未来能源互联网实时大数据发展趋势

一、能源互联网的内涵

能源互联网是解决国家能源环保命题的必由之路，其领域主要可以包括：

①传统煤电燃气的清洁高效利用；②高耗能动力设备装置的节能降耗；③风电光伏可再生能源的利用；④分布式能源的广泛利用； ⑤新能源汽车和储能的应用； ⑥电力系统的智能化互联网化。

从特定意义上可是说，所谓能源互联网就是把以上六者有机串联融合起来的纽带。能源互联网是个价值经济体: 安全稳定可靠高效节能环保。

二、能源互联网的数据来源

由于电力系统的独特性，从发电输电配电到用电天然形 成一張超级巨大的网-电网。一端是燃煤燃气核电水电传统能源和风光等分布式可再生能源，一端是数百万计的高耗能动力装置、数亿的电力用户和未来的智能家電 以及电动汽车。遍布全国各种各样的传感器在每时每刻每分每秒每毫秒微秒都会産生海量实时大数据，就构建了一个庞大的能源互联网。

能源互联网数据来源主要来自以下几个方面：

1）燃煤火力发电厂；2）天燃气发电厂； 3）风场光伏发电厂；4）天燃气冷热电三联供分布式能源； 5）分布式风能太阳能储能电池微网；6）各级智能变电站； 7）省市县各级调度SCADA ；8）数亿计智能电表等；9）数百万计的高耗能动力设备装置；10）未来电动汽车。

例如：一台60万千瓦的燃煤机组各种各样传感器(测点)每秒可产生15000个实时监控数据。

三、能源互联网智能技术

1、智能大电网数据采集分析诊断技术：

智能采集终端对大用户专用变压器、公变和低压居民用户用电信息进行自动采集。实现用户侧电能量、负荷数据采集，用电设备数据采集及在线诊断，支持实时数据的远传。其主要特征如下：

1）实时采集电力用户侧电能量信息，并计算出实时负荷、整点电量、月累计电量、已购电费（电量）、剩余电费（电量）等用电数据以及计量工况。

2）根据主站设置的超限定值，对采集的用电信息进行统计、分析，判断数据是否超限，并根据统计结果生成相应的事件记录。

3）根据主站设置，终端定时冻结日、月、抄表日用户负荷数据，以及终端设备运行工况，生成用电负荷曲线。

4）根据主站下发的控制定值，实时监测用户用电情况，自动执行本地功率闭环控制、本地电量闭环控制，并能够执行主站遥控、保电/剔除、催费告警、控制解除等控制命令，引导用户合理有序用电。

5） 进行变压器、开关、电源分配箱等设备数据的采集，进行在线设备故障诊断和分析，提高设备使用的安全性。

6）采集更多的电网实时运行数据(电压、电流、功率等)，从而掌握更加详细的用户负荷情况，加强需求侧管理，为电网规划和扩容提供决策支持数据。

7）采集终端间支持快速通信，可装置级在线分析用电异常情况。

8）电能质量的实时监测和预警，必要时提供无功补偿和谐波治理方案。

9）支持装置级的线损和变损分析，统计和曲线的存储。

10）基于IPV6技术下的终端设备的管理，实现采集终端与主站、电能表及终端之间数据的无缝传输。

11）实现用户定制模式下的个性化数据采集。

12）能够实现厂矿、企业、家庭电器工作参数、环境参数等多种数据的定时采集和召唤采集。

13）可进行用电效能分析，为客户提供经济、安全的电能。

2、智能电网交互终端技术：

智能交互终端为电力企业和电力用户之间的交互提供了 友好、可视的交互平台。可成为电力企业联络客户，为客户提供人性化管理的桥梁。智能交互终端基于网络化、人机交互，融合业务与功能的原则，凭借用电信息采 集系统的网络平台，直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容。

对于居民用户，将用电信息采集系统通信网络向用户家 庭延伸，可在家中安装用电显示终端，终端采用液晶屏显示，可以直接连接到家庭电气线路上，以采集器或者电能表为网关，通过电力载波通道，自动监测自家的电 能表，提供实时用电信息，也可以接收用户用电信息采集系统下发的各类信息。用户还可以通过简单操作，主动查询历史用电记录、历史交费记录、历史数据统计图 形等其他信息服务。居民及大专变用户可及时获得用电量、电价、预付电费、剩余电费等信息。用户也可通过各类终端设备（手机、网络等）进行用电信息的查询。 供电局可根据剩余电量情况对居民发送停电通知、缴费通知以及电价政策宣传等。也可设置欠费、违约金提醒，提供家中购电，社区信息发布等服务。

智能交互终端可对用户用电设备的监测，及时发现客户受电装置隐患，以“隐患整改通知书”等书面形式通知客户，履行告知义务，避免出现安全事故，减少企业不必要的经济损失。终端设备的可视化功能，可满足电力企业和电力用户之间的可视化交互沟通。

3、智能电网需方响应技术

需方响应技术通过电力用户接收电力企业发布用电信 息，及时响应用电负荷变化的措施，以达到削峰填谷，减少负荷波动的目的。其主要特征如下：1）通过用户改变自己的用电方式主动参与市场竞争，获得相应的经 济利益，而不象以前那样被动地按所定价格行事。2）电力企业基于负荷特征召唤用户接入或退出分布式电源，制定有客户参与需方响应的补偿结算机制。3） 用户可得到连续即时的计量信息，负荷信息。用户可得到获得连续即时的电价信息4） 对参与市场的用户提供实时电价，并实现同实时电价相结合的自动负荷控制。5）编制和发布有序用电方案，远程监视电能质量与实施电压控制，快速的系统故障定 位和响应，能量损耗的检测。6）为系统调度、规划和运行提供精确的系统负荷信息，在新一代的智能设备和高级服务之间实现信息共享。

4、智能变电站技术

智能变电站：在传感器及实时大数据平台等物联网技术 依托下，智能变电站可实现全站监控、在线监测及智能辅助控制等多功能联动，这种集成联动系统正成为国内标准化设计方向。在与云计算、实时大数据融合过程 中，除了在设备上预留端口以外，服务方案还包括收集数据、实时监测、信号交互、故障处理等基本维护措施。

5、分布式能源智能微网

分布式能源智能微网是内核，未来千千万万个智能微网互联互通构建成真正意义上的能源互联网。

1）微网的定义：

专家们的定义多种多样，大概都会涉及分布式电源、小 范围电网、监控策略、相对独立等概念，回到最基本的字面意思，微网就是微小的供用电网络。(英文就是Microgrid，译为微网，也许是Micro-可 以当前缀，而small或little不能当前缀)这里的“电网”实质上指的是电力系统，电网与电力系统的不同点在于，电网只是输变电的环节，而电力系统 比电网还多了发电和用电，是一套完整的封闭的系统，电网只是电力系统中的一部分。之所以叫“微网”也许是因为字数少吧，跟“电网”一个道理。因而微网就是 小范围的电力系统，特点就是范围小、自治(可基本独立运行)，至于清洁、高效、友好等概念已高出了微网的字面含义。

2）分布式微网的作用

智能微网云调度平台支持并协同调度人员统观全局，有效地指挥分布式微网安全、稳定和经济运行，其作用主要有以下三个方面：

（1）实现监控微网安全运行状态。微网正常运行时，通过监视和控制微网的各实时大数据：周波、电压、潮流、负荷与出力等; 分布式各主设备的状况太阳电池板、风車及供冷供热、储电池、柴油机等各方面的实时运行工况指标，使之符合规定，确保电能质量和用电负荷。

（2）对分布式微网运行实现经济优化调度。在保证微电网安全监控的基础上，通过智能云调度平台实现微电网的经济优化调度，以达到降低损耗、节省能源，低成本发电、低成本供电的经济优化运行目的。

（3）对微网运行实现安全分析故障诊断和对策处理。 导致微网发生故障或异常运行的因素比较复杂，且过程十分迅速，如不能及时预测、判断或处理不当，不但可能危及人身和设备安全，甚至会使微网瓦解崩溃，造成 停电带来严重损失。为此，必须运用实时大数据分析诊断技术，通过智能云调度平台，实现微电网运行的安全预警分析，提供故障诊断对策和相应的监控手段，防止 故障发生，避免或减少故障造成的损失。

3）分布式智能电网的发展

分布式新能源大跃进式的发展，使如何应对风能、光伏发电量的不稳定性成为核心问题，智能电网的建设亦由此上升至国家战略高度。日前在京举行的第六轮中美战略与经济对话气候问题会议上，智能电网成为双方气候合作的重点。

传统电网在发电和输电的过程中，有高达56%的资源 被浪费。智能电网的应用可以让发电厂和用户进行实时数据双向互动，通过网络反馈回来的数据可以使电厂掌握用户的消费习惯，从而对发电量进行合理调节，达到 提升资源利用率的目的。借助智能微电网实时大数据监控技术，解决各类新能源并入电网的难题，实现集风电、光伏发电、储能、智能电网“四位一体”的新能源监 控平台，实时保障电能质量和电力系统安全稳定运行

4）国外分布式智能微网

谷歌数据中心的分布式能效管理微电网图

上图西门子开发工程师们正在进行风光分布式能源微网试验。它由一个机柜大小的储电池和配备了用于将组件 连接至电网的逆变器的控制机柜构成。组件包括蓄电装置以及光伏发电设备和风电机组，是向商业购物中心、医院和酒店或小区等输送电能的典型配置。取决于日照 强度，电池既可以临时储存过剩电能，也可以在需要的时候向独立电网输送电能。如果需求大幅增长，还可以快速启动柴油发电机。目标是将多种不同类型的能源资 源合并起来，确保以高效环保的方式，供应电能、暖气、冷气和饮用水。

对于分布式发电而言，智能电表是智能电网的一个必要 组件。为推进此项技术的发展，西门子与智能电表制造商“威胜”成立了智能电表解决方案合资公司，主要从事管理电表数据的软件开发。根据相关研究，中国智能 电表数据管理系统的市场每年的增长速度预计达到15%左右。用电和电网数据的收集和分析，是未来智能电网管理的关键。所以能源互联网必须是服务于智能电力 系统，其中包括了发电、输电配电、用电和用户需求的完整价值链变革。

6、能源管理系统

1）谷歌收购的NEST开启智能家居能效管理的先河：

2）日本探索未来家庭能源管理系统（HEMS）：

未来家庭能源管理HEMS是能源互联网的基本单元。家庭能源管理系统包括：智能监控家庭太阳能，EV电动車，储电池或燃烧电池，空调，冰箱各家電，与微电网智能互动调整平衡等

本田東芝HEMS试验用家宅

日本家庭氢燃料电池

家庭氢燃料电池简单基本原理

从技术上看，在保障电池安全性的前提下，降低电池成 本以及提高电池使用寿命一直是储能领域的两大课题。为此，日本开展了许多实证项目，进行可行性研究，包括风电项目、车载电池、固定式储能电池、电池材料技 术评价等，涉及的储能技术有锂电池、镍氢电池和钒电池等，期望到2020年，电池系统成本能够降到7万日元/kW(约685美元/kW)，2万日元 /kWh(约196美元/kWh)，使用寿命20年，效率在80%左右。另外，燃料电池在东日本地震之后，迅速得到推崇，广泛应用在家用储能系统和燃料电 池汽车中。截至2013年，家用燃料系统(ENE-FARM)已销售了62000多台，目前还未产生任何安全问题，计划在2030年累计实现销售530万 台，2016年价格降至70-80万日元(6854-7834美元)的目标。丰田、本田、日产公司的燃料电池汽车也将有可能在今年年内开始陆续上市，其 中，丰田公司研发的燃料电池汽车续航里程可达500-700公里。此外，还将加大加氢站的建设，并与宝马、戴勒姆等海外汽车厂商密切沟通。

3）GE的工业互联网

四、能源互联网目前存在的问题

目前能源互联网面临的核心问题：数据共享。上海電気 远程监控诊断服务云平台具有发展潜力(如接入100个电厂／每个5万点数据每秒=500万点每秒)，但还是面临电厂运行数据分享问题（目前电厂担心电力安 全，不愿意分享数据）。如何建立一个良好的数据分享机制是能源互联网面临的核心命题。怎么激励它们共享数据呢？所有的传感器都在捕捉数据，但是怎么分配价 值？游戏规则需要制定，而在我们讨论能源互联网时，常常忽略的议题。正在萌芽的智能家居，分布式能源，智能微网都会面临同样的挑战。

五：相关能源动态：

我国电网现状

我国电网现状: 装备智能化水平需持续提升。近年来以来，国网南网公司应用了输变电设备状态监测、故障综合分析告警、配电网自愈等一批先进技术，但整体来说，技术应用的规 模、范围和深度仍较低，需要进一步加大推广。同时，需更加注重应用先进的网络信息和自动控制等基础技术，进一步提升电网在线智能分析、预警、决策、控制等 方面的智能化水平，满足各级电网协同控制的要求，支撑智能电网的一体化运行。

日本电力改革

德国能源转型

德国2050年《能源方案》明确提出了德国能源转型 “行动路线”，成为世界能源转型的先锋。作为世界第五大能源消费国和欧盟最大的经济体，德国政府高调的能源转型战略受保障能源安全供给、经济社会可持续发 展、保护气候和环境等多重目标因子的共同驱动。通过“能源转型”，德国的可再生能源得到了飞跃式发展。德国总理默克尔决定在2022年前关闭境内所有17 座核电站，德国也成为第一个明确去核化国家，由此还催生出了德国可再生能源史上的一个历史性计划——2022年前，将太阳能、风能等可再生能源的比重提高 到35%左右。这就是如今被世界各国反复借鉴思考的德国“能源转型”计划。有数据显示，在过去的十多年里，德国包括风能、生物能、太阳能在内的新能源电力 所占份额达到了25%，太阳能发电成本下降幅度高达90%。同时，德国已经实行了厂网分开、输配分开、配售分开和电力交易，四位一体的100%的电力市场 自由化。在过去三四年间，德国家庭电费平均上涨了1/4，高出欧盟平均水平40%-50%。

 

 

兰州佰思巍信息科技有限公司声明：此资讯系转载自互联网其它网站，我公司登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。