智能电网与能源网融合的对策分析

张育朋

天津天大求实电力新技术股份有限公司

摘要：化石能源的有限必将推动新一轮的能源革命，新能源技术虽然目前还没有发展成熟，但是前景广阔，也是未来能源的主要发展方向，在本文中，主要探讨智能电网和能源网的几种不同融合方式，以互联网+的角度来分析智能电网的未来发展方向和应用场景。

关键词：智能电网；能源网；互联网+发展方向

引言

地球上的化石能源储量有限，无法供人为无限制的开采，在面临能源枯竭问题的时候，人们需要寻找化石能源的替代品。新能源是指风能、太阳能等自然能源，现有的能源生产和消费模式与环保保护理念和节能减排理念相去甚远，人类必须在快速发展和可持续发展二者之间找到一个新的平衡点。随着新能源技术的逐渐成熟，电力市场迎来了新的改革机遇，在“互联网+”技术的推动下，促进了智能电网与能源网的深度融合，在物理融合和信息融合的综合作用下，让能源系统体现出更多的技术优势，进一步提高能源系统的经济性和安全性，实现结构化的能源利用。

一、智能电网与能源网的融合模式

智能电网和能源网的融合，通俗地讲就是指的能源传输网络的融合，目标是为了实现更加智能化和现代化的能源传输模式，融合过程包含了从能源生产到使用的多个环节，是一个新型能源系统的建设过程。在未来智能电网的发展方向中，能源网与电网的关系密不可分，能源网是电网运行的基础，通过互联网将二者结合可以催生出很多新型的能源使用模式^[1]。

1、物理融合特征

在智能电网2.0概念中，融合网络的物理形态特征是围绕电网中论展开的，从微观上讲，能源利用是以实现能源区域自治为主要目标，通过微电网来控制智能家居、智能照明设备等，构建智能化小区和智能化产业园区。从宏观上讲，是以高压交流、高压直流大电网为主干网架，通过不同区域之间的电网互联，实现能源的相互补充。在发展的过程中，化石能源的地位会被逐渐地弱化，会渐渐地被新型能源所取代，新能源将成为新的智能电网概念中心，一切物理构建都是以新能源的开发及使用为主要目标。另外，像新能源汽车一样，所有的能源使用端都将统一为用电模式，由国家集中发电来供给一切能源利用形式，淡化石油的依赖性，实现化石能利用向电能利用的合理转变。

2、信息融合特征

智能电网在发展的过程中与云计算技术和大数据技术相结合，强化计算能力和数据分析能力，让融合网络有更好的拓展性，实现经济性和高效性的电能供用。在进入到信息时代之后，信息技术在各行各业都有广泛的应用，利用信息融合特征实现电网功率的傣，通过大量计算来实现电网上下级的协调控制。与传统的电网相比，智能电网更具有信息优势，有多个明显的特征表现，比如不限制电网DG接入比例，负荷可控与智能调节；使用大数据和云计算等技术分析电能利用的数据特征，设计更能满足电能利用控制体系等等^[2]。

二、融合模式的形成约束

单看能源系统似乎只是从能源生产再到能源消费的简单过程，从生产到消费要经过能源的传输，但是能源传输实际是伴随着信息传输同时存在的，信息传输起到桥梁的作用，在形成的过程中存在一些客观约束条件，如图1。不管是从时间来空间上来说都取决于技术发展的好坏，随着时间的推移，技术也在不断地更新，约束也会随之产生变化。从空间维度上来说中，在不同的环境之下也会有不同的约束条件。

图1 客观约束

1、能源存储技术

能源的存储最关键的技术之一是稳定存储，如何让能源的存储的过程中保质保量，还具备更强的安全性是首先要考虑的因素。这里讨论的能源存储主要是指对电能的存储，目前使用抽水蓄能技术可以满足当前电能存储的需要，但是随着需求的提高，当前的电能存储模式必然无法满足社会发展的需要，还需要另外一些新型的储能手段。目前较为新式的压缩空气储能方式虽然在技术上较为先进，适用范围也比较广，但是仍然有技术上的限制，有着成本高、寿命短、维护成本高等多个缺点，还需要期待进一步的技术突破。

除了存储电能之外，存储热能也是比较重要的一种储能类型，热能的储存技术相对来说比较简单，技术也比较成熟，但是在长期存储或者长距离运输的时候由于隔热技术不成熟，热能的损耗会比较大，不适合长远距离的运输。

2、能源传输技术

传输技术的重要评估指标是传输效率，需要评估传输的技术水平和经济成本，在较远距离的传输时，能量的损耗无法避免，只能尽可能地通过技术手段降低。近年来，为了提升输电容量，降低传输过程中的能量损耗，多种新型的传输手段被研发出来，但是单从技术上来说还需要进一步的改进，电能传输技术的发展会是未来主要趋势，电能传输的成本和技术要求也相对来说低一些。所以，在未来的能源联合输送体系中，考虑到经济性和可用性，电能输送会成为主流，用户对能源的利用也将以电能为主，不仅可以有效地减少多次能源转换所带来的损耗，还能更高有效地实现节能减排，是未来的主流趋势。

3、通信系统的通信质量和信息安全

信息系统集信息采集、传输和处理为一体，不管使用哪一种融合网络，信息系统都是关键架构，其运作都离不开信息系统的支撑。在信息系统的建设中，应当围绕通信质量和信息安全来展开，通过技术手段来有效防止严重的破坏和入侵，保护数据的安全和可靠，是构建融合背景下通信系统的核心之处。

目前，随着新型传感器和新的传输体制、技术的应用，通信质量在不断地不断地提升，其可靠性、稳定性和安全性都有了新的突破，信息安全性的提供给智能电网和能源网的融合提供了有力的保障，并且催生出子新的产业链，更加有效的服务于智能家居、大型电力设备等领域，并且通过互联网+技术、云计算技术等领域的结合，使得服务体系得到了更加优质的升级，让原本的能源基础系统得到供需上的平衡。

结束语

能源体系正在发生变革，不管是能源生产模式还是能源运输利用模式都在信息技术的影响到产生了非常大的变化，分布式可再生能源是能源体系变革的核心，通过智能电网和能源网的融合可以让其发展向着更加现代化和智能化的方向前进。

参考文献

[1]宋云超，王丹，何伟，熊华强，王培汀，雷杨.基于场景构建技术的含多种清洁能源微能源网多目标随机规划研究[J].电力系统保护与控制，2021,49(03):20-31.

[2]葛少云，张成昊，刘洪，徐正阳.考虑微能源网支撑作用的配电网弹性提升策略[J].电网技术，2019,43(07):2306-2317.