“互联网+智慧能源”的技术特征与发展路径

随着我国能源转型和互联网技术的蓬勃发展,互联网理念在能源行业中的渗透与融合正逐步颠覆传统的能源生产、经营与消费模式。智能电网与能源网在互联网理念和新能源技术的推动下,催生了新一代“互联网+智慧能源”新形态。本文首先分析了当前我国能源转型与电力体制改革的背景下,能源系统面临的机遇与挑战。结合“互联网+”发展战略,从物理层面、信息层面、市场层面分析了“互联网+智慧能源”的技术特征,并将“互联网+智慧能源”与智能电网2.0进行了不同层面的比较。最后对“互联网+智慧能源”新形态的发展路径及前景进行了展望,并指出通过能源设备、能源网络、能源系统的智慧化升级,构建“互联网+智慧能源” 新形态,实现构建清洁低碳安全高效的能源体系的战略目标。     

能源互联网及其关键控制问题

能源互联网是以电力网络、热力网络及天然气网络等能源网络为对象,以分布式协同控制技术、智能优化控制技术以及先进的信息通讯技术等为实施手段,通过各能源网络集成交互形成的新型复杂能源系统,具有泛在互联、对等开放、低碳高效、多源协同、安全可靠等特点.本文根据能源互联网前期已开展学术研究展开讨论,剖析能源互联网的内涵,分类并简要分析能源互联网的系统结构,针对能源互联网的建设目标及工程需求层面,归纳并提炼了能源互联网未来发展中面临的若干控制科学问题,包括分布式协同控制、能量调度管理、能量转换、信息处理、故障诊断等关键技术,最后对能源互联网发展所面临的主要挑战及未来可能的研究方向进行了总结和展望.     

弱中心化的区块链技术在能源互联网交易体系中的应用分析

本文结合区块链技术,提出弱中心化的能量交易系统的框架,探索在电源、电网、负荷之间的能量与信息复杂交互的情况下未来能源互联网中的能源交易系统。分析了与电源和电网进行良性有效互动时,对于能源互联网的各种智慧能源方案。深刻剖析了区块链的技术原理和能源互联网运行特性,总结出能源互联网与区块链技术耦合需求,结合区块链具有可信计量、广泛交易、智能合约控制、分布决策以及广域融合的特性,阐释了区块链与能源互联网特征的一致性,以及技术耦合特性,明确区块链技术在能源互联网中的定位,结合能源互联网中能源交易的去中心化的特征,构建了弱中心化的区块链能源网交易体系。最后,分析总结了区块链技术框架下能源互联网交易体系待解决的关键技术。     

能源互联网及其安全防护体系建设研究

进入21世纪,可再生能源的能源革命与互联网的信息革命相结合,催生人类社会进入了第三次工业革命的转折关头,能源互联网彻底改变人类社会生产和生活方式。分析了能源互联网源起和概念,总结了能源互联网的特点和发展趋势,研究了能源互联网与互联网五方面的相似性和三方面的相异性,并提出能源互联网的技术架构。文章指出,由于能源互联网系统结构更加复杂,通信网络环境将更加复杂,双向互动更加频繁,智能终端安全隐患突出,能源互联网面临的安全问题将更加严峻。继之提出能源互联网的安全防护体系由物理安全、数据和能量采集安全、数据和能量传输安全、数据和能量处理安全、以及供应链安全组成。最后,提出了能源互联网及其安全防护体系建设的三点思考。     

信息通信在能源互联网中的应用分析

随着世界能源形势的紧张化,各国加大的能源建设的投入,在不断加快智能电网建设的同时,也将目光聚焦到全球能源合作的层次上,通过全球能源互联来实现电力资源的统一调度.能源互联网的实现离不开信息通信技术的支持.本文首先介绍了能源互联网的基本概念,然后对信息通信技术在能源互联网中的应用进行了全面分析.希望本文的研究可以为能源互联网的建设提供有价值的思路.     

基于技术融合-演进模型的物联网和区块链技术在能源物联网中的应用分析

数字革命、能源革命在我国正在成为第四次工业革命背景下的发展大势。能源电力行业能源互联可以有效提高能源的利用效率,降低因信息不对称而增加的成本。为了分析在各种新兴技术叠加下的能源电力发展趋势,本文介绍了物联网技术、区块链技术和能源互联网技术的发展,提出了一种基于技术叠加的融合模型框架。最后分析了在物联网条件下能源互联网中...     

基于能源互联网的分布式能源发展模式研究

基于能源互联网的分布式能源发展模式能实现分布式能源能量供应的互联互通,提高能源使用率,促进分布式能源的应用,它将是能源生态发展中的主要可替代能源,有着广泛的应用前景。基于此,从能源局域网、能源广域网、能源主干网三个角度梳理了能源互联网的架构,分析了分布式能源的几种主要发展模式,重点探讨了光伏发电与太阳能热发电两种模式。     

区块链技术与能源互联网

笔者首先介绍区块链技术的概念及原理,分析区块链技术实现去中心化,公开透明,智能合约的内核技术。其次介绍能源互联网的概念,简述其发展及遇到的问题,比较了能源互联网发展过程中遇到的瓶颈问题与区块链技术的去中心化等特点,分析了区块链技术解决能源互联网所遇问题的可行性及其在能源互联网方面的应用前景。最后对区块链技术与能源互联网的结合做出了总结。     

从工业4.0到能源5.0:智能能源系统的概念、内涵及体系框架

分析推动工业进程和能源进程交互发展的因素和趋势, 结合能源互联网的发展要求, 提出了建立能源5.0的迫切性和必要性. 着重讨论了在网络化之后, 能源系统呈现的社会性问题, 认为在传统方式之外, 必须引入人类社会学、管理学等软科学进行分析建模; 指出了虚拟人工系统根本不同于传统仿真系统等理念, 只有利用虚拟人工模型, 采用平行系统, 才能建立能源5.0. 阐述了能源5.0的理论、框架和技术, 明确了能源5.0、基于社会物理信息系统(Cyber-physical-social system, CPSS) 的平行能源是等价的概念. 指出能源5.0核心是构建与实际能源系统同构的虚拟人工能源系统, 通过虚拟人工能源系统的计算实验, 确定优化控制策略, 引导实际能源系统运行, 并使虚拟人工系统和实际系统平行执行、共同演化, 形成智能能源系统. 最后以华电集团已经完成的分布式能源5.0示范项目和正在实施的火力发电5.0项目及智能家居能源系统, 探讨了能源5.0的研究内容、技术途径及应用前景.     

基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究综述

面向“碳达峰、碳中和”目标,能源系统呈现可再生能源高比例接入、电气冷热能源形式多样、源网荷储互动频繁、信息能源深度耦合等众多新特性,综合能源系统面临着“环保-安全-经济”3个目标无法同时满足的能源不可能三角问题.在信息深度耦合的综合能源系统中,不可能三角问题将从传统的纯能量特性研究转向信息与能量的双重特性研究.熵具有信息与能量的双重特性,鉴于此,对熵理论在综合能源系统中的研究展开综述.首先介绍熵的基础理论并将其作为一种量化工具引入不可能三角问题;然后基于能源不可能三角问题特性,分类介绍熵理论在环保性、安全性与经济性3个方向的应用,归纳并提炼综合能源系统运行中的新问题,分析现有研究成果下熵理论应对不可能三角研究的优势;最后对基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究所面临的主要挑战及未来可能的研究方向进行总结和展望.     

An overview of the Portuguese wind power sector

The present situation of electricity production from renewable energy sources (RES) in Portugal is analyzed, giving particular attention to the wind power sector due to its increasing importance. The evolution of the electricity system is presented along with the strategies for the sector, and future prospects for the RES. Although the interest of private companies in the wind sector is high, the administrative and grid barriers represent major obstacles to wind power development. The problem of wind intermittency and uncertainty is also discussed. The improvement of interconnection capacity and the increase of power reserve are identified as key requirements for ensuring the security of supply. A clear understanding of all these aspects is fundamental for integrated, multidimensional wind power planning.     

导弹地面能源测试系统

介绍了通过使用GPIB接口连接电子负载、计算机及程控稳压电源，与自行研制的测试平台、接口工装及其他设备相结合，组成了能实现电控、激活、放电、采样、处理、显示、存储自动化的导弹地面能源测试系统。该系统具有布局合理、设计先进、操作方便、测试精度高、运行稳定、可扩展等优点，为实现测试自动化提供了一种可行的方案。     

考虑CO2排放量的能量枢纽运行配置优化

多能源系统通过电、热、气等不同形式能源在生产、传输、消费等多个环节进行协同优化为解决能源与环境问题提供了新方案.能量枢纽(EH)作为多能源系统的耦合环节,其配置方案对多能源系统的优化运行至关重要.在此背景下,本文提出了一种考虑CO2排放量的含电力、热能、天然气等不同形式能源的能量枢纽优化运行配置方案.在考虑CO2排放量的基础上,提出一个多目标优化问题,并采用遗传算法(GA)求解整体优化问题,从而实现社会效益最大化,CO2排放量最小化的目标.最后通过不同配置算例的分析比较验证所提方法的有效性,为能量枢纽的建设和运行提供理论和技术支撑.     

Wind characteristics and mapping for power production in the Island of Lesvos, Greece

This study investigated the wind characteristics of the island of Lesvos, Greece, with the objective of providing the necessary data for identifying the wind power production capabilities of the island. Weather patterns were examined using weather data from four Remote Automatic Weather Stations. Specific tools were used to produce the necessary windroses, Weibull curves and charts that helped to understand the prevailing wind characteristics. By using the tools of Geographic Information Systems (GIS) and the Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP) as the basic calculation platform, a wind map was produced portraying the wind speeds that prevail at a height of 10 m above ground level. The results of the analysis were tested and evaluated with measurements from 15 wind turbine sites by creating six alternative scenarios. The optimum scenario was used to investigate the installation of a small wind farm with five wind turbines, of 3 MW total capacity.     

CAN通信协议在光伏电站监控系统中的应用研究

针对光伏产业以及工业过程控制技术的快速发展,为开发和利用新能源,论述了CAN总线在光伏监控系统中的应用,并设计了一个运用CAN总线和DSP实现的光伏发电监控系统。该系统的底层通信协议采用CAN总线,结合TMS320F2812 DSP芯片以及外围电路,实现了PC机与DSP之间的实时高效通信[1],并通过实验数据的测试、交互得到了准确的验证,该系统可以实现实时远程监控光伏发电系统的运行数据。     

新能源电力系统控制与优化

新能源电力的规模化开发以及传统能源的清洁高效利用已成为当前能源革命的主题.目前,我国新能源电力比例持续增加,但受限于化石能源占主导的电源结构,未来很长一段时间内我国将处于混合能源时代.强随机波动性、间歇性以及不确定性使得规模化新能源电力的消纳问题日益严重,我国弃风弃光现象十分突出.深入认知电源侧、电网侧、负荷侧的基本特性,着重解决其控制与优化难题,是实现新能源电力系统安全高效运行的基本前提.本文围绕电源效应、电网响应、负荷响应,着重从电网友好型发电控制、基于多源互补的火力发电弹性控制、适应高比例新能源电力消纳的电网调度控制、需求侧资源特性与主动适应控制以及基于分布式能源的微电网控制5个方面阐述了新能源电力系统局部与全局控制中存在的关键科学问题.     

基于LonWorks总线技术构建工厂能源计量管理系统

以一个实际工程为例,说明了基于LonWorks现场总线技术工厂能源计量管理系统的设计过程,并重点说明了如何保证计量的精度和改善系统数据刷新速率的问题以及工厂实时数据库的建立.     

PLC系统在三峡库区污水处理厂中的应用

我国城市污水任意排放日益严重,全面建立完善的自动检测监控系统势在必行。本文重点介绍西门子PLC和上位机监控软件Control2000在三峡库区污水处理Orbal氧化沟工艺中的应用及其网络构成。PLC及监控软件的使用使得系统设备运行更加稳定、合理,有效的延长了设备使用寿命和节约了能源。     

风电场无功功率自动控制系统的应用

在风力发电系统中,保证风电场安全可靠运行,提高运营经济效益,是运行风电场的首要课题.系统评估了一种无功功率控制系统在新疆达坂城某风力发电场的应用,针对永磁直驱风力发电机组,综合无功分配和调节两方面,给出了风电场无功控制的综合调配方案,实现风电场无功和电压的自动控制.通过风电场运行数据对比,验证了无功自动控制系统的经济性...     

Load Frequency Control of Multi-interconnected Renewable Energy Plants Using Multi-Verse Optimizer

A reliable approach based on a multi-verse optimization algorithm (MVO) for designing load frequency control incorporated in multi-interconnected power system comprising wind power and photovoltaic (PV) plants is presented in this paper. It has been applied for optimizing the control parameters of the load frequency controller (LFC) of the multi-source power system (MSPS). The MSPS includes thermal, gas, and hydro power plants for energy generation. Moreover, the MSPS is integrated with renewable energy sources (RES). The MVO algorithm is applied to acquire the ideal parameters of the controller for controlling a single area and a multi-area MSPS integrated with RES. HVDC link is utilized in shunt with AC multi-areas interconnection tie line. The proposed scheme has achieved robust performance against the disturbance in loading conditions, variation of system parameters, and size of step load perturbation (SLP). Meanwhile, the simulation outcomes showed a good dynamic performance of the proposed controller.