文档介绍：能源互联网
重庆大学电气工程学院
周念成
主要内容
1、能源互联网的概念
2、构架及组成
3、研究内容及关键技术
4、思考及建议
能源互联网的概念
美国著名学者杰里米·里夫金在其新著《第三次工业革命》
4、思考及建议
构架及组成
构架及组成
能源互联网事实上由4个复杂的网络系统，即电力系统、交通系统、天然气网络和信息网络紧密耦合构成。
构架及组成
1）电力系统作为各种能源相互转化的枢纽，是能源互联网的核心。
2）电力系统与交通系统之间通过充电设施与电动汽车相互影响；充电设施的布局及车主的驾驶和充电行为会影响交通网络流量；反之，交通网络流量也会影响车主的驾驶和充电行为，进而影响电力系统运行。
构架及组成
3）随着水平井与压裂技术的不断进步与完善，美国首先爆发了“页岩气革命”，燃气机组在发电侧的比例因此有望提高；另一方面，利用最近出现的电转气（Power to gas, P2G）技术，可以将可再生能源机组的多余出力转化为甲烷（天然气的主要成分），再注入天然气网络中运输和利用。因此，未来的电力系统与天然气网络之间的能量流动将由单向变为双向。
构架及组成
4）能源互联网还可能进一步集成供热网络等其他二次能源网络。热能是分布式燃气发电的重要副产品。以热电联产系统为纽带，可以将电力网络和供热网络相互集成和协调，通过利用燃气机组排出的余热，大大提高系统的整体能效。
构架及组成
5）上述系统内的各种物理设备，尤其是分布式发电、储能、可控负荷及电动汽车等，需要通过一个强大的信息网络进行协调和控制。
这里，信息网络将不仅是传统的工业控制网络，而应该由互联网等开放网络与工业控制网络互联构成。
构架及组成
能源互联网与智能电网有很多相似之处，是智能电网概念的进一步发展和深化（smart grids ）
然而，能源互联网与智能电网也存在重要的区别：
1）智能电网的物理实体主要是电力系统，而能源互联网的物理实体由电力系统、交通系统和天然气网络共同构成；
构架及组成
2）在智能电网中，能量只能以电能形式传输和使用；而在能源互联网中，能量可在电能、化学能、热能等多种形式间相互转化；
3）目前，智能电网研究对于分布式发电、储能和可控负荷等分布式设备主要采取局部消纳和控制。在能源互联网中，由于分布式设备数量庞大，研究重点将由局部消纳向广域协调转变；
构架及组成
4）智能电网的信息系统以传统的工业控制系统为主体，而在能源互联网中，互联网等开放式信息网络将发挥更大作用。
主要内容
1、能源互联网的概念
2、构架及组成
3、研究内容及关键技术
4、思考及建议
研究内容及关键技术
技术体系及关键技术
研究内容及关键技术
技术体系
研究内容及关键技术
能源技术体系
研究内容及关键技术
宽禁带电力电子器件
研究内容及关键技术
第二代固态变压器研制成功
研究内容及关键技术
钠盐电池实现了商业化
研究内容及关键技术
电池网络已经成功应用于超算领域
研究内容及关键技术
研究内容
1）广域内分布式设备的协调与控制
广域内分布式设备的协调优化
针对广域内大量分布式设备的协调优化问题，目前还没有较为成熟的解决办法，还需要进行深入研究。
研究内容及关键技术
研究内容
1）广域内分布式设备的协调与控制
广域负荷侧控制
智能家居系统已经部分实现了家庭能量管理、环境信息及用户用电行为采集等功能。电网公司可以尝试与智能家居企业合作，推动智能家居系统与电力信息系统的集成，从而降低实现非中断性负荷控制的难度，推动能源互联网的快速发展。
研究内容及关键技术
研究内容
1）广域内分布式设备的协调与控制
分布式设备的即插即用
要求能源互联网必须具有极强的可扩展性（scalability），发展支持分布式发电、储能、可控负荷等设备即插即用的物理和信息标准接口。
研究内容及关键技术
研究内容
2）电力系统与天然气网络的融合
在传统的电力系统运行调度中，一般不考虑天然气供给的可靠性，即假定在机组需要时，天然气的供给不受限制。
事实上，天然气供给受到管道容量和储气容量的制约；因此，随着燃气发电比例的增大，这一假定就未必总是成立。学术界和工业界开始关注和研究天然气网络与电力系统的协调规划与运行问题。
研究内容及关键技术
研究内容
3）电力系统与电气化交通系统的融合
随着电池技术的逐渐成熟和成本的不断下降，以电动汽车为核心的电气化交通正在快速发展。可以预见