能源互联网的认识和展望

能源互联网目前已经成为研究热点,但有关其理念、架构、技术、发展路径等诸多方面尚无定论。文中从互联网的发展经验出发,剖析能源互联网的实质和特征,辨析其与智能电网的区别与联系,梳理其关键支撑技术,提出了能源互联网的可能发展路径。指出能源互联网有广义和狭义2种含义,其发展依赖信息通信技术(ICT)、商业模式等8项关键技术和机制,未来的发展可以分为同时并存的自顶向下的广域全球能源互联网和自底向上的局域能源共享网络2种发展模式和路径。     

信息物理视角下能源互联网可靠性评估方法综述

能源互联网是能源高效清洁利用的发展趋势,可靠性是其实现高品质供能的基础。信息和能源的深度融合在为传统能源系统赋能的同时也引入了多元风险,使能源互联网可靠性问题更加突出。以一次系统为主的可靠性分析手段难以适用,而针对能源互联网可靠性的理论与方法尚处于起步阶段。对能源互联网可靠性的理论和方法进行综述,并提出信息物理视角下能源互联网可靠性评估的研究思路和关键问题。     

面向能源互联网的大数据关键技术研究

随着能源互联网的不断发展,越来越多的业务数据被采集和存储,如何从这些数据中挖掘出对能源互联网运行有用的知识至关重要。文章从数据源层、数据管理层、数据计算层以及数据应用层等4个层面构建面向能源互联网的电力大数据体系架构,在此基础上,详细描述面向能源互联网的大数据智能化高效分析挖掘技术和面向能源互联网的信息物理融合安全技术。通过对能源互联网大数据分析和安全技术的总结,为能源互联网安全、可靠、高效运行提供重要的依据。     

能源互联网的发展现状

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,推动了世界经济和人类社会的发展。在分析能源发展与应用的基础上,引出能源互联网的概念,阐述了能源互联网的内涵与特点。介绍了国内外能源互联网建设概况,结合江苏电网现状提出了江苏发展能源互联网的几点建议。     

能源互联网——信息与能源的基础设施一体化

能源是人类生存发展的重要物质基础,能源互联网作为未来可能的能源可持续发展解决方案正逐渐成为研究的热点和潮流。阐述了能源互联网的概念和特征,提出其基本架构,并从广域网,局域网和基础设施三个层面讨论信息与能源的基础设施一体化建设。综述了国内外能源互联网技术的发展现状,提出了能源路由器作为信息与能源的基础设施一体化的解决方案,并对基于能源路由器的能源互联网应用场景给出了详细描述。     

基于集合论的电网信息物理系统模型构建方法

在分析电网信息物理系统(GCPS)逻辑结构的基础上,提出一种基于集合论的GCPS交互建模方法。通过剖析电力能量流与信息流的耦合方式,将GCPS定义为物理对象集合与信息对象集合之间的关系。分解GCPS为电源子系统和负荷子系统,从输入、输出和状态三方面描述其行为水平与状态结构水平,并建立子系统的网络结构图。在当前电网拓扑结构的约束下,采用"纵向金字塔汇集、横向逻辑互联"的组网规则,实现GCPS子系统的逐级耦合与互联,构建完整的GCPS架构。对典型测试系统的案例分析说明了GCPS模型的有效性和应用价值。     

能源互联网背景下的电力储能技术展望

基于能源互联网的特征,给出了广义电力储能的定义,提出了储能在能源互联网中的2种应用模式。对电化学储能、电动汽车、储热、储氢等将在能源互联网中发挥重要作用的储能技术现状进行了分析,并对储能在能源互联网中的关键应用技术进行了探讨。指出了新能源发电和储能的协调规划和调度技术、基于储能的能源路径和能源分配策略、储能与能量转换装置的集成设计和协调配置、考虑储能的能源交易机制是储能在能源互联网应用中的几项关键技术。     

能源互联网目标下电力信息物理系统深度融合发展研究

能源互联网是解决当前能源系统问题、推动能源系统变革的智慧综合能源系统，对提高可再生能源比重，促进化石能源清洁高效利用，提升能源综合效率具有重要意义。电力信息物理系统融合是建设能源互联网的核心基础和关键所在，融合水平是决定能源互联网发展阶段的重要因素。通过研究电力与信息技术融合的价值、架构以及与能源互联网的关系，以历史长周期（1900—2018年）为跨度，量化分析揭示电力信息物理融合发展规律，预测未来趋势，提出能源互联网建设重点战略方向，为中国能源互联网的建设与发展提供理论依据和决策参考。     

能源互联网技术框架研究

为满足未来提高可再生能源应用比例,减少环境污染等能源供用要求,研究了与未来能源资源约束条件和应用技术水平相匹配的能源供应与消费技术框架。相对于传统的能源供应体系,这种基于先进信息技术的“能源互联网”技术框架能够发挥能源综合应用和负荷侧互动技术优势,整体优化能源供给与消费,提高能源的整体利用效能。     

从能源互联网到能源区块链：基本概念与研究框架

近年来,区块链技术发展迅速,国内外均在尝试将区块链应用于能源行业。然而能源行业从业者对区块链的认知并不一致,对于区块链在能源互联网应用的必要性等存在诸多争议。通过对区块链的深入分析,提出能源区块链的基本概念和研究框架,以期形成比较系统的理论和应用体系,并为潜在的实际应用提供思路与参考。首先,文中分析了能源互联网的发展趋势与困境,阐述了区块链的概念和应用价值等。接着,通过对比能源互联网和区块链的特征,提出能源区块链的定义与内涵。然后,分析能源区块链应用,提出能源区块链研究框架,并阐述能源区块链共性关键技术。最后,给出了能源区块链的发展路径。     

从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架

以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革,而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。作为第三次工业革命的核心技术,能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术,推动分布式可再生能源的大规模利用与分享,促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合,最终实现改变能源利用模式,推动经济与社会可持续发展的目的。在此背景下,展望了能源互联网的发展前景,并试图建立其基本的研究框架。首先,给出了能源互联网的初步定义,并概述了能源互联网的基本架构及其组成。随后,针对广域内分布式设备的协调与控制、电力系统与交通系统的融合、电力系统与天然气网络的融合、信息物理建模及安全等几个核心问题,探讨了能源互联网研究中可能面临的主要挑战。     

智能电网环境下可再生能源发电并网机制研究

发展智能电网及可再生能源发电技术逐渐成为解决当前能源危机的重要途径之一,同时智能电网的建设也为可再生能源发电的安全并网提供了可能。基于智能电网和可再生能源的基本特征,分析研究了智能电网环境下可再生能源并网运行的相关问题,提出了可再生能源发电并网的主要运行机制,为可再生能源发电并网提供一定的理论支撑。     

能源互联网多时间尺度的信息物理融合模型

能源互联网呈现出信息与物理系统交互影响的特点,研究基于信息物理融合的网络模型有助于实现网络内分布式设备的即插即用和分布式分层的优化控制。文中提出一种基于信息物理融合的能源互联网模型,考虑了网络中信息系统与物理系统时空异构性和网络中量测数据不同步的问题,表征了能源互联网优化控制中信息物理的交互过程,最后结合多智能体优化方法验证了模型的可行性。     

综合能源系统与能源互联网简述

对综合能源系统和能源互联网这两个热点问题的发展理念和关注重点进行梳理及分析。简单回顾了综合能源系统和能源互联网两个领域的一些典型研究,并从中梳理出各自的内涵和技术观点,分析讨论了两者在发展理念和未来愿景上的异同。     

能源互联网框架下多端口能量路由器的多工况协调控制

多端口能量路由器是整合光伏、储能以及电动汽车充电桩的有效拓扑结构。在不同端口进行能量路由时,涉及多工况运行,无缝工况切换是一大难点。在能源互联网框架下,采用分层控制,使得能量路由器在电网调度、并离网、电动汽车接入切除等工况下都能够协调运行,从而实现工况的无缝切换。微网控制层采用集中式控制,维持各工况下系统整体能量平衡,既能与上层调度层交互,响应调度;也能与下层本地控制层通信,即采样各端口的状态信息,计算储能、充电桩的充放电电流给定值。本地控制层中光伏、电压源型变换器端口采用分布式控制,降低通信带宽;储能、充电桩端口采用所提的基于电流跟踪的新型下垂控制方法,精准传输所需功率,并控制直流母线电压稳定。最后,通过MATLAB仿真验证了所提统一协调控制策略的有效性。