动力互联网，能够说2016年、2017年是动力互联网的“概念年”，那时候咱们还在评论“什么是动力互联网”、“为什么要做动力互联网”、“动力互联网或许会长什么姿态”。可是，2018年现已进入到了动力互联网的“落地年”，咱们都在深化地评论应该怎样去做。国家动力局、科技部有许多支撑项目，资金投入量也很大，比方2018年国家动力局发布的榜首批“互联网+”才智动力（动力互联网）演示项目。
动力互联网展开到今日，提出了许多新问题、新观念以及关键技能，跟着研讨的深化，区域动力互联网被咱们提出，怎样界说区域动力互联网：若将动力互联网看作是以互联网理念构建的多动力信息交融“广域网”，相对应能够把区域动力看成是一 个“局域网”，叫做“区域动力网”，其对外与“广域网” 进行信息交互及动力结算，对内供给区域用户的动力办理和服务。
区域动力网是多动力体系剖析的根底,也是多动力体系特性的详细表现。 从功用视点 来说, 多动力体系可将多种方式动力有机整合，依据价格、对环境的影响等要素进行分配调理；从动力服务视点来说，将用户的多种需求核算考虑，经过合理调度到达削峰填谷、合理用能的意图；从动力网络来说，经过协同剖析电气网络、天然气网络、 热网等网络，促进多种动力技能的展开。 区域能够大到一个城市、乡镇、社区，小到一个工业园区、 大型企业、楼宇，其一般包含集成的供电、供气、供暖、供氢和电气化交通等动力体系，以及相关的通讯和信息根底设备，其根本特征是应该具有动力的产生、传输、转化、存储、耗费等环节，在这个多种动力交互交融的区域网络内, 信息的载体有 “电力流”、“天然气流”、“信息流”、“物质流”等。 区域动力网由于其规划相对较小，因而能够由政府、动力公司和大型工业企业来牵头进行建造和施行，具有更强的实用价值。 区域动力网是动力互联网的一部分，触及多种动力环节，且方式、特性各异，既包含易于操控的动力环节，也包含具有间歇性和难以操控的动力环节；既包含难以大容量存储的动力, 也包含易于存储和中转的动力；既存在动力产生端的协同供给，也存在动力耗费端的和谐优化。
与跨区域的骨干动力互联网比较，区域动力互联网以部分规模内的各类工业企业和居民为用户集体，经过收集动力出产、消费、传输、存储等信息数据，凭仗数据剖析、动力和谐与优化调度机制满意域内用户的负荷需求。与此对应，跨区级动力互联网作为不同区域动力互联网的联络枢纽，经过大型输电、输气等体系骨干网络，完结区域间动力的远距离运送，确保所掩盖规模内各区域动力互联网的安全安稳运转，在区域互联网出现动力溢出和缺口时供给动力外部接口。 为习惯部分区域内的动力供需格式，在充沛吸纳因特网展开过程的优异经历的根底上，区域动力互联网构成了本身差异于跨区域动力互联网的一些特性。
为满意区域内杂乱的用户负荷需求，区域动力互联网规模内布局许多散布式动力设备，品种包含散布式冷热电三联供 CCHP、热电联产 CHP、光伏发电、太阳能集热、制氢站、地源热泵等多种方式, 构成了集电、热、冷、气等多种动力方式的复合供给 体系，有用完结动力的梯级使用。 一起，区域动力互联网为各类散布式动力接入供给即插即用的标准接口，不过这也给动力互联网的优化和操控提出了更高要求。 为此，气电间和谐规划、P2G 技能、V2G 技能以及燃料电池技能等推动多能交融的技能会在未来发挥更为重要的作用。
区域动力互联网将打破现有的源-网-荷的动力活动方式,构成自在双向可控的多端动力活动方式，散布式的动力路由器将使得区域内恣意节点的动力互联成为或许。 动力转化站或动力集线器的设置将使原有热力公司、电力公司和燃气公司之间的职业壁垒被打破，配备散布式发电设备的居民有望与其他动力供给商一道参加动力互联网的动力供 应。 未来，随同电动汽车职业的快速展开，以智能电动汽车为主体的交通网络也将融入现有动力互联网方式中。
差异于传统的动力使用格式,区域动力互联网充沛使用区域内各类动力资源，构建区域内自给自足的动力体系, 充沛消纳区域内部的散布式动力, 完结各类动力设备的高效使用。 一起，作为骨干动力互联网的根本组成部分，区域动力互联网与骨干动力网络之间坚持双向可控的动力活动方式，凭借大型骨干动力网络与其他区域动力互联网间进行动力和信息的双向交流。
归纳上述特色，区域动力互联网的首要特征是使用“互联网+”思想重置动力网络需求,完结动力与信息的高度交融，推动动力网络信息化根底设备的建造。 经过引入在线买卖渠道、大数据处理等技能，动力互联网将充沛发掘动力出产、传输、消费、 转化、存储等许多信息，借由动力需求预测、需求侧呼应等信息发掘技能指导动力出产和调度。
怎样完结区域动力互联网在概念上的优势呢，清华大学的孙宏斌教授体系地提出了：面向区域动力互联网的多能互补归纳能量办理。在2015年小编到清华大学访问孙教授时，他就曾说到该项研讨。在2017年12月的国家动力互联网大会上，孙教授正式将这一研讨作用进行共享、讨论。
怎样经过“多能互补、源网荷协同”完结安全供能条件下的效益最大化，这是在动力互联网演示项意图施行中，专家们都很关怀的一个焦点问题。这完结起来并不简单，从技能层面来看，这个焦点问题可归结为杂乱的多能流网络的最优操控问题。这个最优操控问题是要寻求效益的最大化，效益=收入-费用，束缚条件是安全供能。这儿的收入包含了售能、售服务，费用有购能、购服务等。优化的手法散布在冷、热、气、电、水、交通，源、网、荷、储等各个环节。束缚条件包含供需平衡、运转的物理规模，以及供能安全等。这个焦点问题终究是经过一套体系来完结的，这套体系就叫做多能互补归纳能量办理体系（Integrated Energy Management System），简称IEMS。
IEMS能够认为是第四代能量办理体系（Energy Management System，EMS）。EMS是在电网调度操控中心使用的在线剖析、优化和操控的核算机决议方案体系，是电网运转的神经中枢和调度指挥司令部，是大电网的才智的中心。孙教授的课题组研讨EMS已有30多年。首要来回忆一下EMS的前史。
榜首代EMS出现在1969年曾经，叫做初期EMS。这种EMS仅包含SCADA供能，仅仅把数据收集起来，没有实时网络剖析、优化、协同操控，网络剖析和优化首要靠离线核算，归于经历型调度。现在的园区办理，肯定不能停留在经历型调度的水平上，而是需求精益化的办理，进步中心竞争力。
第二代EMS出现在20世纪70年代初～21世纪初，叫做传统EMS。这一代EMS的奠基者是Dy-Liacco博士，他提出了电力体系安全操控的根本方式，展开了实时网络剖析、优化、协同操控，所以在上个世纪70年代，EMS得到了迅速展开。我国1988年完结四大电网调度自动化体系的引入，之后完结消化、吸收、再立异，开发出自主知识产权的EMS。其时清华大学承当了东北电网EMS的引入、消化和吸收，由于其时东北是重工业基地，东北电网的网调是最大的，全国负荷最大的就在东北。目前国内的EMS已根本国产化，这一时期的调度现已归于剖析型调度，上升到了新层次。
第三代EMS是源网荷协同的智能电网EMS。其出现在大规划可再生动力展开之后，这时候还没有多能横向的协同，只要源网荷的协同。针对大规划可再生动力不可控、波动性的特色，需求许多的灵敏性资源，从源-输，转向荷-配，这时候的EMS可集成使用各类散布式资源，展开散布自律-会集协同架构，从源、网到荷，都有相应的EMS。源有风电场和光伏电站的EMS，荷有电动汽车、楼宇和家庭的EMS，网有输电、配网、微网的EMS，这些EMS首要是自律，然后经过通讯网联合在一起构成协同，这时候就能够称为EMS宗族了，EMS宗族有许多成员，不同成员有不同特色，一起完结智能电网的源网荷协同。
第四代或者说下一代EMS，称之为多能互补的归纳能量办理体系,也便是IEMS。这儿的归纳是把各种动力集成和归纳。由于各类动力分裂，归纳能效低，所以需求归纳和梯级使用；一起由于灵敏性资源严峻不足，许多弃风、弃水、弃光，所以需求拓宽到多种动力互联，从多种动力里边找到新的灵敏性资源，来支撑大规划可再生动力的消纳；经过效益最大化的归纳优化调度，在确保供能安全和优质的条件下，下降用能本钱，进步归纳动力服务的经济效益。
它像一个大脑，底下是一个归纳动力体系，冷、热、气、电、水、交通，各种能流，叫多能流。在英国举行的世界使用动力大会（ICAE）上，该体系被咱们公认在世界上还没有先例。2017年在清华大学发布的最新作用“园区多能互补归纳能量办理体系”是全球榜首个IEMS产品。课题组将做了30年的电网EMS拓宽成IEMS十分困难，经过5年的学习研制，也依据30年电网EMS的研制经历，总算成功研制出了IEMS。
多能流SCADA。用于完结完好、高性能的准稳态实时数据收集和监控功用，是后续预警、优化和操控等功用的根底，并使用体系软件支撑渠道供给的服务。多能流SCADA是IEMS的“感官体系” ，依据动力物联网，收集多能流数据（采样频率：电为秒级，热/冷/气为秒级或分钟级），完结相应的监控功用，并将数据供给给状况估量及后续高档使用功用模块，接收体系运转调控指令，并经过遥控/遥调信号下发给体系设备履行。多能流SCADA的功用界面包含能流散布、场站接线、体系功用、归纳监督、操作信息、剖析评价、智能报警等。
多能流状况估量。由于多能流传感网络测点散布广、量测品种多、数据质量低、保护难度大、本钱敏感度高，所以出现收集数据不全、过错的状况在所难免。因而多能流网络需求状况估量技能供给实时、牢靠、共同、完好的网络状况，为IEMS的评价和决议方案供给根底。多能流状况估量经过补齐量测数据、除掉坏数据，能够完结坏数据的可估量、可检测、可辨识，终究到达削减传感器设备数量、下降通讯网络杂乱程度、下降传感网络的出资和保护费用的作用，经过进步根底数据的牢靠性来进步评价与决议方案的牢靠性，下降动力网络运转事端危险。
多能流安全评价与操控。安全的重要性显而易见，而动力体系的安全特别关乎生命和产业安全。一方面需求树立“N-1”安全原则的概念，这个概念便是去重视最单薄的环节，而且做出预案。上午咱们作用的发布会上举了一个比方，是说台湾近期的一次大停电是由气的阀门毛病导致的，那么那个阀门便是气-电耦合归纳动力体系的一个单薄环节。所以必定要时间重视单薄环节，出现问题必定要有预案，不然会面对巨大的危险。另一方面要重视园区买卖关口的安全操控，园区关口的容量装备和运转的本钱是个关键问题，一方面是容量越大变压器的出资本钱越高，另一方面容量越大电网公司收取的容量费也越高。比方：50兆瓦容量和100兆瓦容量出资和运转的总本钱相差很大，假如规划成50兆瓦的容量，如果实践容量超越了，会烧掉变压器。该怎样将关口潮流操控在50兆瓦以内，这便是安全操控问题。在多能流体系中，不同动力体系彼此耦合和影响，某一部分的毛病和扰动会影响到多能流体系的其他部分，有或许形成连锁反应，因而需求进行耦合剖析。能够使用热、气等体系的惯性供给的灵敏性，为电体系的安全操控供给新手法，能够使用这些新手法，做协同安全操控。
多能流优化调度。这儿有几个重要的概念：启停方案、日前调度、日内调度、实时操控。一个园区或者是城市的三联供、燃气机组、电锅炉都是能够启停的，有一些设备停下来能够下降本钱，这就能够依据确认日前的最优启停方案进行启停。然后在启停根底上调理多少出力，这是日前调度。而日内调度是由于风景出力变了、负荷变了，所以日内需求再调度，以此来习惯新的合适的发电出力，保持最优的出力和负荷的平衡。终究到了秒级还要进行操控，如关于网络安全问题、调压问题、调频问题，都需求进行实时操控。调度的时间尺度较长，一般以15分钟为单位，操控是以秒为单位，时间尺度较短。在多能流体系中，其可调控的手法比单一动力体系要多，从源网荷储的视点动身，可完结冷、热、气、电等的归纳调度和操控。
多能流节点能价。一个园区或者是才智城市，必定要考虑建造一个十分好的内部的商业方式。内部的商业方式不是对外的，不是对上的，而是对园区内用户的，这样的一个商业方式应该是什么样？最科学的方式便是节点能价的方式。节点能价的方式首要需求经过核算确认各个地方的用能本钱是多少，用能本钱包含四个部分：一是能量发出来的本钱；二是传输损耗的本钱；三是网络堵塞的本钱；四是多能耦合的本钱。然后需求科学精准地核算各个结点的能价，包含冷价、热价、气价和电价，不一起刻、不同地址的价格，只要经过精准核算，才能使园区总的用能本钱明显下降，由于能够用价格的信号来引导用户用能。这样整个园区的用能本钱则能够经过柔性的能价手法得到明显下降。
节点能价依据供给商的出产边沿本钱拟定，当线路出现堵塞时，各节点的价格依据所在位置的不同而出现不同的价格，实时价格能够激起用户侧的灵敏性。节点能价科学表现了本钱，有利于树立公正的内部商场机制。
多能流虚拟电厂。虚拟电厂是对上级商场的商业方式，整个园区或城市都能够变成一个大的虚拟电厂，虽然不是物理电厂，可是有许多储能和冷热电三联供等散布式电源，联合起来就能够变成一个大的可调理的商场主体。由于散布式资源容量小、数量多，商场难以独自办理，经过虚拟电厂的调集，能够经过软件架构完结多个散布式资源协同优化运转，为外部商场供给调峰、调频、调压等服务，有利于全体资源的优化装备和使用。这样的商业方式能够带来很高的经济收益，这在美国现已成为实际。
虚拟电厂在优化调度的根底上，能够将园区内的散布式电源、可控负荷和储能设备聚组成一个虚拟的可控调集全体，然后园区能够作为一个全体参加上级电网的运转和调度。虚拟电厂和谐上级电网与散布式资源间的对立，充沛发掘散布式资源为电网和用户所带来的价值和效益，完结与电网的友爱互动。
横向来看依次是源网荷储。源侧包含惯例的供电设备、CHP机组、燃气锅炉等设备，以及外部电网供电、可再生动力接入；网架分为冷热电等传输体系；荷侧为园区内部的电、热、冷负荷；在储能方面，不同动力子体系均有各自的储能设备。纵向来看依次是电、气、热、冷多能互补运转。不同的动力子体系别离用不同的色彩表明，多种动力转化设备（热泵、CHP、燃气锅炉、溴化锂机组）将不同的动力子体系相耦合。园区内部多种动力方式以虚拟电厂的方式组合在一起归纳运转，在确保电、热、冷负荷牢靠供给的条件下，完结了动力的梯级使用，进步能效，下降用能本钱。而且关于波动性很强的可再生动力而言，归纳动力体系具有更多的灵敏性，促进了可再生动力的接收，进一步进步体系经济性。
成都高新西区的“互联网+”才智动力（动力互联网）演示项目。成都高新西区是约40平方公里的工业园区，IEMS体系对这儿进行归纳动力的供给与需求剖析，完结多能协同优化。以电、气、冷、热等对动力的需求为主，展开依据清洁动力中枢（天然气冷热电三联供、光伏、风电等）的动力互联网演示园区建造，完结对高新西区内天然气、地热能、风景能、蒸汽、冷水、热水、电等动力施行办理。
广州从化工业园区的归纳能量办理体系研制和演示项目。这个园区的中心部分大约12平方公里，也是典型的工业园区。工业园的动力格式出现大容量、多能流、高浸透等特色，具有展开多能协同、多能优化调度等的良好根底条件，是展开“互联网+”才智动力归纳动力服务业态方式演示较为适合的区域。在园区内建造IEMS体系，提出虚拟电厂和用户需求侧呼应方式，完结灵敏性资源集群同步化操控技能，终究体系完结布置使用。
广东东莞立沙岛的才智动力能量运转操控体系研制项目。东莞立沙岛也是约12平方公里的工业园区，立沙岛才智动力体系分为以下四个层次：榜首，热电耦合下的园区能量调控；第二，方针没有铺开的状况下，存在束缚条件的园区能量办理；第三，方针彻底铺开的状况下的区域能量办理；第四，未来和大体系之间的交互（买卖），打造归纳动力供给商。其间能量办理体系的研制分为四个阶段：榜首，全体可观，部分可控；第二，全体可控，部分优化；第三，全体优化，部分交互；第四，全体交互，联合优化。
吉林省多能流归纳能量办理与优化操控研讨项目。吉林省火电机组占比多，没有抽蓄、燃气等灵敏调理电源，而且吉林处于高寒区域，冬天供热期长达半年，90%以上火电机组为供热机组，供热期间，火电最小出力超越本省最小负荷，风电消纳压力大弃风问题十分严峻，首要原因是供热机组的热-电限制联系和“以热定电”方式明显下降了其调峰才能，挤占了风电空间。怎样用商场的手法来激起多能流的管控和买卖，是最具应战的问题，为此布置了IEMS体系，来研讨多能流归纳体系的商场买卖机制，研讨多元商场主体的本钱效益，研讨并规划演示区域内的用能代替呼应，并提出多能流归纳能量办理优化操控技能，在处理大规划风电消纳问题的一起完结清洁供暖。
在动力互联网从“概念”走向“落地”的过程中，还有许多新思路、新技能、新使用，往后加以收拾再与咱们共享，期望对咱们的工作和学习有所协助。
文本来历:清华动力互联网研讨院、国网技能学院学报、中国动力报、热力发电、、腾讯视频等回来搜狐，检查更多
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