2022能源互联网技术现状

能源互联网技术现状能源互联网基本概念与架构12345目录能源互联网基本形态与特征能源互联网关键技术与产业链能源互联网顶层设计与实施方案能源互联网多层级开放平台众所周知，气候和环境变化对能源发展提出了新挑战！自然环境挑战：生态环境恶化导致自然灾害频发等。生态环境挑战：氮氧化物、酸雨等，导致生态环气候和环境境恶化。低碳发展挑战：能源浪费严重，化石能源消费比重大，二氧化碳排放量大等。图3

电网冰冻灾害图1

工业废气排放图2

酸雨造成水污染0.能源转型（Energiewende）大背景由于风力发电与光伏发电具有随机性和波动性；其大量接入将改变电力系统结构。包括：电源结构、电网结构、负荷结构未来能源互联网将具有以下特性：（1）可再生能源高渗透率；（2）非线性随机特性；（3）多元大数据特性；（4）多尺度动态特性。0.能源转型（Energiewende）大背景1.能源互联网基本概念能源互联网是以电力系统为核心，以智能电网基础

，以大规模接入可再生能源为主，采用先进信息通信技术及电力电子技术，通过分布式EMS对能源设备实施广域优化协调控制，实现冷、热、气、水、电等多种能源互补，提高用能效率的智慧能源管控系统能源互联网由分布式EMS、可再生能源发电设施、储能装置、变流装置、CPS、SDN高速通信网络和智能终端（智能仪表）组成。2.能源互联网架构横向：分布式能源微网用户为中心，与主干网互动运营环状或辐射状交直流混合主动配电网主要目标是：接纳更多可再生能源，发展气体能源，提高能源利用效率，改变能源消费习惯。提升火电机组的灵活性与调节性：维持功率平衡。实施煤清洁燃烧。逐渐减少基荷火电厂提升电网架构的灵活性：灵活扩容，灵活接线，灵活重构，灵活转移负荷。提升负荷的灵活性：实施需求侧用能管理、需求响应、柔性负荷、能源总量控制。采用互联网及智能仪表实现与用户互动。逐步发展直流负荷：采用直流方式实现LED、G2V，V2G。3.能源互联网主要目标4.能源互联网主要特征与功能定位能源互联网的本质特征：可再生、分布式、开放、互联、智能。能源互联网本质上是通过能源基础设施的数字化，产生大数据、构建能源云平台、实现能源交易与服务、在维持能量动态平衡过程中实现能源智慧化。能源互联网功能定位：支持实现能源生产革命、能源消费革命、能源技术革命、能源体制革命。

能源互联网以用户为中心，用户既是能源消费者，又是能源生产者。中国提出了智能能源体系架构国家能源局201年开展了《中国智能能源体系专题研究》提出了中国智能能源体系架构、模型、技术标准、通信协议、实施方案等。主要是以配电网为载体，在终端用能层面，采用智能仪表、EMS、DSM、DR、节能、能效实现能源智能控制，将电力、天然气、热力网、电动汽车充电站信息互联、深度耦合，形成“智能能源网”。提示：中国能源利用率低于国际平均水平，能源互联网建设需要从中国实际出发，从接纳可再生能源，需求侧管理、节能及提高能效入手。5.中国能源互联网研究进展6.中国能源互联网顶层设计2015-2020年，建设分布式能源、智能微网、DSM、充电桩、智能电表等能源基础设施；建设城市主动配电网。逐渐放开电力市场，互联网售电、能源交易、碳交易、EVIEMS。实现数字化、信息化、互动化（第一阶段）。2020-2025年，在主动配电网基础上，建设智能配电网，实现智能化（第二阶段）。2020-2030年，采用CPS、灵活的能量调度、智能组网及云计算，形成自组织的网络，实现信息物理融合，实现广域协调（第三阶段）。第一阶段第二阶段第三阶段7.中国能源互联网实施方案能源互联网需要“自上而下的设计，自下而上的实施”。能源互联网实施的切入点：主要是“三点四面”三点：以分布式能源/智能微网、PRO-DSM/DR、节能、储能/提高能效为切入点。采用传感器及智能仪表实现数据采集。能量产品不同于简单商品，关键在于掌握能源大数据。中国能源实际：富煤、贫油、少气，人均占有资源有限，能源利用效率低，能源网络之间耦合度不高，中国电网是同步大电网。所以，能源互联网建设要从中国实际出发，研究如何落地，明确特征与功能定位，踏踏实实的去做产品。未来市场空间很大。8.能源互联网开放互动平台开放互动平台：构建多层级能量管理、能量交易与服务平台。以分布式能量管理及服务平台为基础：采用传感器及智能仪表，主动收集能源大数据；采用开放互动平台实施能源优化，能源服务，多边交易。商业模式：分布式能源、智能微网、供应-需求侧管理（PRO-SDM）、EMC、PPP模式、虚电厂、基于大数据的能源交易、远程运维、用能服务等增值服务。可持续的商业模式是以互联网为载体的创新性服务，包括能源交易服务、远程运维服务、节能服务。需要由市场决定价格，不能决定价格的市场不是真正的市场，也就不会有真正的商业模式创新和技术创新。企业的核心竞争力是创新。WIFI连接通断控制电能计量信息采集互动设置LPWAN9.

家庭型测控终端10.

工商业型测控终端能耗数据采集ZigBe/WiFi

连接能耗设备管理通断控制能耗区域管理电能计量能耗分项计量信息采集能耗数据评估互动设置系统优化策略专网连接能耗信息发布LPWAN11.能源互联网技术标准体系系统架构互操作性法律框架市场开发标准？隐私？SOA数据安全？含APP市场角色？

考虑个参与方的利益重视核心标准对其他标准的约束作用，重视标准之间的协调，避免冲突、缺失、重复及时效性，开展用例分析，发展趋势是开放性、互操作性,重视网络安全标准。能源互联网参与方包括：（1）能源生产类：分布式能源、风电、光伏、CHP、天然气、微网等

（2）能源输送类：电网公司、天然气公司、气电转化

（3）能源调节：储能、制氢、天然气调压站、地源热泵、电动汽车V2G、辅助服务、需求响应12.能源互联网参与方

（4）能源使用：工业用户、商业用户、社区、园区、新型城镇

（5）能源交易：直接交易、第三方交易

（6）能源运营：电网公司、新增配电公司、新增售电公司、燃气公司、能源供应公司

（7）能源服务：互联网公司、节能服务公司、大数据、云计算、信息、通信12.能源互联网参与方智能微网：尽可能采用“可再生能源+CHP+储能”的智能微网方式。包括直供电和配电网新增业务放开。开放平台：分别对基于分布式能源、能量管理系统、需求侧管理、需求响应及能源服务云平台进行试点。售电公司：以售电公司为主体，建立独立能源数据中心，建立能源互联网服务平台，在提供精细化服务及多样化的增值服务中获利。13.能源互联网中短期发展方向（4）商业模式

a)“光伏发电+CHP+储能”与售电公司相结合

b)智能微网与售电公司相结合

c)EMC/PP模式

d)虚拟电厂模式

上述模式可以向用户提供多种能源服务，切入售电公司业务。13.能源互联网中短期发展方向14.能源互联网产业链能源互联网产业链包括：基础设施类：分布式能源设备与系统、微网设备与系统、智能仪表、能量路由器、储能、制氢、CHP、新能源汽车等；电子及信息类：传感器、CPS、SDN、电力电子、微电子、通信、IPV6、移动互联网、物联网、大数据、云计算；平台类：HEMS、BEMS、FEMS、CEMS、可再生能源交易平台、需求侧管理平台、碳交易平台等，将具有广阔的市场前景。信息安全研究必须保证实用性；从最开始就要考虑到安全问题；而且是保证各个环节的安全；对组件、产品、服务和解决方案在全生命周期的安全性进行检查；通过设计保护国家及个人隐私；研究云安全；研究CPS安全；研究能源生产（SCADA）和消费（APP）中的网络安全；15.能源互联网中网络安全16.总结与展望

1.中国能源互联网以分布式能源/智能微网、PRO-DSM/DR、节能、储能/能效为切入点。收集能源大数据，构建开放互动平台。

2.展望：实现能源互联网真正落地还需要走很长的路，还有许多实际问题需要解决。储能是构建能源互联网的关键技术。不同储能类型之间差异很大，各有优势与劣势；需要在具体的应用场景中评判储能的价值。16.总结与展望未来主要任务是：面向具体应用，突破核心技术瓶颈，提高可靠性安全性、转换率、提高寿命、降低成本。储能产业应立足长远，重视基础研究，重视自主创新，踏踏实实的去