电力系统作为一个需要实时完成电能产生、传输、分配、消费的复杂物理系统,其中的能量流是连续变动的,存在着我们所熟知的超高维数、强非线性、多时标性、多耦合性等物理特性;ICT系统中的信息则是由数据包构成,属于断续传输,ICT系统也存在自身网络如何优化,安全性、可靠性和鲁棒性如何提升等问题。
而两种特性各异的系统密切交织在一起,能源互联网系统的协同仿真、一体化规划、优化运行、安全防控、性能提升等研究[80-85],将变得更为复杂。因此,有关信息物理系统的相关研究,成为能源互联网的一个重要研究方向。
能源互联网具有的开放互联、用户广泛参与等特性,对传统封闭运行的电力网络提出了全新挑战。能量路由器被视为解决这一问题的关键技术和核心装备,其概念最早由电力电子领域的学者提出。
图6为其实现原理示意。它集电力电子变压器(SolidStateTransformer,SST)、快速智能开关、无功补偿装置、信息采集装置等于一体,利用网络技术,可实现远程组网调控,能量智能传输、分配和调控。能量路由器既可视为电力系统追求开放互联的一种自然之需,也可视为电力电子器件和装置研究向网络化和系统化层面延伸的必然结果。国际上,除一些高校和科研机构外,很多知名企业,如ABB、GE等均已进行了能量路由器技术的布局,并研发了原型机,以抢占市场先机。
全球能源互联网方案由国家电网公司提出,它以特高压电网为骨干网架,并以输送清洁能源为主,以实现“一极一道”为目的构建的跨国乃至跨洲大型能源网络。尽管该方案存在技术上的可行性,但国际间的任何能源合作与网络互联,均涉及复杂的国与国之间的政治博弈,其实现的壁垒往往不在技术层面。
类似的问题也存在于欧洲各国的互联电网雷竞技RAYBET,它是伴随着欧洲各国一体化进程而实现的,若没有这一重大政治因素的有力推动和支持,其能否实现必然要打上一个问号。一个很好的例证,就是欧洲所提出的跨越地中海连接非洲和欧洲的SuperGrid计划,多数工作至今仍停留在论证阶段,何时完成尚未可知。
在能源互联网领域始终存在何为主体的两种不同论点:一种论点主要来自于传统的能源企业,认为构建能源互联网的过程,应当是传统能源供用系统利用互联网及ICT技术对自身提升改造的过程,主体在能源系统本身,其重资产的形式不会发生颠覆性变化,并认为这是由能源行业和能源系统自身特性所决定的。
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昨天国网公司下发了《关于进一步严格控制电网投资的通知》(国家电网办【2019】826号文)。文中提出了“三严禁、二不得、二不再”的投资建设思路。个人认为,这不仅仅是一个文件,而是国网公司整体发展战略转型的一个标志。作为世界上最大的电网企业,国网公司每年因投资建设所需的采购数额巨大,对电