僅有電壓、頻率、功率平衡、電能損耗、傳輸能力的約束,還有暫態(tài)、動態(tài)、熱穩(wěn)等各種安全穩(wěn)定極限的限制,因此電力很難像信息那樣可以在任意兩個節(jié)點之間自由交互。那種認(rèn)為只要電網(wǎng)不斷擴大,實現(xiàn)全球電網(wǎng)互聯(lián)就解決了電力從一點到任一點的輸送問題,是一種誤導(dǎo)或誤解;即使在較遠(yuǎn)的將來,超導(dǎo)輸電在電網(wǎng)中的應(yīng)用與今天光纖在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用一樣普遍,并且采用直流電網(wǎng)為主干網(wǎng)架時,也不能完全做到。

  此外,由于電力具有同質(zhì)化、一次性消耗、不能重復(fù)“分享”的特點(信息則具有個性化、長期保存、可重復(fù)分享的特點),也決定了電力并非都有必要像信息一樣在任意兩個節(jié)點間傳輸。世界上不存在沒有界限、工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)的能源共享網(wǎng)絡(luò),也沒有不受約束可以在任何范圍內(nèi)自由傳輸?shù)哪茉矗娏Γ?。但如果僅在一個局部區(qū)域,如一片社區(qū)或一座城市甚至更大范圍內(nèi),遵照電網(wǎng)運行的客觀規(guī)律并根據(jù)用電負(fù)荷的需求和特性,對各種分布式電源、儲能裝置、微電網(wǎng)、配電網(wǎng)以及主干網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè),同時采用先進(jìn)的信息和自動控制技術(shù)進(jìn)行智能化協(xié)同調(diào)度管理,實現(xiàn)里夫金的構(gòu)想則是可能的。

  必須承認(rèn)作為一個翻譯的漢語詞組,能源互聯(lián)網(wǎng)是一個有歧義的概念。這里的“互聯(lián)網(wǎng)”如果看作是專業(yè)術(shù)語Internet,按詞面理解的意思應(yīng)當(dāng)是“傳輸能源的Internet”,顯然這在技術(shù)上不成立。如果將“互聯(lián)網(wǎng)”看作是一個普通漢語名詞而非Internet,則可認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)就是“能源的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)”。在此前提下還有兩種不同的理解:一是認(rèn)為各種能源,如水能、核能、風(fēng)能、太陽能、天然氣、煤炭轉(zhuǎn)化為電能后都要匯入電網(wǎng),因此電網(wǎng)是天然的能源互聯(lián)網(wǎng);二是認(rèn)為真正的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是包括電網(wǎng)、油網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)。盡管兩種理解都講得通,但不把“互聯(lián)網(wǎng)”看作是Internet,顯然不符合這個概念的本意。這種因語言表達(dá)規(guī)律差異而帶來的困擾是客觀存在的,因此通過認(rèn)真討論,統(tǒng)一認(rèn)識十分必要。

  2、能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與新能源革命思想

  由于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想在技術(shù)上受到質(zhì)疑,作為經(jīng)濟學(xué)家的杰里米?里夫金后來解釋說,提出能源互聯(lián)網(wǎng)主要是源于哲學(xué)和經(jīng)濟學(xué)層面的思考,他承認(rèn)能源互聯(lián)網(wǎng)不是一種新的能源技術(shù)模式或體系,而只是一種新能源經(jīng)濟思想。這是一個十分重要的說明,可以說是正確認(rèn)識能源互聯(lián)網(wǎng)概念本質(zhì)和內(nèi)涵的一把鑰匙,但遺憾的是里夫金的這個解釋幾乎被人們完全忽視了。

       新能源經(jīng)濟思想實質(zhì)上就是新能源革命思想。根據(jù)里夫金的論述以及世界各國能源革命的實踐經(jīng)驗,它的要點可以概括如下:一、新一輪的能源革命是不可抗拒的歷史潮流,能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源,阻止地球生態(tài)環(huán)境的惡化,實現(xiàn)能源以及人類的可持續(xù)發(fā)展。二、能源的生產(chǎn)和消費方式將融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù),可再生能源的開發(fā)將以分布式為主,公眾既是能源的消費者同時又是生產(chǎn)者,世界將迎來能源綠色化、分散化、多元化、民主化的新時代。三、具有集中、垂直、單向特點的傳統(tǒng)電網(wǎng)將向相對分散、扁平和雙向互動的新型電網(wǎng)轉(zhuǎn)型,與此同時傳統(tǒng)的電網(wǎng)公司也將由單一的自上而下的電力供給者,轉(zhuǎn)變?yōu)榘茉葱畔⒃趦?nèi)的服務(wù)提供商,與用戶雙向共同管理能源的生產(chǎn)和消費。四、能源的綠色化需要經(jīng)歷一個化石能源與可再生能源并存的混合能源時期,要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),采用智能化手段協(xié)調(diào)控制各類能源的開發(fā)和利用,優(yōu)化能源配置,最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生產(chǎn)方式和能源民主化將為社會創(chuàng)造出數(shù)以百萬甚至千萬計的就業(yè)崗位,成為第三次工業(yè)革命和新經(jīng)濟的重要支柱。

  不難看出新能源革命思想的精髓,就是通過在能源革命中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù),實現(xiàn)能源的綠色化、高效化和民主化,能源互聯(lián)網(wǎng)概念正是這一思想的集中體現(xiàn)。因此,能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可表述為“在規(guī)劃建設(shè)中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù),實現(xiàn)低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送和配置能量的網(wǎng)絡(luò)”。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)就是建設(shè)符合這一內(nèi)涵要求的能源網(wǎng)絡(luò)。

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責(zé)任編輯:電朵云

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