能源互联网环境下用户侧微电网的形态及优化运行

随着能源互联网的发展,各类新技术将最先接入用户侧微电网,改变传统的发电、用电以及运营模式。用户侧微电网融合多种分布式能源、储能设备以及可控负荷,为能源互联网环境下更加灵活、高效的能源转换和利用提供支撑。对能源互联网环境下用户侧微电网的形态、关键技术和运营模式进行了展望,并研究了微电网内部和微电网间的协调运行方式。基于分布式电源功率预测与用户负荷预测技术,提出了用户侧微电网优化运行方法。运用分布式模型预测控制技术在线更新预测信息和微电网运行状态,优化上下层运行策略从而收敛于最优平衡状态,为用户侧微电网的调度和运行提供了参考。     

能源互联网背景下电能替代负荷的应用展望与思考

电能替代技术综合经济优势不明显是其推广的重要障碍之一,而能源互联网利用先进的前沿信息技术及控制技术,实现电、气、热等多种能量需求与供给侧的灵活双向互动,可实现用户侧增量价值的挖掘。因此,能源互联网的建设赋予了电能替代负荷新的应用思路。本文针对能源互联网发展背景下电能替代负荷参与综合需求响应展开深入分析和总结,调研了国内外电能替代技术的发展现状并给出了其推行障碍的几点思考,介绍了能源互联网中应对电能替代负荷接入问题的新途径,总结了电能替代负荷参与综合需求响应的基本实施方式;并对可调潜力分析建模、优化策略、效益评估、支撑平台等关键技术进行总结,给出了未来进一步的研究方向,以期为我国电能替代负荷应用及能源互联网的发展提供参考。     

能源互联网背景下5G网络面临的挑战

能源互联网需要将能量流和信息流进行耦合,建立全新的能源体系,分析现有的能源互联网架构及对信息通信技术的需求,结合目前5G网络的研究现状和发展趋势,阐述5G网络在能源互联网背景下面临的大规模传感器接入和组网技术、分布式能源管理、面向能源互联网的应用架构以及网络体验质量(quality of experience,Qo E)和信息安全4个方面的挑战。能源互联网是一次重大的能源变革,信息通信技术是实现能源互联网的关键技术之一,综述能源互联网背景下5G网络面临的挑战,为未来能源互联网中信息通信技术的应用指明方向。     

全球能源互联网—四川行动

能源互联网是解决未来可再生能源大规模有效利用的重要基础,发展能源互联网对改变当前以化石能源为主的能源生产和消费模式具有重要意义。阐述了能源互联网的理念,探讨了中国特色的能源互联网及其主要特征;同时阐述了能源互联网和互联网的区别,提出了能源互联网发展进程中需要研究的关键技术。结合当前四川电网的发展状况,分别从特高压输电线路、"互联网+"管控系统、综合能源管理平台、多类型能源优化互补调度、富余水电制氢、智能调度与安全防护等方面对四川电网在能源互联网的构建过程中已做出的成果及其未来的发展方向做出了讨论。     

园区型能源互联网的特征及其能量管理平台关键技术

为充分发挥园区型能源互联网在整合区域能源,实现横向多能互补,促进纵向"源-网-荷-储"协调运行方面的作用,文章在总结园区型能源互联网特征的基础上,研究了其能量管理关键技术。首先,阐述国内外能源互联网的产生背景、研究现状,分析能源市场环境下园区型能源互联网发展的必要性,并建立了能源互联网类型的细致划分模型;其次,立足能源领域供给侧改革和工业园区经济可持续发展的理念,强调了园区型能源互联网的概念,给出典型架构并分析了其相对于广义能源互联网的特征;最后分析了园区型能源互联网能量管理平台中信息感知、源-荷双端预测、多能源协调调度、高级应用服务等关键技术,并对园区型能源互联网的未来发展趋势提出了建议。     

能源管理新模式在企业用电精细化管理中的应用

随着能源互联网概念的提出以及用电监测设备价格的下降,将其相结合可为企业用户自有的变电站及配电网提供专业的能源管理。传统企业用户变电站的管理模式存在诸多问题,能源管理新模式提出了针对电力需求侧用电管理的客户电力管理系统,利用客户侧用电精细化管理实现企业用电成本的精确核定。介绍了能源管理新模式的核心技术云计算,详细分析了能源管理新模式的组成和主要功能。通过在某企业的实际应用,将企业局部用电变为系统用电,实现了企业智能化能效管理的目标。     

基于能源路由器的能源互联网结构及能源交易模式

能源互联网是解决未来大规模分布式可再生能源接入和能源共享的重要基础设施。立足于建设能源互联网的根本目标,指出了能源互联网的特征,提出了一种基于能源路由器的能源互联网结构;提出了一种层次化功能结构的能源路由器,能够支持分布式电源、电动汽车和负荷的接入,详细介绍了能源路由器的各功能模块;提出了一种具有多电力接口模块化的能源路由器主回路结构;提出了一种基于能源路由器的能源交易模式,既能实现能源自由公平的交易,又能够自动实现分布式能源就地、就近消纳,并详细介绍了能源交易过程。     

能源互联网:理念、架构与前沿展望

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"。     

适合多元用户互动的信息—物理融合能源USB系统

能源互联网接入设备是用能设施接入能源互联网的媒介。文中阐述了适用于多元用户互动的能源互联网接入设备的基本概念和特征,并基于计算机领域"通用串行总线(USB)"的理念,研发了信息—物理融合的能源互联网接入设备,即能源USB系统(EUSBS)。首先,阐述了EUSBS的信息—物理融合内涵和功能,并设计了总体架构和应用拓扑结构。基于此,对其软硬件系统进行研发,重点介绍了其中的硬件架构搭建、五类主要能源USB装置研发和实验测试。软件研发则简要介绍了其总体架构和主要功能模块。此外,以某商业楼宇为对象,通过安装EUSBS和配置分布式设备,对其进行了能量管理分析,初步验证了EUSBS可对接入设备进行实时监测和协调控制,实现了能量流和信息流的双重流通。最后,对EUSBS未来应用进行了展望。     

基于“互联网+”的智慧能源综合服务业务延展与思考

随着智能电网的深化建设与互联网新型技术的快速发展,未来电网将进入"互联网+"时代,系统中个体将实现广泛互联。在此背景下,智慧能源综合服务发展的困境得以解决,其服务内涵与服务形式将得到不断延伸。文中首先分析智慧能源综合服务现有业务由于技术、数据等原因而无法解决的诸多问题,基于"互联网+"下逐渐广域普及的终端设备及"云大物移智"、5G通信、边缘计算等技术特点,深入探讨未来智慧能源综合服务可能的业务形式,分别提出智慧能源综合服务面向用户侧、配电侧以及能源金融3个方面的未来典型应用场景,并对其顺利开展亟需解决的问题进行展望和思考。     

基于社区能源网的电能路由器设计

随着分布式发电及储能设备的广泛应用,基于新能源和互联网技术的能源互联网建设得到快速发展。连接电网、分布式发电设备、储能设备以及负荷的电能路由器的设计,可以满足能源互联的需求,从而实现对负荷用电和分布式电源发电的优化调度管理。提出社区能源网络的基本构成,电能路由器作为其最小终端,控制和调度家庭发用电系统。在分析电能路由器设计需求的基础上,提出基于固态变压器的即插即拔、多输入多输出的电能路由器方案,实现连接家庭发用电系统的新能源出力、储能设备和负荷并进行统一的控制和调度。     

基于工业互联网的智慧能源服务系统架构研究

简述智慧能源系统及架构设计的现状与问题。提出了基于工业互联网的智慧能源服务系统,实现多元设备泛在接入、监视控制、电动汽车有序充电、储能充放电管理等功能。首先提出基于"泛在物联网+互联网"的智慧能源服务系统的总体架构,接着阐述了其技术架构和集成架构。最后介绍了系统的示范应用,系统已在国网总部部署,与营销业务、智慧车联网平台等系统互联互通,实现数据和资源共享。在平台基础上构建电动汽车和储能设备有序充放电应用,在北京、上海、河南等地试点,验证了该系统的实用性和有效性。     

面向电力物联网的含可再生能源配电网运行展望

目前,电网缺乏对分布式能源及其所接入低压配电系统的有效量测,难以分析可再生能源大规模接入给配电网运行带来的显著不确定性.电力物联网技术可突破传统量测方式的瓶颈,应用于含可再生能源配电网的多级协调运行及可再生能源广域消纳.面向电力物联网的建设,阐述了可再生能源的状态感知、数据采集与处理过程.然后,利用物联网感知信息,从用...     

城市能源互联网的技术架构及在厦门市的实践探索

城市能源互联网可以实现电力网络、天然气网络、电气化交通网络等多种网络的深度融合,是未来城市能源系统转型和发展的方向。首先给出了城市互联网的定义,并阐述了城市能源互联网的核心思想和基本特征。随后,从运行、规划和运营的角度归纳分析了能源互联网的发展现状与面临的挑战。然后根据城市能源互联网互联互通的技术特点,提出了传输层-信息层-价格层三位一体的城市能源互联网技术架构,并对技术架构中涉及的规划、运行、运营和信息等相关技术的未来发展方向进行了分析。最后根据福建省厦门市终端能源网络特点,对城市能源互联网进行了局部的规划和试点建设,为下一步城市能源互联网的全面推广建设提供了建设蓝图。     

考虑需求侧电热气负荷响应的区域综合能源系统优化运行

作为能源互联网的基础,综合能源系统将是未来能源发展的重要方式,实现区域内综合能源系统的协调运行会变得至关重要。在考虑到需求侧天然气与电能同样具有商品属性,类比电负荷的峰谷分时电价策略,首先搭建天然气和电能峰谷分时价格及热能负荷响应数学模型。其次建立了以运行成本最低为目标函数,对供需平衡和供储能设备等设立约束的电热气联合供应的区域综合能源系统模型。算例分析表明,考虑到电热气需求侧响应将会优于不考虑或者只考虑单一和两者响应,可达到运行成本更低、削峰填谷、减少弃风弃光和提高能源利用率等优势。     

面向能源互联网数字孪生的电力物联网关键技术及展望

随着“碳达峰、碳中和”目标与以新能源为主体的新型电力系统的提出,能源技术与数字技术进一步深度融合,电网加速向能源互联网演进。构建能源互联网及其数字孪生系统对电力物联网技术提出了更高要求,也极大拓展了电力物联网的内涵和外延。该文主要围绕如何构建面向能源互联网数字孪生系统的电力物联网,分析其面临的两大科学问题：物理数字融合建模与电网资源协同互动,提出电力物联网体系架构和安全防御机制,研究“端–边–管–云–智”等多层级的关键支撑技术,包括精准感知与高效通信、高并发接入与海量数据管理、融合建模与趋优进化等技术,最后从设备、电网与用户三方面展望电力物联网支撑下的电网业务智能化典型应用。     

泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术综述

泛在电力物联网鼓励各种分布式电源、储能以及电动汽车等大量的新型电力设备接入配电网侧。传统的配电网结构在未来将会出现巨大变化,导致原有的规划技术将难以适用于配电网对于供电安全性与稳定性等指标的要求。基于以上现状,对适用于泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术进行综述。分别从主动配电网中负荷预测与发电预测、选址定容、规划方案多维度评估等方面,阐述了新形势下配电网规划技术可能遇见的难点与挑战,归纳评价了多种复杂理论与优化算法。最后给出了对于新形势下主动配电网规划技术的总结与未来展望。     

基于LPWAN的泛在电力物联网

高比例的可再生能源接入、电力市场化改革和"互联网+"智慧能源的快速发展需要大量的数据支撑,并实现物理、商业、信息的广泛互联、智能互动。关键步骤之一是建立泛在电力物联网(Ubiquitous Power Internet of Things,UPIoT),实现电力系统中人与物、物与物、人与人之间随时随地通信。首先介绍了UPIoT的发展背景与基本概念、主要的低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技术,然后以LoRa物联网解决方案为例介绍了基于LPWAN的UPIoT的体系架构及性能。最后探讨了UPIoT的应用前景,并指出了UPIoT需重点研究和解决的两个特殊问题,即:低压电力线载波通信(PLC)和强电磁干扰环境下的信号处理。     

智能电网中的物联网技术应用与发展

随着智能电网与"互联网+"技术的深入融合和发展,物联网技术在智能电网建设中的应用成为近年来研究的热点。首先介绍了物联网技术的概念,总结了当前物联网技术在电力系统源侧、网侧和荷侧等三个方面中的主要应用。在此基础上,从传感器、通信、云/边缘计算三个方面对物联网领域关键技术特点及其发展趋势进行了分析,进而提出了未来物联网技术在智能电网数据采集、通信和计算处理方面的优势与应用前景。最后,从物联网技术与智能电网深度融合的角度,阐述了智能电网的发展愿景。     

楼宇直流配电系统关键技术研究综述

随着新能源和电力电子装置的大量应用,楼宇直流配电系统相比于传统交流系统具有技术与经济上的优势。首先对国内外楼宇直流配电领域的相关新技术和发展现状进行了梳理。然后从技术角度对楼宇直流配电系统的拓扑结构、负载与电源、电压等级与经济性、优化管理系统以及对应的保护技术等方面进行了分析归纳总结。最后从楼宇直流配电系统的发展方向以及与能源互联网的配合进行了展望。