第35卷第14期中国电机工程学报V ol.35 No.14 Jul. 20, 2015
2015年7月20日Proceedings of the CSEE ?2015 Chin.Soc.for Elec.Eng. 3511 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.14.005 文章编号：0258-8013 (2015) 14-3511-11 中图分类号：TP 393；TM 72
基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及其
关键技术
蒲天骄1，刘克文1，陈乃仕1，葛贤军1，于建成2，王丹3，王伟4
(1．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192；2．国网天津电力公司，天津市河北区 300010；
3．天津大学电气与自动化工程学院，天津市南开区 300072；
4．国家电网公司智能电网部，北京市西城区 100031)
Design of ADN Based Urban Energy Internet Architecture and Its Technological Issues PU Tianjiao1, LIU kewen1, CHEN Naishi1, GE Xianjun1, YU Jiancheng2, WANG Dan3, WANG Wei4
(1. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China; 2. State Grid Tianjin Electric Power Company, Hebei District, Tianjin 300010, China; 3. School of Electrical Engineering & Automation,Tianjin University, Nankai District, Tianjin 300072, China; 4. State Grid Department of Smart Grid, Xicheng District, Beijing 100031, China)
ABSTRACT: The utility framework of urban energy internet (UEI) was proposed by focus on several aspects from the energy production and load consumption, the base carrier of energy transmission, big data platform with mass measurement accession and multi-source collaborative optimization scheduling (MCOS). Using active distribution network (ADN), the analysis of the integration of supply&consumption, MCOS, distributed hierarchical intelligent control management and the business model for exploring the means of UEI was discussed with several actual operation scenarios, then demonstration project were presented for further prospect of UEI.
KEY WORDS: urban energy internet; active distribution network (ADN); distributed generation (DG); automated demand response; distributed cooperative dispatch
摘要：从能源供给和能源消费、能源输送载体、多源大数据
以及协同优化调控等几个方面详细阐述城市能源互联网的
应用框架模型，深入分析基于主动配电网的能源生产消费一
体化、多源协同优化调度和分布式分层智能调控管理，探讨
未来城市能源互联网的运营模式。针对未来城市能源互联网
的建设内容、建设模式和前景规划设计城市能源互联网的应
用场景，并根据实际能源互联网示范介绍当前的能源互联网
发展现状。
基金项目：国家863高技术基金项目(2014AA052003)；国家电网公
司科技项目：面向智慧城市的多元能源互联与管理关键技术研究及
应用。
The National High Technology Research and Development of China 863 Program (2014AA052003); Key Technology Project of State Grid Corporation of China. 关键词：城市能源互联网；主动配电网；分布式电源；柔性负荷响应；多源协同优化调度
0 引言
能源互联网是在第三次工业革命背景下，为解决化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题，以新能源技术和信息技术深入结合为特征的一种新的能源利用体系[1]。广泛地说，能源互联网是从能源生产、输送、配给、转化和消耗等方面构建一套完整的未来能源体系：在发、输环节通过特高压、交直流输电技术对能源的跨洲域互联进行战略布局，构建全球能源互联网[2-4]。而在配、用环节利用电、气、冷、热等能量的相互转化和替代来构建城市能源互联网[5]。其中文献[6]讨论了能源互联网的基本架构及其组成。文献[7]建立了基于分布式发电的能源互联系统模型。文献[8]给出可再生能源高渗透率、非线性随机、多源大数据和多尺度动态等4个能源互联网特征。文献[9]建立了能量路由器的基本模型。以上文献都强调了电能在能源互联网中的主体作用，电能的即时传输特性决定了在可预见的未来能源互联网的主要载体是智能(配)电网，因而智能配用电领域的技术发展成为了关键。
在智能配用电环节，微电网技术和主动配电网技术发展迅速。微电网技术[10-11]涉及了单微网孤岛运行控制[12]、多微网协调控制[13]、微电网竞价[14]、微电网电能优化调度[15]等多个方面，主动配电网技
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术[16-18]的出现更是为进一步推动多种能源的综合利用提供了手段，包括“多源协调优化与柔性需求响应”、“虚拟电厂”、“电动汽车”以及分布式储能等众多研究热点。但目前以上二者都处于研究初期，在基本学术观点和研究方法上对二者的功能定位和研究边界划分仍存争议：有部分观点认为，随着微电网的发展，配电网的功能和地位将逐步弱化并将最终被其取代，又或将主动配电网等同于微电网群或高压微电网来研究，认为二者之间本质相同。这里笔者认为微电网仍属于是客户电网，核心目标是对自身资源的自治控制来满足用能需求，配电层面的安全经济运行并不是其核心运行准则，即使是微电网群内部成员之间也是竞争(竞价)多于博弈(协作)。而主动配电网向下依托微电网的自治控制，向上和主网进行动态交互，面向解决“高渗透率的分布式能源”、“能源供给和消费形式的灵活多变”、“地域资源配置的不均衡”和“时空差异性”等问题，更强调跨区域资源间的协同优化配置(这些都与能源互联网高度契合)，不采用微电网的孤岛模式。所以主动配电网既不等同于“微电网群”，更不等同于“高电压等级的微电网”，而是向下协调各个微电网，平衡分布式电源，通过配电层的协调优化来减轻分布式电源对主网的冲击，提高分布式电源的并网能力。随着分布式能源渗透率的提高和能源调度形式的多元化发展，主动配电网必将进一步向能源互联网进行过渡。三者之间的联系和区别如表1所示。
本文结合城市能源实际现状，讨论城市能源互
表1当前配电网、主动配电网和城市能源互联网的比较
Tab.1 Comparison of current DN、ADN& urban energy internet
不同点
网络相同点
调控对象 调控手段 分布式能源接入 用户交互 调控策略
当前配电网 只考虑电网 单一 就地控制/消纳 参与度低 缺乏联合调控策略
主动配电网 考虑电网兼顾冷、热 考虑地区差异考虑时
空差异
跨区域平衡 引导用户主动参与 电能平衡和安全校验
城市能源 互联网
都具有分布式
资源，具有自主
调节能源供给、
储能策略和能源
需求的能力
以电网为核心载体冷、
热、气、电的一体化
考虑地区差异、时空
差异和能源形式差异
跨区域、跨能源形式的
协同平衡
能源生产与消费的
复合体
多源间的能量
平衡优化
联网的核心架构及关键技术，从基础框架、核心载体、信息通信与多源数据平台、多源协同调度决策、应用场景和示范工程等几部分加以阐述。
1 能源互联网的核心特征
能源互联网是一套完整的能源生态系统，如图1所示，其中包括能源供给、能源需求/响应、传输、形式转换、数据应用、信息管理以及运行调度控制等。在能源互联网中能源供给和消费的形式更为多样化，相互之间的转换也更为灵活多变，由此总结出能源互联网的如下特征：1）能源形式的多元化和高渗透率；2）大量的分布式能源接入使得能源的生产侧、传输侧和需求侧在地理上不再分隔；3）更为灵活的能源交互需要跨区域的潮流分布和多源间的协同调度支持；4）多种能源间的交互需要海量的数据量测处理和多元应用；5）社会的互动参与成为影响能源互联网安全经济运行的核心内容。
为此本文重点从以下4个方面介绍城市能源互联网的体系架构和核心技术：
1）能源生产消费一体化的主动参与：分布式能源的推广能够孕育众多产用一体的能源市场主体，具有更多的自主权和更平等的市场地位，同时能够成为更为灵活的调控主体对象。
2）支持能源广泛传输的配电网：分布式发电的高渗透率使得配电网的潮流双向流动，配电网调节控制手段必须适应区域内电网的潮流优化以及区域间、能源间的调配和互补。
3）综合大数据融合与多元应用：由于不同能源形式的差异，网络的可观性和可控性需要依托广泛的信息量测，在其之上进行不同形式数据的汇集、整理、挖掘分析并形成相关数据应用。
4）多源协同运行管理与应用服务。利用储能、储热、风光功率预测及互联网技术，通过“区域自治，分层优化”的系统运行模式实现多种能源融合运转，确保城市运行综合能效的最大化。
2 能源互联网的核心载体
2.1 能源生产消费一体化
大量的分布式资源接入用户侧，使得能源生产与消费一体化程度更加明显，而能源消费也面临更为多样化的选择。评价能源调配质量的重要依据将主要参考用户参与度，能源交易以及对不同能源形式的倾向性选择，势必带来能源交易的自由化和多
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图1城市能源互联网示意
Fig. 1 Schematic of energy internet
边化发展。此前出于技术原因和安全性考虑，用户无法获知网络运营的风险和安全性约束，所以对运营政策常常不理解，更无从参与。而在能源互联网中，为了加强用户对运营政策的理解，从而提高用户参与度，可以利用多源大数据技术和公共服务网络使用户一定程度上了解到当前能源运行状态，但即便如此也必须清醒地认识到，用户在何时、何地采用何种能源策略的基准点是自身利益的最大化，而不会遵循系统运行安全约束，所以在制定运行目标计划时，可以通过奖励为主的主动引导或者合同为主的规约策略来实现运行目标，但无论哪种形式都不是单方最优的，而是在用户利益最大化和网络运营安全约束之间实现平衡。
能源生产消费一体化需要实现区域能源生产与消耗的匹配：通过建立用能能效模型，结合用户用能模式及用能设备特性，对用户用能数据进行综合能效分析，生成科学的用能策略；通过确定区域能源调控范围，形成区域能源生产消耗的预测以及能源全周期的监控，根据不同用能需求用户的用能模式，生成协调优化控制策略，实现与大电网互补，控制电网峰值负荷，减少用电负荷峰谷差。
2.2 主动配电网
主动配电网(active distribution network，ADN)是在主网配网协同控制基础上，具有分布式发电、储能、电动汽车和需求侧响应等电源负荷调控手段，能够针对电力系统的实际运行状态，以经济性安全性为控制目标，自适应调节其网络、发电及负荷的配电网。在主动配电网中，大量分布式发电从不同节点接入后将使配电网由辐射状的网络变为遍布中小电源和用户的互联网络，从单纯的“配电系统”转化成为一个“电力交换系统”，如图2所示。
在城市能源互联网中，主动配电网的主体作用是通过主动配电网和微电网的系统运行，解决高渗透率的分布式电源的接入问题，支持负荷连续转移，实现负载均衡，提高供电可靠性、配送能力和设备利用率。手段是建设拓扑结构灵活、潮流可控的主动配电网，通过主动配电网与现有微电网系统的互动，实现具有灵活的拓扑结构、潮流可控、高
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图2配电网的发展
Fig. 2 Roadmap of the distribution network
设备利用率的坚强型网架。这里重点强调的是主动配电网与微电网的协同运行原则：主动配电网从全局角度确定全网能量分配，将微电网作为柔性负荷，设定其交换功率。将微电网的控制与能量管理系统作为多能源综合利用的自治运行系统，进行内部调节，满足与主动配电网接口的交换功率要求。同时主动配电网可利用微网中的储能设备消纳新能源。
2.3 核心技术方向
1）柔性组网技术：柔性组网使用柔性电力电子技术，在适当的区域选择合适的电网连接方式及设备结构形式，采用负载均衡、潮流调整等控制技术，使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势，互联共存，提升分布式能源接纳能力、提高可靠性和供电能力，支撑未来配电网的广泛互联。
2）混合储能技术：针对规模化储能系统，将不同的储能介质结合使用，实现对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制、新型的电池成组、储能系统的可用容量与功率的动态评估、多优化目标下储能系统的充放电等目标。
3）V2G(vehicle-to-grid)技术：通过车辆用能分析和用户行为规律的开放交互，实现电动汽车即插即用及移动储能系统状态的自主评估与分析，通过车辆集群及自主智能控制，实现与分布式电源(distributed generation，DG)之间的协同增效，平抑DG功率波动，提高DG消纳和存储能力，利用移动储能更有自由的时空特性，提供紧急救援。
以上技术是当前主动配电网研究的重点，除此以外，还包括电压暂降治理技术、新能源接入电压控制技术、三相不平衡潮流控制技术、可再生能源高渗透区域谐波治理技术、自适应保护和网络保护等关键技术，从而构成能源互联网的核心载体。3 信息通讯与多源大数据平台
3.1 能源信息通路
能源互联网的核心载体必须依靠信息网络的高级数据分析和应用才能实现目标，作为物理网和信息网间的纽带，能源信息通路为各类应用提供信息采集与传输通道的基础服务，以传感器、RFID(射频识别)等传感装置为信息采集手段，以光纤、无线、电力线载波等为主、其他通信方式为补充的通信网络为载体，实现在广域范围内能源生产、传输、配送、转换、消耗等数据的自动化采集与可靠性传输。
当前的电力信息通信网络主要承载的是管理类业务，对带宽和网络响应延时要求不高。但是由于多种不同能源形式的汇聚，需要投入大规模的智能终端来实现高精度的态势感知，需要汇集来源广泛、接口不一的数据源，此外由于开放的市场化运营，未来远程会商、视频监控等业务在网络上的统一承载，需要实现高带宽、低延时的大规模数据差异化服务和网络应用[19-20]。
3.2 多源大数据平台
伴随着能源形式的多样化发展，智能终端的大量接入使得信息数据爆发式增长，传统数据分析方法无法支撑如此大量、复杂及快速增长的数据综合分析需求。
能源互联网包含多种能源形式，单以一家企业难以管理和运营，电力为主的多方运营商若想联合运营，首先必须打通各家的数据通路。依托大数据技术，多源大数据平台可以整合多方的数据源，进行统一的数据管理，包括：1）系统类数据，包括调度自动化、配网自动化、用电管理、智能电表(AMI)、地理信息系统等；2）设备类数据，包括用能终端的采集设备、燃气网、热力网等，如储能、微燃机、空气源热泵、太阳能热、生物质能、电动汽车充电桩等信息；3）宏观经济政策与环境、气
第14期蒲天骄等：基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及其关键技术 3515
候等数据；4）其他来源数据。
多源大数据平台是各方数据的汇集点，也是大数据分析、挖掘和融合的基础平台，在图3中，平台向下依托PB级的采集数据源获取真实数据，通过数据挖掘、分析和多元信息融合进行知识提取和信息融合，向上为业务应用提供可靠的KB/MB级的可用信息，同时为各种上层应用开发提供统一接口和开发环境。
图3多源数据的汇聚
Fig. 3 Integration of multi data resources
3.3 核心技术方向
1）多渠道数据接入技术：实现多类不同来源数据的即插即用数据接入。多源大数据平台的数据集成功能应至少包括多渠道数据接入、多源数据与多维数据管理功能，并支持基础数据与采集数据的即插即用。
2）多源数据融合技术：通过多源异构数据集成与管理形成融合多源数据的能源模型库，为各类能源应用提供基础数据支撑。还包括面向能源服务的数据、模型、算法、展示共享管理，统一集成系统各应用。
3）高级数据分析计算技术：Hadoop等大数据应用技术已经成熟，利用Map/Reduce等并行计算框架，能够针对庞大的连续数据流处理业务，提供流计算支持，对来自多种数据源实时数据流做提取，过滤，分析，进而建立统一的，标准化的数据挖掘平台，提供跨业务部门的数据分享和抽取工具，以及数据分析和挖掘研究所需要的工具库，方便进行海量数据分析。
4）能源应用支撑技术：是多源大数据平台与上层应用之间的桥梁，通过数据模型构建生成业务分析任务所需要的数据，通过业务规则管理将业务逻辑拆分为多个计算任务，通过数据共享服务为上层应用提供统一的数据支撑，通过数据流分析提供基本的数据分析接口和图形研发工具。
在以上关键技术以外，与多源大数据相关的还包括支持通信完备的分布式通信网络、高密度数据流的优化存储、结构差异化的数据管理等关键技术，都将为能源互联网提供技术支撑。
4 能源互联网的多源协同决策
4.1 多源协同优化调控
当前配电网中分布式能源的调控能力受限于实际运行状态，需求侧可响应负荷的调控能力受制于自身特性，仅凭借电源、负荷的独立控制将无法实现理想的控制效果。同时，鉴于配电网有功与无功耦合性强，仅依靠有功或者无功控制的效果将弱于有功与无功协同作用的效果，缺失综合各类型分布式能源、有功与无功的分层协同控制策略，将导致配电网综合控制效果不理想，增加运行成本。
多源协同优化运行决策的核心内容是对整个能源互联网中的可控资源进行联合调度，整体框架如图4所示，既包括常规电能，也包括冷、热、气等资源的调度。多源协同调度同样分日前调度与日内实时修正的部分。而不同的方面主要在于多源协同优化调度中需要强调以下几个方面：
1）由于分布式光伏(风电)的随机波动性和分散性对整个系统策略的影响需要精确的风险指标计算和平抑策略。
2）与电能的即时性不同，冷热等能源的形式的调度特性有滞后性，因此在时间尺度上要强调多源之间的协调一致。
3）由于不同能源形式间的时空差异性，储能系统应将在平衡时空差异问题上发挥更大作用。
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图4 多源协同优化决策
Fig. 4 Collaborative optimization in multi-resources
4）与主网调度对象不同，在多源协同中的可调节资源主要以柔性可调负荷为主，采用集群负荷响应以及储能系统组成。在主动配电网中，可调资源只有电负荷，能源互联网的集群负荷响应应更为灵活，除了进行电力负荷的柔性响应控制以外，还包括电、气、热、冷等多种能源形式之间的交互替代。
在实现方式上，多源协同优化调控利用微电网的自治控制，通过能量路由器对接入的可控资源进行跨区的能量平和就地控制。通过分布式智能计算建立分布式控制模型[21-23]，根据台区、馈线、配电网等不同层级的不同运行目标，采用分层控制的方式设计，实现一种“就地控制–分层控制–全局控制”的多级控制模式，如图5所示。
图5 分布式协同控制框架
Fig. 5 Framework of layered distribution control
第14期蒲天骄等：基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及其关键技术 3517
由图5可衍生出3种控制策略：
1）就地控制，是对时效性要求比较高的局部事件，通过微电网自身的自治进行自动控制策略规划和精细化动作，一般进行小范围的动态调整，避免局部波动对网络运行的冲击，是一种“自治”控制模型。
2）分层控制，就是在台区、馈线、变电站等不同层级采用分层策略来完成灵活的网络调整，分层控制依靠就地控制的自治模型，通过分布式的协同策略完成区域的能量平衡或跨区优化等多种不同目标，是一种“协同+自治”的控制模型。
3）全局控制，也就是控制中心依托分层控制和就地控制，在全局角度对网络安全运行进行统一的调度控制。
以上三者，就地控制策略对时效性要求最高，可靠性要求最低，一般用于处理比较紧急的非系统级事件；全局控制策略相反，对时效性要求相对较低而可靠性要求最高，用于解决系统级的安全运行调度问题；分层控制的时效性和可靠性根据不同层级和目标处于以上两者之间。
4.2 社会公共服务
社会公共服务的目的是通过社会影响来推动能源互联网发展，基于物联网、互联网、大数据、移动服务等技术手段，提供面向电网、企业、社区、家庭、政府等不同用户群体的公共服务，主要服务对象如下。
1）面向政府部门。
为政府等相关部门提供决策辅助、运行管理等智慧服务。通过大屏可视化交互、移动APP、WEB 等方式，帮助政府实现综合可视化运行管理、服务发布，及面向公众的互动体验展示；通过服务接口，与大数据平台交互，为政府提供辅助决策数据支撑。
2）面向企业/居民。
针对企业和居民用户，提供家庭智能终端、移动APP应用、门户网站、微信与微博等方式，提供各类定制化的云服务。
3）面向电网公司。
针对电网公司，提供云服务接口、移动APP、门户网站发布、交互大屏等方式，为电网公司各部门提供综合数据分析服务。
4）服务二次开发。
针对个人、企业及第三方软件开发者，提供API、云服务等方式，为开发者提供稳定、可靠、高效的电力数据二次开发服务。 4.3 能源互联网的运营模式
能源互联网遵循的是开放、互动和互利互惠的原则，以电网为主导，多家行业共同参与组成联合体来运营可能成为未来可行的运营方式，其中涉及几方面主体，包括：1）能源供给/消费者，是能源的生产者和消费者；2）能源网络运营商，以电网为主体，多家能源运营商联合经营能源配送网络；3）能源代理商，是前两者的中间媒介，代理商的重要职能是在能源的交易中平衡各方利益；4）政府，是能源互联网运行的可靠保障。
能源互联网还处于萌芽期，能源供给者、运营商、代理商和用户的利益必将剧烈磨合与碰撞，这是一个能源互联网诞生所必须和必然经历的过程，立即确定一套成熟的运营体系既不现实，也无必要。其中既包括前文所述的数据通路等的技术层面问题，也包括职能划分、组织管理和利益分配等非技术问题，所以不能试图一次性找到最终方案，只能以大数据等技术手段为依托，利用评价与反馈进行方案的渐进式自学习和自完善。
4.4 核心技术方向
1）态势感知技术：实现运行可观，能够感知当前运行状态和预测未来态势。通过对智能配电单元(intelligence distribution unit，IDU)等量测采集的数据和其他系统相关的数据进行提取、处理和挖掘，实现多源大数据信息融合。在此基础上进行状态估计实现实时运行状态感知，根据供能和负荷预测对运行态势进行分析，通过快速仿真分析为调度运行提供风险分析与预警。
2）多能源联合协调与区域协调优化技术：建立协同优化调控的目标模型，通过负荷转供、柔性需求响应以及新能源梯级调用的源、网、荷协同优化策略，达到分布式电源、负荷与配电网的协同优化调度；同时，区域内根据设定的优化策略实现区域内分布式电源与负荷的自治优化。
3）协同优化控制技术：分布式电源协调控制及其优化调度策略[24-25]是能源互联网中的多种能源形式和复杂的网络关系的核心问题。利用分布式计算框架构建能源点、负荷点、能量中心和控制中心等各个不同类型和层级的自治控制对象，根据实际能源网络拓扑结构实现分层的协同控制模型；通过量化指标体系(如效益最优化、成本最优化和环境最优化等)和安全运行约束制定全局优化策略，各区域响应上级策略的同时进行内部自治控制，实现动态调整调控策略。
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4）需求侧响应与柔性负荷控制技术：依据态势感知结果，以系统综合能源利用效率最大化为目标，以经济指标和电压指标为基本激励，设计基于阻塞点与薄弱环节识别的负荷激励方案的动态优化策略。利用分时电价、实时电价、尖峰电价对峰谷平时段的用电情况进行调节；基于用电负荷特性在线辨识和短期、超短期变化趋势分析，针对不同类型的负荷进行分类，实现面向电压主动调节的集群负荷柔性控制；从系统规划运行、用户、节能和环保等多方面完善需求侧响应的分析和评估体系。
5）用户用能行为分析技术：基于智能电表汇聚的海量用户信息，采用大数据的分析技术，对用户用能行为监测数据进行分析，以户为单位，深入挖掘用户用电量与煤、气、油等其他能源间此消彼长的耦合信息，建立用户用能行为分析模型，让能源企业更加详细、清楚地了解用户的行为习惯，制定更加有效的营销策略和调控方案。
除以上关键技术以外，相关还包括电压无功控制技术[26-27]、需求侧响应与柔性负荷控制技术[28]、快速仿真建模和风险平抑技术[29]等关键技术，构成多源协同优化运行决策的核心内容。
5 应用场景及示范工程
5.1 应用场景
在正常情况下，通过“自治模式”和“协同模式”分别采用不同的策略实现系统功率平衡；当出现异常运行情形时，在“应急模式”下通过采取紧急调控措施来平抑风险，使系统恢复到前两种运行模式下；当应急策略失效、系统发生故障时，在“恢复模式”中通过采取故障处理策略进行系统自愈。根据分布式发电和负荷不同的现实情况，以上设立的4种应用模式和场景依梯级层次自动转换：优先考虑采用自治模式；当本地无法平衡能源供应与负荷需求时，采用协同模式；当协同调控策略失效，系统进入风险运行阶段时，采用紧急模式；当系统出现故障采用恢复模式。
1）场景1：多源自治运行控制模式。
自治模式调控中心在安全约束下根据经济最优或效率最优等原则向各区域下发调控目标，各区域在调控目标下各种能源就地消纳，并定时通过数据平台向调控中心通报区域负荷情况和能源情况，调控中心负责运行状态监视和网络安全约束校验。自治模式下区域之间没有能量和负荷的交互，故调控手段有限。
当自治模式无法实现区域内能量平衡时，则切换到区域间的协同优化调度模式，进入场景2。
2）场景2：多源协同优化调度模式。
当区域无法内部平衡时，需要在网络安全约束(如电压约束)下进行区域间的能量平衡，各区域在统一调度下进行能量或负荷的转移，并定时通报区域负荷情况和能源情况。调控中心同样需要负责运行状态监视和网络安全约束校验。协同模式下对区域之间的调控手段更为多样，涉及的关键技术大体与自治模式相同，但与前一种场景的主要区别是协同优化时不同区域的用户用能行为、能源供给和消费的预测、调控决策和执行指令等信息的跨地区共享和跨能量路由器的潮流调度。
以上两种属于系统正常运行时的调控方式，当自治或协同调度策略失效或突发紧急情况时，系统可能进入风险运行阶段，此时进入紧急模式(场景3)。
3）场景3：多源运行紧急风险平抑模式。
分布式电源发电和负荷的大范围波动以及系统未来潜在故障，使得系统运行状态异常，如电压越限、线路过载等，可能会使系统超出预期风险，进入紧急调控状态。
风电的风速剧烈波动情形为例，调控中心需要对能源发电系统、储能系统、用户等多元参与单元的互补特性进行挖掘，分析配电系统的风险管控潜力，依据需求侧响应、储能系统协调优化、分布式发电系统协同控制等策略来实现各参与单元的主动响应，从而平抑系统潜在运行风险。
如果风险得以规避，系统恢复到正常运行状态，否则再次平抑。如果系统始终不能恢复到正常运行，高风险状态持续直至故障发生，则进入故障恢复模式(场景4)。
4）场景4：自愈恢复模式。
系统故障可能会造成电源脱网、负荷丢失等一系列潜在后果，首先需要完成系统故障状态后评价，利用智能保护测控装置实现故障快速定位，为系统自防御和自恢复提供准确数据。根据故障严重程度，在分布式电源接入、智能保护策略以及负荷分布基础上调整电网各分区供需关系，根据自解列原理实现配电网故障的快速隔离，防止系统故障扩散、减小系统受扰程度。在多能源互补特性基础上，实现跨区域的柔性负荷与分布式电源的智能投切和转移，结合数学优化与人工智能方法形成系统最优重构方案，从而恢复系统正常运行。
第14期蒲天骄等：基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及其关键技术 3519
5.2 示范工程
为了适应能源发展的新趋势和供需格局的新变化，国家电网公司于2014年启动了中新天津生态城智能电网创新示范区工程。示范区建设的原则是要突出社会广泛参与和前沿技术融合，瞄准未来十年电网发展方向，推动清洁能源、分布式电源的开发应用，着重探索智慧服务模式，建设能源优化配置网络和智慧公共服务网络，实现能源的互联与服务的互动，示范城市“能源互联网”。中新天津生态城是中国、新加坡两国政府战略性合作项目，目前已建成了完善的分布式能源发电、储能、需求侧负荷响应等基础设施，在智慧能源、智能城市等领域具备示范基础，目前成为国家首批13个光伏发电集中应用示范区之一、国家住建部“智慧城市试点”、国家能源局“新能源应用示范园区”、国家能源局与美国能源署的中美智能电网合作项目示范区域等。
天津中新生态城在能源侧具有规模化接入的光伏、风力发电、三联供机组等分布式电源，3个微电网工程、地源热泵、水蓄冷、冰蓄冷等冷热电分散供能设备；在需求侧，约1万户安装智能电能表，建成了1座智能楼宇、1个智能家居样板间和1个光伏样板间，形成了涵盖1座充电站和115个充电桩的电动汽车充电网络；城市综合信息接入机制完善，大数据基础初步建成，已形成广泛感知网络和公共服务的基础支撑平台，具备示范城市能源互联网的基础设施。
在建设内容上，整个天津中新生态城示范工程围绕能源和信息两条主线，根据建设目标和思路分为6个子项目，分别为“兆瓦级区域微电网建设”、“自动需求侧响应系统”、“多能源综合协调控制系统”、“智慧家庭”、“电动汽车充换电服务网络”建设和“智慧城市综合能源数据服务平台”建设。
1）能源互联网优化配置网络建设。
包括兆瓦级区域微电网建设、自动需求侧响应系统和多能源综合协调控制系统。兆瓦级区域微电网包含分布式兆瓦级微电网、分布式电源混合系统的冷热电多能源协调管理系统、适用于多种补贴机制的双向计量计费系统，搭建典型区域多微电网示范基地，能量优化管理。自动需求侧响应系统主要是为了实现最大限度服务于生态城混合能源优化配置和电力需求侧管理，其终端主要包括工业用户终端、商业用户终端、智慧家庭用户终端和冷热电能源检测和控制。多能源综合协调控制系统包括配电网运行状态辨识、配电网态势感知、多级能源协调优化控制和能源协调优化策略评估与展示，与兆瓦级为电网紧密联系，一方面可以控制兆瓦级微电网，另一方面也受兆瓦级微电网影响，自动需求侧响应为多能源综合协调控制系统提供控制依据。
2）信息服务网络建设。
包括智慧家庭、电动汽车充换电服务网络和智慧城市综合能源数据服务平台。智慧公共服务网络基于三者之间的互动，为整个城市创新服务模式，着力提升服务。智慧家庭依靠智能家庭能源中心、智能双向互动电表、分布式电源即插即用接口装置等设备为居民提供四表抄收、智能家居等电力特色的智能家庭服务，满足用户用电与电网的互动。电动汽车充换电服务网络通过建设电动汽车充换电基础设施，合理部署充电桩，安装电动汽车智能车终端，初步形成电动汽车车联网，搭建电动汽车公共服务平台。在生态城建设基于能源大数据的智慧公共服务平台，利用云存储、云计算和数据挖掘等技术，实现对园区能源、交通、市政等相关系统的大数据处理，并深度挖掘能源互联网的各类应用与业务模式，通过WEB网站、大屏可视化、智能眼镜、OTT(over the top)应用和云服务接口等多种渠道方式，为当地政府、企业居民和电力公司提供智慧公共服务，使之成为支撑智慧城市运营和服务、展示智能电网的重要手段和窗口。
6 结论
本文根据能源互联网的核心概念，比较了当前配电网、主动配电网和能源互联网的特征，讨论了能源互联网核心载体的构成，详细分析、阐述了能源生产与消费方式的变化和交直流主动配电网的基础特征，分析了信息通信管道与多源大数据平台，对能量流与信息流之间的贯通和交互方式进行了讨论，对未来通信管道、大数据技术等核心技术方向进行了总结、归纳和讨论；从智能优化决策、社会公共服务以及运营模式等几方面讨论了能源互联网的智能决策，并对未来的核心关键技术方向进行了描述；最后针对未来能源互联网的运行前景分析给出了应用场景分析，并以实际电网应用示范描绘了城市能源互联网的发展前景。
参考文献
[1] Rifkin J．The third industrial revolution：how lateral power
is transforming energy，the economy，and the world [M]．New York：Palgrave Macmillan，2011：74-112．
3520 中国电机工程学报第35卷
[2] 刘振亚．智能电网承载第三次工业革命[J]．国家电网，
2014，9(1)：30-35．
Liu Zhenya．Smart grid hosted the third industrial revolution[J]．State Grid，2014，9(1)：30-35(in Chinese)．[3] 刘振亚．全球能源互联网[M]．北京：中国电力出版社，
2015：119-253．
Liu Zhenya．Global energy internet[M]．Beijing：China Electric Power Press，2015：119-253(in Chinese)．[4] 朱训．实行全球能源战略——建立全球供应体系[J]．国
际石油经济，2003，11(4)：5-11．
Zhu Xun．The global energy strategy：to set up global supplying system[J]．International Petroleum Economics，2003，11(4)：5-11(in Chinese)．
[5] 吴浩宇．第三次工业革命与分布式能源互联网[J]．经济
与管理，2014，8：31-33．
Wu Haoyu．The third industrial revolution with distributed energy Internet[J]．Management and Administration，
2014，8：31-33(in Chinese)．
[6] 董朝阳，赵俊华，文福拴，等．从智能电网到能源互联
网：基本概念与研究框架[J]．电力系统自动化，2014，38(15)：1-11．
Dong Zhaoyang，Zhao Junhua，Wen Fushuan，et al．From smart grid to energy internet：basic concept and research framework[J]．Automation of Electric Power Systems，
2014，38(15)：1-11(in Chinese)．
[7] 于慎航，孙莹，牛晓娜，等．基于分布式可再生能源发
电的能源互联网系统[J]．电力自动化设备，2010，30(5)：104-108．
Yu Shenhang，Sun Ying，Niu Xiaona，et al．Energy internet system based on distributed renewable energy generation [J]．Electric Power Automation Equipment，2014， 38(5)：104-108(in Chinese)．
[8] 查亚兵，张涛，黄卓，等．能源互联网关键技术分析[J]．中
国科学：信息科学，2014，44(6)：702-713．
Zha Yabing， Zhang Tao， Huang Zhuo，et al．Analysis of energy internet key technologies[J]．Science China：
Inforamtion Science， 2014，44(6)：702-713(in Chinese)．[9] 曹军威，孟坤，王继业，等．能源互联网与能源路由器
[J]．中国科学：信息科学，2014，44(6)：714-727．
Cao Junwei，Meng Kun，Wang Jiye，et al．An energy internet and energy routers[J]．Science China：Inforamtion Science，2014，44(6)：714-727(in Chinese)．
[10] 殷晓刚，戴冬云，韩云，等．交直流混合微网关键技术
研究[J]．高压电器，2012，48(9)：43-46．
Yin Xiaogang，Dai Dongyun，Han Yun，et al．Discussion on key technologies of AC-DC hybrid microgrid[J]．High V oltage Apparartus， 2012，48(9)：43-46(in Chinese)．[11] 张大鹏，徐涛，魏志成，等．交直流混合微电网能量管
理策略研究[J]．煤矿机电，2014，34(5)：10-17．
Zhang Dapeng，Xu Tao，Wei Zhicheng，et al．Research
on energy management strategy of AC/DC hybrid micro
grid[J]．Colliery Mechanical & Electrical Technology，
2014，34(5)：10-17(in Chinese)．
[12] 丁明，罗魁，毕锐．孤岛模式下基于多代理系统的微电
网能量协调控制策略[J]．电力系统自动化，2013，37(5)：
1-8．
Ding Ming，Luo Kui，Bi Rui．An energy coordination
control strategy for islanded microgrid based on a
multi-agent system[J]．Automation of Electric Power
Systems，2013，37(5)：1-8(in Chinese)．
[13] 丁明，马凯，毕锐．基于多代理系统的多微网能量协调
控制[J]．电力系统保护与控制，2013，41(24)：1-8．
Ding Ming，Ma Kai，Bi Rui．Energy coordination control
of multi-microgrid based on multi-agent system[J]．Power
System Protection and Control，2013，41(24)：1-8(in
Chinese)．
[14] 艾芊，章健．基于多代理系统的微电网竞价优化策略
[J]．电网技术，2010，34(2)：46-51．
Ai Qian，Zhang Jian．Optimization bidding strategies of
microgrids based on multi-agent system[J]．Power System
Technology，2010，34(2)：46-51(in Chinese)．
[15] 杨毅，雷霞，叶涛，等．考虑安全性与可靠性的微电网
电能优化调度[J]．中国电机工程学报，2014，34(19)：
3080-3088．
Yang Yi，Lei Xia，Ye Tao，et al．Microgrid energy optimal
dispatch considering the security and reliability [J]．Proceedings of the CSEE，2014，34(19)：3080-3088(in
Chinese)．
[16] 刘广一，黄仁乐．主动配电网的运行控制技术[J]．供用
电，2014(1)：30-32．
Liu Guangyi，Huang Renle．The operation control
technology of Active distribution network[J]．Distribution
and Utilization，2014(1)：30-32(in Chinese)．
[17] 范明天，张祖平，苏傲雪，等．主动配电系统可行技术
的研究[J]．中国电机工程学报，2013，33(22)：12-18．
Fan Mingtian，Zhang Zuping，Su Aoxue，et al．Enabling
technologies for active distribution systems [J]．Proceedings of the CSEE，2013，33(22)：12-18(in
Chinese)．
[18] 尤毅，刘东，于文鹏，等．主动配电网技术及其进展[J]．电
力系统自动化，2012，36(18)：10-16．
You Yi，Liu Dong，Yu Wenpeng，et al．Technology and
its trends of active distribution network[J]．Automation of
Electric Power Systems，2012，36(18)：10-16(in Chinese)．[19] 刘世栋，李炳林，张浩．电力信息通信网智能管道架构
研究[C]//中国通信学会信息通信网络技术委员会2013
年年会论文集．呼和浩特：中国通信学会信息通信网络
技术委员会，2013：378-383．
Liu Shidong，Li Binglin，Zhang Hao．Study on wise
pipeline architecture of electric communication network
第14期蒲天骄等：基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及其关键技术 3521
[C]//2013 Annual Meeting of Information and
Communication Network Technology Committee of China
Communication Society．Hohhot：Information and Communication Network Technology Committee of China
Communication Society，2013：378-383(in Chinese)．[20] 曹军威，万宇鑫，涂国煜，等．智能电网信息系统体系
结构研究[J]．计算机学报，2013，36(1)：143-167．
Cao Junwei，Wan Yuxin，Tu Guoyi，et al．Information
system architecture for smart grids[J]．Chinese Journal of
Computer，2013，36(1)：143-167(in Chinese)．
[21] Pipattanasomporn M， Feroze H，Rahman S．Multi-agent
systems in a distributed smart grid：design and implementation[C]//IEEE PES 2009 Power Systems Conference and Exposition (PSCE’09)．Seattle，
Washington，USA：IEEE，2009：1-7．
[22] McArthur S D J， Davidson E M，Catterson V M，et
al．Multi-agent system for power engineering applications-
Part I& II：concepts， approaches， and technical challenges[J]．IEEE Transactions on Power Systems，
2007，22(4)：1743-1752．
[23] Liu Guangyi，Pu Tianjiao，Liu Kewen，et al．Design and
implementation of an autonomous grid simulator based on
multi-agent system[C]//IEEE Power & Energy Society General Meeting．Washington：IEEE PES，2014．[24] 尤毅，刘东，钟清，等．多时间尺度下基于主动配电网
的分布式电源协调控制[J]．电力系统自动化，2014，
38(9)：192-198．
You Yi，Liu Dong，Zhong Qing，et al．Multi-time scale
coordinated control of distributed generators based on active distribution network[J]．Automation of Electric Power Systems，2014，38(9)：192-198(in Chinese)．[25] 尤毅，刘东，钟清，等．主动配电网优化调度策略研究
[J]．电力系统自动化，2014，38(9)：177-183．
You Yi，Liu Dong，Zhong Qing，et al．Research on optimal
schedule strategy for active distribution network [J]．Automation of Electric Power Systems，2014，38(9)：
177-183(in Chinese)．[26] Fan Zheng，Pu Tianjiao，Yu Ting，et al．Agent-based
simulation analysis for reactive power and voltage
optimization of cooperative transmission network and
distribution network[C]//The 6th China International
Conference on Electricity Distribution (CICED)．Shenzhen，2014：1402-1407．
[27] Fan Zheng，Chang Xiqiang，Wang Heng，et al．Discrete
reactive power optimization based on interior point filter
algorithm and complementarity theory[C]//International
Conference on Power System Technology
(POWERCON)．Chengdu，2014：210- 214．
[28] 赵慧颖，刘广一，贾宏杰，等．基于精细化模型的需求
侧响应策略分析[J]．电力系统保护与控制，2014，42(1)：
62-69．
Zhao Huiying，Liu Guangyi，Jia Hongjie，et al．Analysis
of demand response program based on refined models
[J]．Power System Protection & Control，2014，42(1)：
62-69(in Chinese)．
[29] 余贻鑫，马世乾，徐臣．配电系统快速仿真与建模的研
究框架[J]．中国电机工程学报，2014，34(10)：1675-1681．
Yu Yixin，Ma Shiqian，Xu Chen．A research framework
for the distribution fast simulation and modeling
[J]．Proceedings of the CSEE，2014，34(10)：1675-1681(in
Chinese)．
收稿日期：2015-02-16。
作者简介：
蒲天骄(1970)，男，教授级高级工程师，
主要研究方向为电力系统自动控制、智能
电网仿真、主动配电网等，tjpu@epri.sgcc.
https://www.doczj.com/doc/8d5189141.html,；
刘克文(1981)，男，工程师，通信作
者，主要研究方向为分布式智能控制系统、
主动配电网关键技术，liukewen@epri.sgcc.
https://www.doczj.com/doc/8d5189141.html,。
蒲天骄
(责任编辑张玉荣)
面向主动式配网的微电网技术初探 发表时间：2018-05-10T15:37:54.433Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：韩云海1 刘翠娜2 [导读] 摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。 (1南京国电南自电网自动化有限公司 211106；2协鑫电力设计研究有限公司 210009) 摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。微电网技术的应用，给配电网的建设带来了更多的便利，不仅能够降低电网的供电成本，减少能耗，还能实现分布式电源的有效管理和对配电网有效调节与控制。因此，在主动式配电网中引入微电网，完善微电网相关工作有着重要的实际意义。本文主要阐述了微电网技术的优点，分析了其在主动式配电网中的应用情况。 关键词：主动式配网；微电网技术；初探 电能作为一种便捷的能源，与国民经济息息相关。在国家政策的扶持下，大区域互联的同步电网成为中国主要的电力供应渠道。在能源危机与环境污染的双重压力下，超大规模电力系统的弊端也日益显现。尤其在风电、光电等可再生、间歇性能源高渗透接入后，传统的配电网已无法缓解其对电网的冲击。电力系统急切需要一种技术来吸纳大量间歇性能源，将传统的被动式电网转变为主动式电网，以便对大量间歇性能源进行主动控制和主动管理。微电网技术是主动式配电网发展的关键技术，开展储能技术、分布式、微电网供能相结合的研究，是电力系统主动适应国家能源发展战略，积极应对能源危机的有效途径。 1、配网异动主动式管理初探 1.1、开展配网异动管理薄弱环节整治 （1）开展图实不符情况核查。以自查为主，以抽查为辅，全面开展配网设备图实不符情况核查工作。配网运行单位在核查过程中，认真组织核查配网线路系统接线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，保证图实相符。 （2）开展“拉网式”“地毯式”现场核查。组织配网运维人员深入辖区各配电台区、各条线路现场，以“拉网式”“地毯式”方式全面了解台区设备和线路的真实信息，与现有图纸数据进行核对，对发现的图实不符情况要做好记录，并上报公司相关部门进行整改。 （3）根据核查上报的《设备整改跟踪及清理排查表》，组织运维部门和调控分中心安排专人核查配网线路单线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，并重新修改CAD图纸和EMS系统图纸，确保配网图纸图实相符率100%，配网图纸系统相符率100%。 （4）实行领导挂片督导。为使图实相符整治工作有序推进，由公司领导分别挂片，按照核查内容、工作要求和完成时限进行现场抽查，确保图实相符专项整治工作按期高效完成。 1.2、优化设备异动管控流程 以省地县一体化调度管理系统为依托，推进配网异动管理新流程上线，实现县调配网异动的申报、审核、受理、处理全过程电子化，解决新建、改建、大修配网工程（包括业主扩建、增容、销户）及故障抢修等引起的配网网络拓扑、参数及设备命名变化引起的配网设备异动。以业主扩建工程为例，对其管理流程进行优化。 （1）流程优化之前配网设备异动采取“线下”模式，主动管理手段不到位，导致异动发起无法监管，异动时间滞后，异动流程缓慢。主要流程：检修计划完成后由配网运行单位发起异动申请，填写纸质的异动单签名盖章后送至调控分中心，由调控分中心根据异动单内容，发布异动设备调度命名及系统图纸更新，配网运行单位修改CAD图纸。 （2）优化流程配网异动采取“线上”模式进行，在检修计划施工前5天，由施工单位提供异动设备基础资料至配网设备运行单位，由配网设备运行单位发起申请，在施工前3天完成异动流程申请，并将异动单与检修申请票关联，提醒调控员该检修计划需异动，依据异动单和检修申请票才能许可该项计划。通过优化流程较好地管控异动发起、异动完成时间、异动执行人责任，整个流程清晰，人员各司其职，执行力大大提高。主要流程：营销部门相关人员于异动工作实施至少5个工作日前在OMS系统的配网异动审核流程中发起申请，营销专职审核发生异动的业扩工程，营销负责人审批发生异动的业扩工程；运维部门人员根据异动申请绘制异动后的配网图纸，并在OMS系统配网异动模块中上传异动前后图纸。 2、微电网技术在主动式配电网中的应用 2.1、提高分布式能源的利用效率 微电网技术可以有效调节配电网中双向电流的大小和方向，因而能够对分布式电源进行柔性消纳。这种对分布式电源功率的有效调节，可以在保证正常供电的情况下，将多余的能量输送到其他电网中，也可以输送到负荷或者微电网系统中。这种做法的优点是，可以实现对电力资源的充分利用。因此，通过微电网技术的应用，主动式配电网可以有效提高分布式电源的利用效率，实现高效节能的效果。 2.2、微电网中的储能技术 储能装置在微电网系统中扮演着能量调节和后备电源的角色。微电网对于电能存储的要求主要有3个方面：①保证稳定可靠的供电，如电压补偿、不间断电源等；②提高新能源发电并网性能，如平抑风力，光伏发电等新能源发电输出功率的间歇性、波动性；③提高电能利用效率的优化能量管理。显然一种储能元件很难同时满足这些要求，因此在微电网系统中需要采用多元组合储能[16]。鉴于中国储能技术还处于起步阶段，研发快速高效低成本的储能电池与对复合储能系统的优化控制将是微电网领域的重要课题。 2.3、提高配电网电压质量 在主动式配电网中，由于存在很多的分布式电源和储能装置，并且负荷也有很多，这就使得配电网的电压分布不稳定，处在不断变化的过程中。并且，多数情况下，这种电压的变化是没有规律的。这就容易导致电压质量不高，进而会直接影响到配电网中设备的寿命。所以，对主动式配电网的电压稳定性进行控制尤为重要。微电网技术的应用，可以具备电压协调控制功能，能够对分布式电源和储能装置的参数进行控制，使得主动式配电网接口处的电压得到有效控制，从而能够减少电压不稳定现象发生的概率。 2.4、微电网的保护 传统的配电网的保护系统相对较为简单，主要采用速断和过电流两种保护方式，含大量DER的微电网接入彻底改变了配电系统故障的特征，使配电网的故障无法及时、准确地切除，对配电系统稳定、设备健康状态造成破坏。针对微电网的保护问题主要可归纳为3个方面：①微电网内的DER与原有配电网保护的配合问题；②微电网接入后对线路重合闸的影响；③孤岛检测和逆功率保护问题。
附件2 基于工业互联网平台的创新应用案例（框架） 填写说明：工业互联网平台解决方案服务商需和应用企业一起填报；允许提交多个案例，每个案例均需按框架要求撰写。 一、基本信息
二、工业互联网平台解决方案（4000字，建议平台服务商填写） (一)解决方案概述（1000字以内） 1.解决方案能解决哪些问题 针对的应用场景，能解决的痛点问题 2.解决方案服务范围 首先从哪个行业入手，目前已在哪些行业部署实施 3.解决方案的特征/优势 (1)与传统方案相比有何优势 (2)同类型解决方案服务商还有哪些，与之相比有何优势 (二)解决方案技术实现（2000字以内）
按照通用型解决方案描述，不需要针对特定案例 (三)应用效果（500字以内） 1.理论上可实现的效果 2.在企业实际落地的效果 (四)创新点及推广价值（500字以内） 1.创新点 应用什么新技术；带来什么新价值、新效果；拓展什么新业务； 形成什么新模式、新业态等 2.推广价值 区域、行业、领域等可复制性、规模化应用价值 三、工业互联网平台创新应用案例（建议应用企业填写，5000字） (一)工业互联网平台应用的背景和诉求（1000字内） 工业企业为何选择工业互联网平台应用，是否能解决当前问题。内容包括但不限于： 1.企业面临的挑战 梳理企业发展面临的内外部挑战，分析企业现有竞争力有哪些 不足，总结企业基于工业互联网平台提升或重塑核心竞争力的主要
诉求。 2.工业互联网平台应用思路 一是总体规划。介绍企业基于工业互联网平台开展数字化转型的整体战略、目标和规划等。 二是分步实施。现阶段哪些关键业务环节开展了平台应用。 (二)工业互联网平台创新应用（2500字以内） 1.拟解决的痛点 2.选择服务商的主要考虑因素： （如：服务商是知名品牌、部署成本低、技术领先、安全性高、长期合作伙伴、政府推荐等方面） 3.技术方案 结合应用企业信息化基础、业务特点、设备设施改造、系统集成情况、数据开发利用情况等实际描述。 4.应用成效 (1)在优化已有业务方面，形成的可量化效果 (2)在业务创新方面，形成的新产品、新模式、新价值 (3)其他可量化的经济效益和社会效益 ……
能源互联网背景下综合智慧能源的发展 行宇2016.09.18 什么是能源互联网？能源互联网可以理解为:“综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能管理技术, 将大量由分布式能量采集装置, 分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型 电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来, 以实现能量双向流动的能量对等交换与共享”。能源互联网有三大内涵：从化石能源走向可再生能源；从集中式产能走向分布式产能；从封闭走向开放。这也意味着，未来能源行业的发、输、用、储及金融交易等环节都将会发生巨大变化。 实际上，能源互联网看似美好，但具体操作起来，从电网公司、发电企业、专门的调度机构等电力从业者，到国家发展改革委、国家能源局等监管部门，都会觉得很头疼。因为新的电力价值链需要新的技术，更需要新的体制以及商业模式来支撑，而这恰恰都是目前能源行业所缺乏的。 综合能源系统是能源互联网的重要物理载体，根据地理因素与能源发/输/配/用特性，综合能源系统分为跨区级、区域级和用户级。区域综合能源系统是探究不同能源内部运行机理、推广能源先进技术的前沿阵地，具有重要的研究意义；稳态分析是该领域研究的基础，是探究多能互补特性、能量优化调度、协同规划、安全管理等方面的核心所在。
综合智慧能源只做一件事情，就是用积极的方式开发建设全新的综合能源，运用互联网创新技术让综合能源系统拥有智慧。综合智慧能源以功能区为单元，对不同能源品种，提供一体化解决方案，实现横向“电热冷气水”多类能源互补，纵向“源网荷储用”多种供应环节的生产协同、管廊协同、需求协同以及生产和消费间的互动。 一、综合智慧能源解决的问题 《关于推进“互联网＋”智慧能源发展的指导意见》提出，“互联网＋”智慧能源（能源互联网）是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，对提高可再生能源比重，促进化石能源清洁高效利用，推动能源市场开放和产业升级具有重要意义“。同时明确能源互联网建设的10大重点任务，一是推动建设智能化能源生产消费基础设施。二是加强多能协同综合能源网络建设。三是推动能源与信息通信基础设施深度融合。四是营造开放共享的能源互联网生态体系，培育售电商、综合能源运营商和第三方增值服务供应商等新型市场主体。五是发展储能和电动汽车应用新模式。六是发展智慧用能新模式。七是培育绿色能源灵活交易市场模式。八是发展能源大数据服务应用。九是推动能源互联网的关键技术攻关。十是建设国际领先的能源互联网标准体系。 作为区域综合能源系统的典型能源形式，源端与受端的能源多样化发展以及能源传输与设备的革新促使能源系统进一步耦合。简单的讲综合智慧能源=多类供能技术集成+分布式能源+互联网技术的创新。本
能源互联网的关键技术有哪些？ 2015-11-05 能源互联网关键技术是包括新能源发电技术、大容量远距离输电技术、先进电力电子技术、先进储能技术、先进信息技术、需求响应技术、微能源网技术，也包括关键装备技术和标准化技术。其中先进电力电子技术、先进信息技术是关键技术中的共性技术。 新能源发电技术 能源互联网关键技术是指可再生能源的生产、转换、输送、利用、服务环节中的核心技术，包括新能源发电技术、大容量远距离输电技术、先进电力电子技术、先进储能技术、先进信息技术、需求响应技术、微能源网技术，也包括关键装备技术和标准化技术。其中先进电力电子技术、先进信息技术是关键技术中的共性技术。 新能源不仅包括风能、太阳能和生物质能等传统可再生能源，还包括页岩气和小堆核电等新型能源或资源。新能源发电技术包括各种高效发电技术、运行控制技术、能量转换技术等。 在新能源发电技术方面，研究规模光伏发电技术和太阳能集热发电技术、变速恒频风力发电系统的商业化开发，微型燃气轮机分布式电源技术，以及燃料电池功率调节技术、谐波抑制技术、高精度新能源发电预测技术、新能源电力系统保护技术；研究动力与能源转换设备、资源深度利用技术、智能控制与群控优化技术和综合优化技术。 大容量远距离输电技术 大容量远距离输电是我国及世界能源革命的基础技术，是解决大型能源基地可再生能源发电外送的支撑手段。我国可以发展建设以特高压骨干网为基础，利用高压直流互联可再生能源基地，实现覆盖全国范围的交直流混合超级电网，提高我国供电的灵活性、互补性、安全性与可靠性。大容量远距离输电技术包括：灵活可控的多端直流输电技术、柔性直流输电技术、直流电网技术、海底电缆技术、运行控制技术等。直流电网技术是解决我国能源资源分布不均带来的电能大容量远距离传输问题、大规模陆上及海上新能源消纳及广域并网问题、以及区域交流电网互联带来的安全稳定运行问题有效的技术手段之一。 先进电力电子技术 先进电力电子技术包括高电压、大容量或小容量、低损耗电力电子器件技术、控制技术及新型装备技术。以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料的发
重磅发布CloudPSS平台——云端的能源互联网仿真工具 研究背景能源互联网（或称“互联网+”智慧能源）是一种将传统能源生产、传输、存储、消费以及能源市场与互联网技术深度融合的能源产业发展新业态。能源互联网结合了能源领域、信息系统的多项关键技术，其本质上是高度复杂的信息物理耦合系统。因此，围绕能源互联网的规划、设计、运行控制和协同调度等方面的研究均离不开建模和仿真工具。而目前，能源互联网还处于发展的起点，国内外尚无针对能源互联网的专用建模和仿真工具。 ■灵活高效，专注于解决能源互联网中的建模仿真问题■ 无微不至，准确刻画小至纳秒级的电磁暂态■迅如闪电，结合并行计算技术加速仿真，实现实时仿真■万无一失，仿真算例存储在云端■无需安装，立即使用！CloudPSS——云端的仿真平台 灵活、共享、高效、免费的能源互联网仿真平台由清华大学能源互联网创新研究院安全和高效技术研究中心研发，CloudPSS是一款结合互联网、云计算、并行计算技术的能源互联网建模及仿真工具。CloudPSS提供能源互联网中多种设备的电、磁、热等多物理场详细模型，可实现多时间尺度下能源互联网的精确动态仿真、运行控制在环测试，信息物理耦合仿真等多种应用场景。
灵活——行云流水般的建模体验CloudPSS提供了基于Web 界面的能源互联网建模平台。其Web服务器位于阿里云，用户无需安装，仅通过Web浏览器（如Chrome、IE、Edge等）进行访问。建模平台提供包含丰富的基础模型库、模块封装功能，使用户可快速完成模型搭建。同时，图形化界面结合了PSCAD与Simulink的模型搭建特点，使得相关软件用户可快速上手。共享——集思广益，合作协同能源互联网拓扑结构复杂，规模庞大，依赖大量的建模工作。CloudPSS提供多用户算例共享的功能，可实现不同用户之间协同合作，实现复杂算例的模块化构建。 高效——海量计算，岂止于快CloudPSS利用云端计算服务器完成计算。云端计算服务器为高性能超级计算机。为满足大规模算例加速仿真和实时仿真需求，CloudPSS通过对仿真模型仿真算法的优化，利用英伟达公司的Tesla图形加速卡（GPU）实现了能源互联网在电磁暂态级别的实时仿真。下表为整台直驱风机算例下，CloudPSS与相关商业软件的耗时对比。目前，CloudPSS可实现在单块Tesla计算卡为50台直驱风机提供电磁暂态级别的实时仿真。 表1效率对比免费——无需安装，立即使用！ CloudPSS现阶段完全免费，用户可登陆https://www.doczj.com/doc/8d5189141.html, 进行注册使用，并结合下面的2分钟快速上手视频进行简单学习。2分钟快速上手！CloudPSS中能源互联网仿真示
主动配电网运行方式及控制策略分析 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。为适应新形势的发展，主 动配电网加强了对电源侧、负荷侧和配电网的控制，强调对各种灵活性资源从被 动处理到主动引导与主动利用。 关键词：配电网；控制；分析 本文从主动配电网的组成特点出发，结合主动配电网的运行方式分析和控制 方式选择，梳理主动配电网的控制方法和手段，提出源网荷互动全局控制中心的 功能设计，提出针对配电网运行数据、营销数据及电网外部数据的的数据中心支 撑方案，从而支持多种形式能源接入的监视控制与双向互动，支持海量数据的处 理与分析决策能力。 全局控制中心主要包含全局协调优化、区域协调优化、分布式控制等内容， 强调对配网运行的主动控制。通过运维支持服务、协同优化控制、综合服务等实 现全局协调优化功能，通过用能能量管理、电动汽车充电管理、储能管理、分布 式能源管理等实现区域协调优化，通过储能、电动汽车、分布式能源等灵活性资 源实现分布式就地控制。 1 主动配电网运行控制框架 1.1 主动配电网形态 主动配电网重点关注能源生产的配给和综合利用，将其基础框架按照能源生 产与消费层、能源传输层、能源管理大数据平台和能源管理应用层四个层面进行 考虑。 （1）能源生产与消费层为充电汽车、分布式发电、储能设备和“冷、热、电” 联产构成的主动配电网能量流层，该层中的用户可是能源的生产者，也是能源的 消费者，负荷具备柔性的调节能力。 （2）能源传输层为主动配电系统的配电网络，具有拓扑结构灵活，潮流可控、设备利用率高等特点。 （3）大数据平台使适应主动配电网特点的服务平台层，包括云平台、大数据处理技术和智能电网服务总线，支持能源生产、传输、消费等全过程的数据存储、分析、挖掘和管理。 （4）能源管理应用层要求实现主动配电网各种运行与控制功能，主要有电网运行态势感知、全电压等级无功电压控制、自适应综合能源优化、分布式发电预测、馈线负荷预报、故障诊断隔离与恢复、合环冲击电流在线评估与调控、风险 评估与状态检修等，同时是为能源全寿命周期提供优化控制决策和服务的集成调控—运检—营销于一体的智能决策支持系统。 1.2 控制方式选择 系统控制方式对系统控制资源有着重要的影响，对系统运行的水平和可靠性 起着决定性的作用。主动配电网目前的主要控制方式包括集中式、分散式、分层 式等类型。其中，集中式控制利用传感器将网络潮流信息或设备状态数据上传至 能源管理系统，能源管理系统利用分层分布协调控单元对分布式电源、开关等设 备发布控制指令、管理电网运行。 分散式控制通过分层分布式控制单元和本地协调控制器进行协调控制，其中 分层分布式控制单元负责区域协调控制，本地协调控制器对本地设备状态信息进 行采集，并及时给出控制命令。
能源互联网发展趋势及展望 一、导论 能源互联网是互联网技术、能源技术与现代电力系统的结合，是信息技术与能源电力技术融合发展的必然趋势。因此如果以开放、互联、对等、分享的原则对电力系统网络进行重构，可以提高电网安全性和电力生产的效率，使得能源互联网内可以跟互联网一样信息分享无比便捷。在能源互联网提出来前，智能电网概念已经得到业内认可，智能电网的理论都已经非常成熟，从手段、理念到目标都非常清晰。正因如此，去年国家发改委和能源局出台了智能电网的有关指导性文件。 在智能电网的基础上，让互联网和智能电网深度融合，才会走向能源互联网。能源互联网不能简单认为是能源修饰互联网。如果简单从字面理解，能源互联网更多指向二次能源甚至新能源的互联网，这不全面。能源互联网应该是让包括新能源、非化石能源在内的更多的创新性能源技术，在互联网背景下的信息时代，整合得更坚实有力。能源互联网是互联网理念在能源领域的应用，但其并非能源与互联网的简单相加，而是一种新型的信息与能源深度融合的“广域网”，它以现有的大电网作为“主干网”，并以微网和分布式能源等能量自治单元为“局域网”，构建开放、互联、对等和分享的信息与能源一体化架构，以真正实现能量的按需分配与动态平衡使用，最大限度地灵活接入分布式可再生能源。通过信息化和智能化，智能电网力图在一定程度上解决电力系统自身的问题，提高设备的利用率、安全可靠性、电能质量等等，而能源互联网的基本出发点则是要解决未来大规模分布式能源和可再生能源与用户之间的开放互联问题，互联式的电网是最可行的方式。因此，能源互联网的核心在于能量的交换，信息通信控制是为了更好地支撑，信息物理融合在能源互联网中也非常重要。 形象地说，其实未来能源互联网的场景也很容易理解，就是源的极端动态（如间歇性的可再生能源达到50%以上）、负载动态加上个性化需求（如电能质量等），那么应如何构建能源互联网？能源互联网在一定程度上可以借鉴互联网的理念和技术，实现能量的交换。事实上，互联网从一开始面对的就是这样的需求——信息随时要求开放的接入（“源”是动态且开放的）、用户要求随时随地获取信息（“用”是动态且内容不断变化的），而且互联网需求的增长也非常迅速，应该说互联网架构演进到今天，虽然还存在很多问题，但基本上满足了这样的需求。 二、用户端 能源互联网，首先用户端就要联上网。“智能电表”的概念应运而生。智能电表是什么？智能电表是智能电网的智能终端和数据入口，为了适应智能电网，智能电表具有双向多种费率计量、用户端实时控制、多种数据传输模式、智能交互等多种应用功能。智能电表在智能电网数据资源整合中扮演着重要角色。在国家的“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流等十大领域重点部署，其中智能电网总投资预计达2万亿元，位居首位。2015年8月，发改委7个物联网立项中首个验收工程“国家智能电网管理物联网应用示范工程”验收成功。之后国家能源局印发的《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》提出“推进用电信息采集全覆盖”、“2020年，智能电表覆盖率达到90%”以及“以智能电表为载体，建设智能
配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。 来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，本报记者进行了详细调查。 为什么要研究主动配电网？ 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险 提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。 配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传
能源互联网的关键技术 要真正实现能源的互联互通，涉及到众多的技术应用。与传统电网不同，能源互联网是由多个微电网互联而成。每个微电网内部又包括发电（各种形式的发电）、储能、用户、输配电以及并网系统。因此，能源互联网涉及的技术要比传统电网的面更为宽广。例如，能源转化、能源的收集、电网与互联网融合、能源存储等诸多方面。为了方便起见，我们分为智能微电网和广域的能源互联网两部分介绍相关技术。 一、智能微电网的关键技术 作为能源互联网的细胞，大量微电网的建设和运营是能源互联网存在的基础。而微电网中的许多关键技术与现有的电网技术也大不相同。 （一）各类新能源发电设备 能够作为微电网的电源的其它可再生能源有如下几种： 光伏发电，风力发电，小型水力电站，生物质能电站（主要是沼气发电，可与垃圾处理、有机肥的生产相结合），采用天然气的微型燃气轮机。 上述各种形式的新能源技术现在基本成熟，但在如何提高能源的转换效率方面还有许多可以改进的地方。 （二）储能技术 微电网的储能系统要满足以下三种情况的要求：1）在电源或电网事故情况下，储能系统能够迅速替代电源；2）在微网内大型负荷启动时，由于电流往往数倍于运行电流，需要储能系统提供瞬时大电流；3）在光伏以及其它电网发电不足时，起到为微网内负荷供电的功能。 目前，较为成熟的储能技术是铅酸蓄电池，但有寿命短和铅污染的问题。能够适用于智能光伏微电网的新型储能系统有如下几种：钒流体电池，飞轮储能，超级电容。这几种新型储能系统各有优缺点，随着产业化程度的不断成熟，相信产品的质量、性能、稳定性均将有大幅提高，成本也可以大幅度下降。 （三）微网控制技术 与传统电网不同，智能微电网的网内有多个电源和多处负荷。负载的变化、电源的波动，都需要通过储能系统或外部电网进行调节。这些电源的调节、切换和控
互联网多活技术架构及运维饿了么多活系统架构
饿了么业务快速发展，给技术带来了海量请求和高并发、微服务的挑战，同时开发团队快节奏的版本迭代和服务快速上线的要求也驱动运维团队提供稳定、高效的运维服务。 我是饿了么的技术运营负责人，见证了饿了么业务的飞速发展。记得2015 年加入饿了么的时候，我们的日订单量只有30 万笔；而到了2017 年，我们的日订单量已经超过1000 万笔。 考虑到我们在整个市场的体量和单个机房至多只能处理2000 万笔订单的上限，我们逐步推进了面向百分之百冗余多活的新规划。
今天的分享主要分为三个部分： ?多活场景及业务形态 ?饿了么多活运维挑战 ?饿了么运营体系探索 多活场景及业务形态 饿了么多活的现状 首先介绍一下饿了么整个多活的现状：我们在北京和上海共有两个机房提供生产服务。 机房和ezone 是两个不同的概念，一个机房可以扩展多个ezone，目前是一对一关系。
我们还有两个部署在公有云的接入点，作为全国流量请求入口。它们分别受理南北方的部分流量请求，接入点都部署在阿里云上面，同时从运维容灾角度出发。 我们考虑到两个云入口同时“宕掉”的可能性，正在筹建IDC 内的备用接入点，作为灾备的方案。 多活从2017 年 5 月份的第一次演练成功到现在，我们经历过16 次整体性的多活切换。 这16 次切换既包含正常的演练，也包含由于发生故障而进行的真实切换。其中，最近的一次切换是因为我们上海机房的公网出口发生了故障，我们将其所有流量都切换到了北京。 实现多活的背景 下面我从五方面介绍实施多活之前的一些背景状况：
?业务特点 ?技术复杂 ?运维兜底 ?故障频发 ?机房容量 业务特点：我们有三大流量入口，分别是用户端、商户端以及骑手端。 一个典型的下单流程是：用户打开App 产生一个订单，店家在商户端进行接单，然后生成一个物流派送服务的运单。 而该流程与传统电商订单的区别在于：如果在商城生成一个订单，后台商户端可以到第二天才收到，这种延时并无大碍。
工业互联网成熟度评估 白皮书
目录 一、工业互联网成熟度评估提出的原因 (7) （一）工业互联网应用浪潮来袭 (7) （二）联盟需构建先导性的标准化模型 (7) （三）为企业提供一个便利的自我评价工具 (8) （四）为政产研用搭建一个持续透明的信息窗口 (8) 二、工业互联网成熟度评估模型 (9) （一）评估模型的架构 (9) 1、三大核心要素 (9) 2、两大目标对象 (10) 3、十三个关键能力和能力等级 (11) （二）评估模型的指标体系 (19) 1、具体指标 (19) 2、权重设置 (21) 三、工业互联网成熟度评估模型的应用和试评估 (23) （一）应用方法 (23) 1、指标量化采集 (23) 2、实时结果计算 (23) 3、对应星级评定 (24) （二）试评估结果分析 (25) 1、工业互联网成熟度总体能力水平 (25) 2、工业互联网成熟度单项能力水平 (27) 3、离散型与流程型行业成熟度比较 (28) 四、下一步落地与实践 (30) （一）动态优化评估指标和评估问卷 (30) （二）推进在线评估服务平台建设 (31) （三）提供评估诊断和咨询服务 (32) （四）公开发布成熟度评估报告 (32) 附件1：术语和缩略语 (33) 附件2：国内外相关成熟度评估理论研究 (35) 参考文献 (39)
图表目录 图表 1 工业互联网成熟度评估三大核心要素 (10) 图表 2 工业互联网成熟度评估的关键能力 (11) 图表 3 智能设备联网能力等级 (12) 图表 4 信息网络设施能力等级 (12) 图表 5 生产资源连接能力等级 (13) 图表 6 横向集成能力等级 (13) 图表 7 纵向集成能力等级 (14) 图表 8 端到端集成能力等级（离散） (15) 图表 9 端到端集成能力等级（流程） (15) 图表 10 运营智能决策能力等级 (16) 图表 11 产品生命周期优化能力等级 (16) 图表 12 生产智能管理能力等级 (17) 图表 13 供应链优化能力等级 (17) 图表 14 网络化协同能力等级 (18) 图表 15 能耗与安全管理优化能力等级 (18) 图表 16 服务化延伸能力等级 (19) 图表 17 离散行业工业互联网成熟度评估指标体系 (20) 图表 18 流程行业工业互联网成熟度评估指标体系 (20) 图表 19 权重设置的思路和修正方法 (22) 图表 20 二级指标和三级指标的权重设置 (22) 图表 21 定量指标和定性指标的量化采集及打分原则 (23) 图表 22 单项能力评估分值和星级对应原则 (24) 图表 23 总体能力评估分值和星级对应原则 (25) 图表 24 工业互联网成熟度总体能力试评估结果 (26) 图表 25 工业互联网成熟度总体能力星级分布 (26) 图表 26 工业互联网成熟度单项能力试评估结果 (28) 图表 27 离散型和流程型成熟度总体能力星级分布 (29) 图表 28 离散型和流程型成熟度单项能力星级分布 (30) 图表 29 权重配置动态变化示意 (31) 图表 30 软件能力成熟度模型（CMM）的五个梯度 (35) 图表 31 德国VDMA 工业4.0 成熟度评测模型 (36) 图表 32 美国NIST 企业MBE 能力评估模型 (37) 图表 33 我国CESI 智能制造能力等级矩阵 (38)
主动配电网文献综述 摘要：分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性，同时，未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网的一种发展模式，主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的关注。本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。 关键词：主动配电网，分布式发电，潮流算法，粒子群算法，混合算法 0引言 近年来，全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发，严重威胁着人类社会的可持续发展。在诸多因素中，人类过度排放温室气体被认为是导致全球气候变化的重要原因[1,2]。 为应对上述挑战，英国政府于2003年首次提出了低碳经济的发展理念。发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制，其关键在于对可再生能源的有效开发与利用。对此，一种解决思路是从配用电环节入手，建立协调关联分布式可再生能源发电、配电网络与终端用电的集成供电系统，实现对可再生能源的就地消纳与利用。分布式配用电系统优点有建设周期短、投资成本低、运行灵活，且抗风险能力更强[3,4]。 传统配电网中，电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点，其运行方式和规划准则相对简单。然而，分布式能源的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造成显著影响。而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素，因此难以满足低碳经济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用的要求。 与主要关注用户侧的微电网（Micro-Grid, MG）不同，ADN 主要面向由电力企业管理的公共配电网。它是一种兼容电网、分布式发电及需求侧管理等多类型技术的全新开放式配电系统体系结构。ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度，强调在整个配电网层面内借助主动网络管理（Active Network Management, ANM）实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位提高[5]。 本文将介绍主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。 1 国内外技术现状 主动配电网（AND）是近几年来才提出的新名词。最早美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）提出了“微网”的概念，微网是由微电源和负荷共同组成的系统，可同时提供电能和热量，其组成结构较ADN 简单，也可以说是ADN的一种特殊形式。 1.1国外技术现状 目前对ADN的研究处于领先地位的主要有北美、欧盟和日本等。美国CERTS己在美国电力公司Walnut的微网测试基地成功验证了微网的初步理论；欧盟推出了“Microgrids”和“More Microgrids”个主要项目，德国太阳能研究所建成的微网实验室规模最大，容量达到200kV A，该研究所还在其实验平台设计安装了简单的能量管理系统；日本常规能源较为匿乏，在可再生能源幵发和利用上投入较大，已在国内建立了多个微网项目，其微网实验系统的开发亦处于世界领先水平。 截至2013年，欧盟开展了ADINE、ADDERSS、GRID4EU等代表性的ADN示
互联网电商系统架构介绍
背景 说起架构，大多人想到的是技术语言、技术框架、SOA、微服务、中间件等，这些都是纯粹的系统架构或基础架构，它们基本不受业务影响，大多可以独立于具体业务进行开发和发展，形成自己独立的体系甚至标准化的技术产品。 但实际上大多情况下技术是为业务服务的，我们开发的更多的是应用系统或者称之为业务系统，业务的不同特点决定了应用（业务）架构也必然有不同的特点。 而这些不同的特点单纯靠技术肯定解决不了，应用架构设计的一条重要原则是技术中立，所以更多时候我们要从应用的角度而不是技术的角度去考虑问题。 我做过电商核心交易相关系统，提起电商大家想到的自然是PV、UV、高性能、高并发、高稳定、抢购秒杀、订单、库存、分布式事务等。 这里的每一个点初听起来都充满着高深与神秘，以关心较多的秒杀为例（1000 万人秒杀100 块100g 的金条）我们来分析看看。 常规秒杀架构常规架构如下
常规流量分布模型 展示层流量> 应用层流量> 服务层流量> DB 层流量 超NB 的系统流量分布模型如下 展示层流量= 应用层流量= 服务层流量= DB 层流量
我们知道DB 是系统最底层也是流量的最大瓶颈，从上面几个图可以看到，超NB 的公司解决了DB 瓶颈所有流量可以一路直到DB 层，每一层都可以任意扩展，那么系统的压力就可以轻松化解。 当然一些没有经验的系统也是这么做的，但DB 层甚至其他层扩展做不好，所以系统经常挂。而实际上再NB 的公司也不会这么去做，即使技术上能做到也没有必要，因为代价实在太大。 所以我们要从DB 层之前想办法梯形逐层进行流量过滤，也就成了上边看到的常规流量分布模型，最好的结果就是到DB 层流量只有实际的订单数100（100 块金条）。 秒杀流量过滤—常规思路 回到常规流量分布模型，以下是一个常用的秒杀系统流量过滤过程：
主动式配电网 主动配电网“主动”在哪儿？ 配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。 来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯，供电企业事先准备好网络和负荷，为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价，以调整用电行为节省电费，还可以查询选用周边的分布式电源，实现一定区域内的电力资源最优分配。 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，某报记者进行了详细调查。 为什么要研究主动配电网 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险 提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。
配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传统配电网的特性。这意味着，传统配电网的保护、控制策略将失效，电网的供电可靠性将受到影响。 国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者：“根据国外的经验，分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的30%，否则，电流可能产生倒送，有些保护和控制就会误动。” 为对日益增长的分布式电源加以有效控制，主动配电网的研究被提上日程。什么是主动配电网？ “看”得更宽更远，“听”到更多信息，主动服务分布式电源，预判化解停电危险 什么是主动配电网呢？2008年国际大电网会议C6委员会提出了主动配电网（ADN）的基本定义。定义中指出：主动配电网通过使用灵活的网络拓扑结构
综合能源互联网云平台的开发与应用张瑞 发表时间：2019-10-23T10:18:10.663Z 来源：《电力设备》2019年第10期作者：张瑞席阳解瑶[导读] 摘要：在能源互联网时代，新能源企业进行商业模式创新对其发展至关重要。 (国网运城市开发区供电公司山西省 044000) 摘要：在能源互联网时代，新能源企业进行商业模式创新对其发展至关重要。能源市场化推进：借助大众创业万众创新的时代号召，能源互联网为能源市场化变革提供了多种可能性。互联网作为新时代的工具，能够更多地激发市场活力，实现能源产业各个参与方的开放合作和互利共臝。能源互联网的云计算平台应该是混合云的体系结构，认为能源互联网信息的特征决定了云平台是实现信息有效控制、保 证能量有序流动的最佳途径。 关键词：综合能源；能源互联网；云平台 1引言 随着化石能源供应日趋紧张和全球气候问题愈发严重，发展低碳经济、开发利用新能源已经成为世界各国的共识。制定合理的发展战略，是开发利用新能源的先行性工作，具有重要意义。分析了国家政策对新能源发展的支持和导向，阐述了风能、太阳能、生物质能和核能的资源条件及开发利用现状，并对我国新能源发电的发展方向及前景进行了展望。当前，能源互联网将互联网技术和思维引入能源行业，能够辅以实现新能源的高效开发利用，我国已经出台了诸多政策鼓励新能源和能源互联网的发展，新能源产业面临着传统模式向信息化的转型。 2能源互联网的发展目标能源互联网的发展目标主要包括四个方面，详情如下：能源市场化推进：借助大众创业万众创新的时代号召，能源互联网为能源市场化变革提供了多种可能性。互联网作为新时代的工具，能够更多地激发市场活力，实现能源产业各个参与方的开放合作和互利共臝。通过能源互联网的构建，能源提供者和使用者能够无障碍进行商业合作和资源共享，为能源市场化带来无限的可能。能源高效率利用：能源互联网通过将多个类型的能源进行互通、共享，极大程度上开发了能源使用的自主配置和高效替换，拓宽了能源的使用广度和开发深度，因此，比之于传统的能源产业，能源互联网极大程度上提升了能源的使用效率。能源绿色化供应：能源互联网的引入，能够有效撮合各个类型能源之间的互惠和共享，通过有效的配置，提升了能源使用方面的互补能力，从而更好地实现能源供需平衡，避免了能源供大于求、供不应求、供非所求等问题造成的供应浪费，从而实现能源绿色化。能源互联网平台的成功运行：构建能源互联网云平台，有利于各类战略资源的预测、监控、调控和调度，实现能源的供应与需求的精准对接，使得能源按照市场规律进行运营，避免投入过度及供非所求等情况出现，从而推动战略能源的全局调控和动态平衡。 3能源互联网云平台的规划设计 3.1云计算平台云计算 分为私有云（Private Cloud）、公有云（Public Cloud）和混合云（Hybrid cloud）。私有云是为一个组织单独使用而构建的，部署在组织内部的基础设施上，对数据、安全性和服务质量有效控制；公有云部署在第三方供应商的基础设施上，通过网络对公众开放使用，负责托管客户的数据和程序以及安全性保护；混合云是公有云和私有云的结合，由于安全和控制原因，并非所有的组织信息都适合放在公有云上，但构建私有云成本较高，使用混合云模式是个不错的选择。云计算核心服务通常可以分为3个子层：基础设施即服务层（Infrastructureasa Service，IaaS）、平台即服务层（Platformasa Service，PaaS）、软件即服务层（SoftwareasaService，SaaS），统称XaaS。 3.2能源互联网信息系统分析与设计 基于云计算平台的能源互联网信息系统旨在借助云计算的高并发性、高可靠性、高扩展性、低成本等特点构建一个便捷、高效的信息收集、处理、分析和展示平台。传统的电力数据中心平台服务于现有的、覆盖输配电网络的电力信息系统，并占有重要位置，且已经形成了初具规模的计算资源集群。因此，无论从经济角度，还是从技术实现角度，充分利用现有的基础计算资源是必须考虑的因素。鉴于此，提出构建以数据中心为云计算资源的管理和调度中心，以能源路由器为链接，以各微网为节点，采用递增的方式构建云服务信息平台的解决方案。采用云计算技术对现有的电力数据中心进行改造，建立面向能源互联网的新一代电力数据中心。大电网和微网各自构成私有云平台。IaaS层采用虚拟化平台对服务器、存储设备与网络设备等硬件资源进行虚拟化，屏蔽掉各个节点千差万别的硬件资源，以虚拟机为单位进行统一的自动化管理；PaaS层，以虚拟机为单位构建服务器集群，采用云计算的分布式存储、计算和调度系统实现海量数据的大规模存储。能源互联网通过能源路由器和网络将大电网和微网链接起来，构成统一混合云平台。IaaS层采用虚拟化平台对网络、能源路由器、大电网云IaaS和微网云等资源虚拟化；PaaS采用云计算的分布式文件系统、分布式数据库管理系统、分布式数据处理系统、数据仓库与数据分析工具实现海量数据的大规模存储，为数据挖掘与辅助决策等高级应用提供高性能的分布式计算环境；SaaS层为企业应用部署平台，集成了状态监测、主动需求响应、汽车充电管理和营销管理等企业应用。利用调度总线，实现资源的分配、调度和管理工作。各云平台既可以作为IaaS提供硬件资源，也可以作为PaaS提供计算和存储资源，按流量收费。在能源互联网云平台中，各微网数据存储策略为“就近存储，异地备份”，就近存储将数据存储距数据源最近的节点上，方便存取，也可节省网络带宽；异地备份，数据的副本存储在其他节点或其他微网中的数据中心，方便数据的灾难恢复。 3.3能源互联网云平台应用 能源互联侧重分布式能源和可再生能源的接入和互联，云平台技术在能源互联网中的应用主要有负荷预测、电能质量检测与控制和需求侧管理与响应等。（1）负荷预测负荷预测是能源互联网的正常运行和调度的基础。云平台通过存储海量的历史数据、采集实时数据和高性能计算，使负荷预测更加精确。未来的负荷预测将适应各种事件维度和空间的复杂度，预测结果将更及时、更精确。（2）电能质量检测与控制电能质量包括电网的各种电气特征，是电网性能和用户用电体验的保障。随着分布式电源接入电网，采集点的数量和采集数据的频率也逐步提高，其规模将形成大数据。其中对于电压暂降等暂态问题的分析，需要借助云平台实现。（3）需求侧管理与响应能源互联网中用户既是消费者，又是生产者，供需关系更加复杂，需求侧管理的作用更加突出。借助云平台使负荷预测更加准确，供需平衡动态调整更迅速。 4结束语