1 能源互联网需求分析
“能源互联网”的需求推动力源于能源供需矛盾和新型可再生能源的出现。其追求的目标是充分利用新技术优势,对不同的供能环节进行整体优化,形成一体化的社会综合能源供用体系,即“能源互联”系统,通过对能源的产生、传输、分配、转换、存储、消费等环节进行整体协调控制,通过整体优化提高能源的利用效率,并通过不同能源间的“替代和转化”提高可再生能源应用比例。电能的方便传输和易于使用的特点使其在能源整体化应用中,将扮演纽带作用。
能源互联网的需求推动作用可以归结为以下2个方面。
(1)供需互动的需求。
在电力系统中,分布式电源、三联供机组、电动汽车、储能装置、可控负荷、智能建筑大量出现,电网内将出现越来越多的“发用电联合体”(Prosumer)。它们的出现使能量的流动方向由单向向“双向互动、互联”转换,相对传统负荷它们具有更多的智能特性,不但可以受控,而且可以主动提供能量,在能源整体控制过程中可以作为局部的“虚拟发电厂”参与能源调度控制。
信息化的进步和“智能负荷”以及“发用电联合体”的出现也给负荷主动参与提高能源整体使用效率提供了新手段,新型负荷的互动控制和主动供电能力,可以减小和补充系统备用,提高能源系统整体效率。
(2)能源间的替代转化需求。
社会对能源的需求是多样的,除用电需求外还有供热、制冷等需求,这些不同能源需求的变化会影响能源的供应平衡。各种新能源技术的发展,能源供应种类向多样性发展(电、天然气、风能、生物质能等绿色可再生能源)。“多种能源”在满足“不同能源需求”过程中,将会出现不同种类能源间的替代与转化需求。
以风电为代表的可再生能源在国内发展迅速,但是,由于当前技术条件限制,风电在用电低谷及供暖季节存在较突出风电发用矛盾,弃风现象时有发生,一方面负荷需求旺盛,另一方面可再生能源却无处消纳。通过能源间的替代和转化可以实现不同种类能源负荷需求和供应间的联产、联供,从而使可再生能源如替换常规电能一样在其他能源供应领域发挥更大的作用,形成能源领域的“互联”和整体优化。
这种能源互联系统可以综合考虑能源供给成本及其特性,在满足能源需求的前提下,优化能源供给,满足使用成本或者污染排放最低等优化目标。