進入21世紀,全球
能源生產消費持續(xù)增長,化石能源大量開發(fā)利用,導致能源安全、生態(tài)環(huán)境、氣候變化面臨極大挑戰(zhàn)。建立在傳統(tǒng)化石能源基礎上的能源發(fā)展方式已經難以為繼,由
清潔能源和
可再生能源取代化石能源是大勢所趨。
能源互聯(lián)網概述
能源互聯(lián)網概念的形成。2001年,美國電科院(EPRI)最早提出“智能電網”的概念。2008年,美國北卡羅來州立大學研究中心效仿網絡中的路由器技術,提出能源路由器的概念,并進行原型實驗,在配電網層面實現能源互聯(lián)網理念。2012年,美國華盛頓特區(qū)經濟趨勢基金會總裁杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中提出,能源互聯(lián)網是把互聯(lián)網技術與可再生能源相結合,在能源開采、配送和利用上從傳統(tǒng)的集中式變?yōu)橹悄芑姆稚⑹?,從而將全球的電網變成能源共享網絡。
能源互聯(lián)網的特征。能源互聯(lián)網具有兩個主要特征:一是微型能源網絡互聯(lián)是實現能源互聯(lián)網的基礎。具體體現為:能源互聯(lián)網是將分布式發(fā)電裝置、儲能裝置和負載組成的微型能源網絡互聯(lián)起來,平衡能量的供給與需求;能源互聯(lián)網應該是一個能量雙向流動的能源共享網絡,發(fā)電裝置、儲能裝置和各類負載能夠“即插即用”;能源互聯(lián)網中能源的產生、傳輸、轉換和使用都應該具備一定的智能。二是能源互聯(lián)網是消納可再生能源最有力的平臺??稍偕茉窗l(fā)電具有間歇性、波動性和分散性特征,通過數量多、分布范圍廣的微型能源網絡的互聯(lián)構成能源互聯(lián)網,可以實現可再生能源就地收集、存儲和高效使用,同時解決大規(guī)模接入可再生能源對電網穩(wěn)定性產生的沖擊等問題。
關于我國建設能源互聯(lián)網的一些研究認識
建設能源互聯(lián)網的迫切性。第一,可再生能源開發(fā)利用面臨諸多困難。能源互聯(lián)網是以開放對等的信息——能源一體化架構真正實現能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用,因此可以最大限度地適應風電、光伏發(fā)電等
新能源的接入問題,提高能源使用效率。第二,我國能源安全與環(huán)境問題突出。能源互聯(lián)網能夠在最大程度上提高可再生能源利用效率,降低經濟發(fā)展對傳統(tǒng)化石能源的依賴程度,有效解決我國能源使用與經濟發(fā)展之間的矛盾以及能源安全問題。第三,我國正處在能源產業(yè)結構調整的關鍵時期。能源互聯(lián)網的開發(fā)和利用可能從根本上改變我國的經濟產業(yè)布局和能源生產消費模式,其高度開放特性,也會推動我國能源行業(yè)體制變革,提高我國能源行業(yè)的整體開放程度。
國家電網關于能源互聯(lián)網的建設構想。2014年7月,國家電網作為我國電力行業(yè)重要企業(yè),以“智能電網”概念為基礎,率先提出了構建全球能源互聯(lián)網的構想,引起了社會各界關注和討論。根據國家電網描繪的圖景,全球能源互聯(lián)網是由跨洲、跨國骨干網架和各國各電壓等級電網構成,連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地,適應各種集中式、分布式電源,能夠將
風能、
太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶,是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺,具有網架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的特征。
我國支持能源互聯(lián)網發(fā)展的相關政策
2015年7月,國務院、國家發(fā)改委和國家能源局連續(xù)發(fā)布了《關于積極推進“互聯(lián)網+”行動的指導意見》《關于促進智能電網發(fā)展的指導意見》和《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》。
《關于積極推進“互聯(lián)網+”行動的指導意見》從宏觀層面介紹了如何將互聯(lián)網的創(chuàng)新成果與現有能源系統(tǒng)進行深度融合,以推進在能源生產、輸送、消費和通信等領域的智能化改造;《關于促進智能電網發(fā)展的指導意見》著重強調了智能電網的發(fā)展目標,提出到2020年,我國要初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經濟、清潔環(huán)保的智能電網體系,最大程度地提高電力系統(tǒng)對可再生能源的接納能力,滿足電源開發(fā)和用戶的個性化用能需求,全面支撐現代能源體系建設;《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》則強調了新能源微電網是我國可再生能源和分布式能源發(fā)展機制創(chuàng)新的重要方向,是“互聯(lián)網+”在能源領域的創(chuàng)新應用。
三個《指導意見》的密集發(fā)布,不僅顯示出中央政府對發(fā)展下一代能源系統(tǒng)的決心,更反映出了由技術進步引領的全球能源競爭新格局。
我國能源互聯(lián)網發(fā)展中需要注意的一些問題
第一,統(tǒng)籌規(guī)劃與頂層設計,明確我國能源互聯(lián)網發(fā)展思路及整體結構框架。能源互聯(lián)網是多類型用能網絡的多層耦合,統(tǒng)籌處理好不同類型用能網絡之間、已有能源網絡之間、已有網絡與新建能源網絡之間的高效互聯(lián),并在發(fā)展中不斷調整和完善規(guī)劃。電力網絡是能源互聯(lián)的樞紐,要在規(guī)劃基礎上,從全局出發(fā),整合各方資源,凝聚各方智慧,針對我國國情和實際能源分布特點、電力行業(yè)特點和用能情況以及社會經濟條件,建立適合我國的能源互聯(lián)網絡框架體系。
第二,攻克關鍵技術問題,提高我國支撐能源互聯(lián)網發(fā)展的相關技術創(chuàng)新力。應盡快開展能源互聯(lián)網中信息交互技術、智能電網控制和調度技術以及分布式電源協(xié)同控制技術等先進關鍵技術。
第三,完善相關政策措施與標準。首先,隨著分布式電源、可再生能源的發(fā)展和電力市場化程度的加快,引導售電公司提高用戶用電效率,加強需求和管理以及完善分布式電源、可再生能源的并網運營服務是目前亟需解決的問題。其次,逐步完善能源互聯(lián)網中各類型設備、數據接口標準以及信息傳輸協(xié)議,保證能源互聯(lián)網中能源流與信息流的互聯(lián)互通,推動能源互聯(lián)網的建設與部署。
第四,穩(wěn)步推進區(qū)域性試點示范工作。建立能源互聯(lián)網需要分布范圍廣、數量眾多的微型能源網絡互聯(lián)的輔助,不能一蹴而就,應循序漸進開展,可在條件、裝備較成熟的范圍內建設示試點、示范園區(qū)實驗驗證。通過已完成的試點工程對能源互聯(lián)網技術以及政策的可行性進行綜合、科學的探討論證,并逐步在全國推行。