能源互联网能量管理与运行控制-孙宏斌
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学术报告1《能源互联网》收获与体会报告人孙宏斌(清华大学电机系)此次孙宏斌教授的报告主题是能源互联网,孙教授从why(为什么)、what(是什么)、how(怎么做)三个层面对能源互联网进行阐述。
首先报告人提出为什么要提出能源互联网。
分析现状可知,现有能源系统面临三大重要挑战:1. 能源生产不可持续,需要提高可再生能源比例;2. 能源使用效率低,需要提高能源使用效率;3. 能源行业内向保守,需要实行能源体制革命。
然后报告人阐述了能源互联网有何特征。
从能源互联网的基本架构来看,分为物理互联和数据互联两个层面。
1. 物理互联层面是“能源系统的类互联网化”,利用互联网理念对现有能源系统进行改造,使能源系统具有类似于互联网的某些优点,主要表现为:多能源开放互联,电、热、冷、气、油、交通等多能源耦合互补;能量自由传输,表现为远距离、高效、大容量、双向、端对端、选择路径、无线传输等;开放对等接入,具有良好的可扩展性和即插即用性。
2. 数据互联层面是“互联网+”,为信息互联网在能源系统的应用和融入。
通过互联网技术将设备数据化,所有主体自由联接,形成能源互联网“操作系统”,主要体现为:能源物联,在不影响安全等前提下实现信息的最大化共享;能源管理,不同能源类型的分布式协同管理和源、网、荷、储的实时互动优化;能源互联网市场,为能源的自由交易和众筹金融提供平台,实现能源互联网各要素的共生共赢。
另外,能源互联网又具有开放、互联、以用户为中心、分布式、共享、对等等理念及特性。
开放:开放是能源互联网的核心理念,表现为:多类型能源的开放互联、各种设备与系统的开放对等接入、各种参与者和终端用户的开放参与、开放的能源市场和交易平台、开放的能源创新创业环境、开放的能源互联网生态圈、开放的数据与标准等。
互联:互联为能源的共享和交易提供平台,创造价值,包括:多种能源形式的互联、多类能源系统的互联、多异构设备的互联、各类参与者的互联等。
以用户为中心:以用户为中心是在商业模式成功的关键,满足用户不同品位的用能、生产和交易能源的需求。
第一章电力系统概述(Introduction to Power Systems)(第一讲)1问题1、人类为何偏爱电能?2、什么是电力系统?如何组成?如何表示?3、电力系统运行有何特点和要求?4、互联电力系统是怎么回事?5、如何对电力大系统进行控制?6、电能是如何生产的?2一、人类为何偏爱电能?现代社会最重要能源,应用十分广泛。
美国1996年用电情况:2.68kW/人(装机容量)1.3kW/人(用电量)显著优点:洁净(从使用的角度看):保护环境方便:输送、分配、使用(能量形式转化容易) 电气化:机械化、自动化,提高产品质量和劳动生产率节能:能耗小,能量转换效率高二、什么是电力系统?(I)系统定义:由分组成的具有又从属于一个更大的系统(《系统论》)什么是电力系统?(II)电力系统:完成电能费的统一整体。
通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。
世界上最大的人造机器:的20项发明之一,当今社会最庞大的工业之一,是国民经济的支柱产业(我国产)国防资源库、火电厂、输电线路、核电厂)(战争:石墨炸弹、恐怖袭击)三、电力系统如何组成?一次系统(高电压,本课程研究的内容)二次系统(低电压):保证一次系统安全/可靠/经济运行的信息系统及其操作机构。
一次系统如何组成?发电机:电能生产,一次能源转换成二次能源(电能),火/水/核/风/太阳/地热等电力网络分配,包括:输电网(输电系统)和配电网(配电系统)。
负荷(用户):电能消费,将电能转换成其他形式能量,电动机/照明/电炉等美国电力一次系统物理基本结构8简单电力系统的三相电路图发电机升压变压器发电机N电力网络与INTERNET(C/S结构)(信息系统,非本课程重点内容)计算机或人四、复杂电力系统如何表示?单线图:杂,为突出重点,用单线代表三相,反映电力设备间电联系发电机升压变压器简单电力系统单线图五、如何构成更大的系统?电力系统发电厂动力部分热力网发电厂动力部分:锅炉、汽轮机、水库、水轮机、核反应堆等单线图常用符号(动力系统)14六、电力系统运行特点与要求有哪些?特点密切性短促性同时性电力系统与心血管系统七、现代互联电力系统联路线,交换功率,规模越来越大 输配系统直属电厂 地区发电厂 电力1819电力系统为何要互联?减少总装机容量减少备用容量小)提高供电可靠性、电能质量常时相互支援);合理利用动力资源,可小火电、经济分配)互联带来了什么问题?超高压互联设备的系统规模大而复杂,故障可能危及整个互联系统,安全风险大。
2020年第4期总第395期与此同时,由于区域能源互联网具有能量利用率高、自给自足、可独立运行、多能互补、可对大电网进行吞吐等特点,应当视为大电网的重要补充鼓励发展[20]。
同时为了更好地服务用户、高效运营并减轻国家投资建设负担,应大力鼓励有实力的民间企业进入,大力鼓励产学研结合,通过实践摸索一条可行高效的模式进行推广。
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