微信文章《能源互联网趋势跟踪报告(定稿)》

能源互联网的源起—溯源•巴克敏斯特.富乐在70年代就提出“全球能源互联网战略”是能源最高优选•彼得·迈森创立了全球能源网络学会，特别关注国家与大陆之间的电力传输网络连接，强调利用丰富的再生能源资源•《经济学人》杂志刊登了题为BuildingTheEnergyInternet的文章，认为EI是一个“自愈”的电网，拥有实施传感器和“即插即用”软件•美国北卡州立大学黄勤教授提出FREEDM（未来可再生电能传输及管理）的能源互联网系统项目--在配网层面上实现可再生能源接入--提出并研究能源路由器1970•德国实施E-Energy技术创新促进计划，成为实践能源互联网最早的国家•2009年托马斯·弗里德曼著《世界又热又平又挤》讨论能源互联网•杰里米·里夫金的《第三次工业革命》描述能源互联网的特征：互联、共享、分布式、可再生•习近平：能源革命（四大革命）以及倡议探讨构建全球能源互联网•李克强：制定“互联网+”行动计划19862004200820112015…能源互联网概念孕育与提出阶段系统结构与功能研究阶段关键技术及设备研究阶段现代能源互联网研究起点能源互联网进入实质性研发与推进阶段-3-社会环境政策•我国能源革命的大幕已经拉开，各项配套的政策正在逐步出台和完善•“互联网+”战略上升至国家层面，降低了创新门槛，为创新提供了更多可能•具有庞大市场的能源领域将成为万众创新的沃土经济1能源互联网的源起—驱动力技术•互联网的普及深刻改变了人们的观念和生活方式，也为创新创业提供了低成本和便捷的途径•用户行为和选择的改变将倒逼能源供给和传输的变化•深入人心的互联网思维和互联网体验也正在改变能源行业•电力系统自动化、智能电网、新能源技术、互联网技术的发展，从生产力、利用效率、行业结构及商业模式上深刻影响着能源系统•能源是国民经济支柱，产业升级影响重大•经济新常态下为经济持续发展需要能源转型•互联网对GDP贡献巨大，在能源行业应用空间客观•环境问题已经成为制约人类可持续发展的世界性难题•可持续发展需要显著提高可再生能源消纳能力和能源利用效率-4-能源互联网的源起—内涵电力系统为核心智能电网为基础横向：电热冷气水多源互补集中+分布式智能能量管理纵向：源-网-荷-储-用协调分布式可再生能源接入为特点先进信息、通信及电力电子技术为支撑电气化低碳化智能化电力系统是能源互联网的核心，通过广泛的可再生能源接入，并利用先进的信息、通信及电力电子技术来实现集中+分布式的智能能量管理，实现横向多源互补和纵向源网荷储用协调，实现高效用能、智慧用能，推动能源利用走向电气化、低碳化和智能化。-5-能源互联网的源起—外延#01侧重能源信息的融合#02通过电、热、气等不同能源系统的综合开发利用提高能效，同时将电能转换为热、冷、天然气、电动汽车储能等实现可再生能源的消纳。代表：综合能源系统、泛能网。自里夫金提出能源互联网概念以来，人们对能源互联网的认识各有千秋、各有侧重，至今没有统一公认的定义。这反映了能源界对自身未来发展方向的不同思考，非常具有现实意义。例如：利用电力电子、信息通信和互联网等技术进行能量的控制和信息的实时共享，实现能源共享和供需匹配，从而消纳可再生能源。代表：美国FREEDM，德国E-Energy，日本DigitalGrid。侧重多种能源综合#03侧重全球电力互联以国家电网的全球能源互联网为代表，主要特点是电力网络在空间上的扩大，将不同区域电网互联，实现不同区域不同类型新能源的跨区消纳。代表：全球能源互联网。能源互联网的形式之所以多样，是因为能源系统的多样性。能源互联网的发展需遵循能源工业的发展规律，在不同发展目标的设立下，能源互联网的表现必然有其不同之处。-6-能源互联网的源起—能源革命与能源互联网能源互联网是推动我国能源革命的重要战略支撑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推动能源市场开放和产业升级形成新的经济增长点能源革命与“互联网+”战略能源互联网生产关系不匹配生产力的发展（传统能源体系已不能满足新能源技术飞速发展和市场多元化需求）消费革命、供给革命、技术革命、体制革命（新能源发展、电力体制改革、油气行业改革、国企改革…）途径与载体推动能源革命中国能源革命所推动的能源转型目标：建设清洁低碳、安全高效、可持续发展的新一代能源系统-7-能源互联网是国家“互联网+”战略的重要组成部分，是“互联网+”智慧能源的具体体现，表现为一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，相较于传统能源产业，表现出新的产业特征。2能源互联网产业评述—新业态能源互联网产业特征多能协同设备智能信息对称供需分散交易开放系统扁平垂直供能系统集中供能各能源系统独立运行供需侧存在信息壁垒交易严格管控……传统能源产业特征-9-能源互联网≠能源+互联网。能源互联网是一个不断发展的产业体系，从技术的角度总体包含基础设施、信息和通信网络以及开放互动平台三个层面，相互关联，深度融合。2能源互联网产业评述—总体架构能源物联能源管理能源市场大数据传感、通信、存储、处理互联网+能源互联网操作系统云计算移动互联网能源路由器能源系统的类互联化电动汽车储电蓄冷/热居民工商业垃圾发电风力光伏电网公司热力燃气1、开放互动平台2、信息和通信网络3、基础设施-10-先进量测、通讯、物联网互联开放平台能量管理平台、能源交易平台、能源服务平台产品及服务需求响应能效服务电动汽车运营新能源规划、运营碳资产交易能源区块链能源交易能源数据服务2能源互联网产业评述—以用户为中心的产业链…能源生产与传输能源大数据云计算互联网…能源金融能源存储能源存储能源转换能量管理信息通信应用技术能源运营能源平台以用户为中心轻资产重资产--产业领域--源网荷储用注：DG(DistributedGeneration,分布式电源)，VPP(VirtualPowerPlant,虚拟电厂)，EV(ElectricVehicle,电动汽车)-11-能源互联网产业评述—关键技术能源互联网关键技术组网与互操作模型及技术组网与互操作模型是能源互联网能够以开放对等方式实现广泛互联的基础，包括开放性和可控性两方面大规模储能系统技术缓解电网对供需实时平衡的要求，除了储能设备外，还包含储能管理系统、监测与控制系统等建模、仿真与分析优化技术基于现有的电网仿真环境，将信息与能源基础设施仿真紧密结合，为能源互联网的研究与发展奠定基础电力电子技术电力电子技术是实现对发电、输变电、配电、用电等智能化管理的关键技术，是能源信息融合的重要保障能源（量）路由器能源（量）路由器是能源互联网运行与控制的具体实施装置，在实际应用执行能量管理系统的调控指令，包括能源的高效传输装置、低损耗转换装置、高效能源自由路由装置等能量管理与大数据分析基于云大物移等先进信息通信技术建立一个能源信息实时采集、处理、分析与决策的分散协同式的新一代能源管理系统，包含电能信息采集控制系统、电能质量检测分析系统、能源管理系统等安全保护、质量监督与认证体系能源互联网的安全可靠性要求甚高，需要研究相关质量监督和认证体系建立相关体系架构规划、量测、评价与技术经济分析能源互联网量测和评价体系必不可少，目前处于产业化前期，需要对关键技术的经济可行性进行具体研究和详细核算（包括但不限于）-12-能源互联网产业评述—产业现状2可再生能源发电领域中，在我国水利发电最为成熟，水电装机容量28044万kW，并网风电装机容量7652万KW，并网太阳能发电容量达到1589万KW，其它可再生能源发电，如生物质发电、地热发电能发展提速。虽然我国新能源科技水平有了显著提高，但核心技术仍落后于世界先进水平，与发达国家相比，在能源安全、高效与清洁开发等技术领域存在较大差距。智能电网领域投资构成包括40%的配电网自动化和用户侧系统、20%的智能变电站、15%的智能调度等，预计到2020年我国电网投资将达4W亿。随着计算机、电力电子、数字控制等技术的不断进步，智能用电管理终端、配电自动化装置、遥控遥测装置、故障诊断装置、一体化测控保护终端等配电自动化智能化设备的市场前景将更加广阔。储能产业近年来得到了迅速发展，全球总装机容量125.52GW，截止2010年全球年均增长9%左右，远高于全球电力产业的2.5%的增量，已成为世界上主要发达国家重点发展的新兴产业。我国储能产业发展整体落后于欧美发达国家，全国总装机容量16.345GW，占电力总装机容量1.7%，伴随电力储能产业的大规模发展，尤其是新型储能和大规模储能方向，将会获得巨大发展机会，预计到2020年，产业价值规模将占到电力产业总规模的15%。电力电子产业在我国经历50多年的发展取得了长足的发展，尤其是电力系统中的电力电子控制技术的应用与国外差距不大；能源互联网将进一步促进电力电子产业的发展。目前我国电力电子市场增长率达到每年20%，是有良好发展势头的国家战略性新兴产业。智能用电产业在我国主要是为了完成电费计算，对客户计量数据的采集精度不够，实时性不强，数据没有充分的深度利用，随着大数据技术的普及和应用，在电能计量体系建设、规划、管理、数据挖掘等方面还有较大的提升空间。国外近几年在智能用电服务方面的研究和实践，主要是以自动抄表和用电信息采集、用电设备自动控制为主，并开始了分布式能源接入的实践研究。电力通信产业是迈向能源互联网的第一步。能源互联网的数据获取、保护和控制、需求响应都依赖于高速信息通信系统的支持。其在提高骨干通信传输网的承受能力，改善中低压通信网的接入特性，构建布局合理、安全传输的电力通信等方面具有重要的推动作用。由此各项针对能源网络安全的技术研究与产品研发将进入一个新的阶段。据预测，该项产业的未来产值将超过百亿美元的规模。电力市场电力体制改革为电力市场创造了万亿级的利润空间，并随着改革的推进一步步释放。截止2016年9月中旬，全国已有20个省市发布了电改试点方案，其中包括售电侧改革试点6个，电改综合试点13个，输配电价改革试点19个，电力体制改革试点4个。全国共成立包括两个国家级交易中心在内的交易中心33个。全国成立售电公司逾800家，预计2016全年交易电量将超过1万亿kWh。-13-未来我国能源总体发展趋势是：能源互联网发展趋势分析—能源发展趋势高碳低碳低效高效垄断竞争计划市场能源结构能源效率市场结构资源配置2030年2020年2050年2040年电动汽车更加普及，为电网的输电、送电提供分散式的基础设施30%的电力来自绿色能源全球清洁能源占一次能源80%左右，成为主导能源。75%的汽车将为电动汽车预计到2050年可再生能源将成为主导能源，能源消费、能源供给、能源技术、能源体制将发生根本改变；能源互联网作为多层级能源交易平台，将推动可再生资源的使用，电动汽车、智能建筑等将有效提升可再生能源使用比例。3-15-源网荷储用能源互联网发展趋势分析—能源互联网