导言 当时，我国经济打开与动力结构的对立日益突出，动力出产与消费方法转型需求日趋激烈。2014 年习提出动力出产和消费 “四个革新、一个协作”的战略 [1]。2015年李克 强总理提出“互联网 +”行动计划 [2]，旨在推动移动互联网、云核算、大数据、物联网等与传统制造业结合，完成工业结构晋级。2015 年发改委等三部委联合印发《关于推动“互联网+” 才智动力打开的辅导定见》( 发改动力〔2016〕392号)[3]，2016年动力局发布《关于安排施行“互联网 +”才智动力 ( 动力互联网 ) 演示项目的告诉》( 国能科技〔2016〕200 号 )[4]。广东电网公司活跃申报承当第一批动力局动力互联网演示项目《支撑消费革新的城市—园区双级“互联网+” 才智动力演示项目》 (简称“广东电网演示工程” )[5]，在城市—园区两级打开动力互联网要害技能运 行机制与商业方法归纳性演示研讨，内容包含 ：园区级柔直配网、高牢靠流配网和多能协同，以及城市级动力信息接入与交融，新式运营机制与商业方法演示建造与运用。
动力互联网是以互联网理念构建的新式信息动力网络体系 [6-9]，以客户体会为中心，归纳运用先进的电力电子技能、信息技能和动力管 理技能，将电力、油气、冷热等多能流的出产、 传输、消费、存储等各环节互联起来，完成多动力横向协同，“源—网—荷—储”纵向互动， 构建全新动力出产消费的工业方法和生态体系。动力互联网的首要特征 [10-12] ：敞开互联是动力互联网的根底，完成多能、多主体、数据资源的敞开互联。大数据剖析、人工智能运用是动力互联网重要技能支撑，完成海量多源异构数据集成发掘与剖析 ；运转机制和商业方法是动力互联网的中心，是进步归纳能效、构建归纳动力服务体系的要害。依据动力互联网的首要特征，结合互联网 技能架构体系，研讨提出物理—信息—运用三层建造方法，见图1。物理层要点处理多种能 源互联、电网纵向智能互动 ；信息层运用大数据云渠道技能，处理多源海量信息互联 ；运用层要点处理根据互联网化的新式动力出产消费、 商场与买卖方法。经过信息层的数据链条连接了物理层的动力链条和运用层的事务链条，确保了各层建造内容的全体协谐和有机联络。
为支撑物理动力网架完成归纳动力互联互通、配网高效灵敏、网络智能高效的方针，首要打开以下研讨与运用作业 ：
1) 电力电子器材技能 ：选用第三代半导体 SiC 构成宽禁带的功率器材，具有更低的开关损耗和更低的导通压降，进步设备的转化功率 ；研发定制高性能集成门极换向晶闸管大功率半导体开关器材，具有低通态压降、高阻断电压和晶体管安稳于一体的特性，支撑换流设备拓扑立异运用。
2) 柔性直流配网设备的要害技能 ：初次提出共用搬运支路的多端口直流断路器拓扑结构， 研发运用三端口直流断路器，大大削减电力电 子器材数量，下降体积和本钱。完成穿插钳位 结构的柔直换流阀，完成毛病电流自铲除功用， 堵截时刻快、附加损耗小。
3) 柔性直流配网操控维护要害技能 ：提出操控维护一体化、紧凑化规划的工程技能计划，完成多端柔性直流配电网和谐操控、体系一键化启停、多种运转办法的无缝切换等功用 ；创 新提出交直流混合配网和谐操控战略，完成交直流有功无功和谐操控，光储充直流微网与交 直流配网协同运转，沟通体系极点毛病状况下， 柔直与变电站备自投协同供应紧迫备用。
4) 柔性直流配网体系成套规划技能 ：立异提出工程化含义的星型网络拓扑结构及一、二 次设备装备计划 ；拟定过电压维护与合作规范、 电压源换流器、直流变压器、直流断路器等主 要设备的技能要求，以及操控维护体系架构、 体系运转办法、维护装备计划和操控维护体系要求等。
5) 直流微电网灵敏高效接入的要害技能 ：立异柔直中压配网与低压直流微网的协同运转计划 ( 包含接入计划 ) ；研讨提出直流微电网运转控 制、无缝切换、高低压毛病穿越等系列要害技能。
才智动力大数据云渠道建造首要打开以下几方面研讨与运用 ：1) 运用大数据云渠道技能建造才智动力运营服务渠道，选用ETL 东西完成与广东电网大数据渠道数据交互。树立归纳动力数据模型， 树立数据集成与剖析渠道，为才智动力运用供应数据集成与交融服务和大数据剖析核算环境。针对动力数据的实时接连性、数据处理要求高、 短时爆发性强的特色，渠道体系架构运用柔性多样化的数据集成技能和接连反应式的数据处理技能，支撑动力数据个体性的差异化处理；运用微服务、容器等弹性可扩展技能，树立云环境下微服务结构，支撑电网高档运用的快速开发和快速迭代，该计划已在广东电网 10 个地市级单位推行打开数据渠道建造。
2) 扩展归纳动力数据模型与完成数据集成交融 ：在南方电网现有公共信息模型(common information model，CIM) 模型根底上，针对水、 电、气、冷、热、风电、光伏、储能与充电桩等 10 多种方法动力数据，进行归纳动力数据模型扩展 ；经过对数据的解析，构建才智动力上层运用的多源异构数据的交融模型，推动动力互联网归纳动力数据模型规范的树立。
3)研讨树立内外网渠道数据安全防护战略：内网资源池、外网资源池阻隔区(dimilitarized zone，DMZ) 一起为才智动力运用供应运转环境，见图 2。内网资源池承载才智动力运用的中心逻辑及中心事务数据，经过摆渡技能将内网用户操作的相关数据同步到外网资源池。外网资源池不存储灵敏信息，首要布置与用户交互的相关逻辑和数据。外部数据源调用外网资源池的数据接入服务，经过摆渡技能导入到内网资源池，并存储在才智动力大数据渠道。
4) 探究区块链技能的运用 ：立异根据区块链技能的买卖渠道，支撑分布式新动力的绿证买卖商业方法。根据区块链的“去中心化”技能，完成买卖数据的可信存储。绿证买卖增加了分布式新动力的额定收益，以配额替代补助的方法促进了分布式新动力的打开。
适合的运转机制和商业方法可以为动力企业、售电公司、用户、分布式资源所有者等各类主体供应参加动力互联网运营的施行途径， 打造敞开的动力互联网生态。
1) 多动力协同运营机制 ：根据价格的多动力协同运转机制，构成了城市等级跨区多动力体系优化运转办法，以及区域等级多动力体系优化运转和操控办法 ；完成了动力体系各环节运转状况的实时剖析与优化运转战略的拟定，有力促进了各种动力的协同和梯级运用。
2) 虚拟电厂运营机制 ：根据双层规划的虚拟电厂日前调度模型，可完成特定区域内分布式新动力发电才能动态猜测，将分布式新动力、 可控负荷、电动汽车及储能等灵敏性资源自在组合成虚拟电厂，参加体系调控以及调峰调频、 潮流优化等辅佐服务，构成虚拟电厂调度运转的优化战略与运营机制。
3) 动力互联网渠道商业方法 ：学习互联网思想方法，树立敞开的归纳动力运营服务渠道， 为各主体供应打开归纳动力运营的数据才能和事务才能，引导各类用户一起参加动力互联网打开。支撑动力企业打开多能协同运营事务；支撑售电公司发掘用户呼应潜力，打开根据商场价格信号、鼓励机制的需求呼应方法 ；支撑动力服务商整合分布式资源打开虚拟电厂运营等。
4) 增值服务商业方法 ：规划定制化的用户动力服务 ；规划面向工商业用户的动力账单、需量剖析、能耗监控、节能主张等用能增值服务；面向下一阶段电力商场的中小用户，设置了电力零售套餐 ；为分布式资源所有者供应运转剖析、运维保管和报装接入等服务规划。
5) 根据区块链的绿证买卖商业方法 ：将区块链技能引进绿证买卖商场的规划计划，可以处理绿证在核发、买卖和核对环节的安排、记载和审计问题。区块链的参加，能进一步完善现有的绿证买卖商场，树立起老练安稳的绿证买卖机制。
广东电网演示项目在国内初次体系地实践了物理—信息—运用三层动力互联网建造方法， 为动力互联网演示建造供应了样板式参阅，三层建造效果详细如下 ：
1) 物理层。在唐家湾建成了国际首例 ±10 kV、±375 V、±110 V 多电压等级、多 端交直流混合配电网，换流容量为40 MW， 包含唐家(20 MW)、鸡山I (10 MW)、鸡山II (10 MW) 换流站与科技园降压换流站(2 MW)， 鸡山I 选用含集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristors，IGCT) 穿插钳位模块的半桥模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC) 换流阀拓扑，鸡山Ⅱ与唐家 换流站选用半桥MMC 换流阀与机械式直流断路器的接线拓扑。科技园降压换流站建造三端口直流断路器。在清华科技园建成了光储充一体化的直流微网，选用了2 MW ±10 kV/±375 V/ ±110 V 三端口直流变压器，直流微网接入了 0.2 MW 房顶光伏、1 MW/1 MW·h 电化学储能及 1 MW 直流充电桩等灵敏性资源，体系接线。
该柔直配网具有三端联网运转、双端 联网+ 单端供电排列运转、单端停止同步补偿器 (static synonous compensator，STATCOM) 运转等 10 种运转办法 ；可依据沟通电网潮流主动调理直流传输功率的巨细、方向，完成与沟通电网有功无功一致和谐操控。N-2 极点毛病 状况下为沟通电网供应紧迫电源支撑，完成直流微网与交直流配网的优化运转。典型办法下， 鸡山站向唐家站运送 20 MW 的有功功率，可将唐家站主变负载率由 70% 下降到 47.7%。2) 信息层。建造了面向海量灵敏性资源的才智动力大数据云渠道，见图4。
渠道集成了 343 个光伏逆变器、1 738 个充电枪、 2 个储能站、 70 万用户等数据 ；构建了四大类 CIM 模型，包含根据站变线联系的主网模型、根据站线变户联系的配网模型、用于风景发电的分布式资源模型及用于冷热气的归纳动力模型。渠道完成了内外部动力数据的集成和办理、多源异构数据的交融并供应数据资源服务。信息层的建造，构成了才智动力大数据服务才能，加快动力数据的交融与协同操作，为动力数据财物增值与变现奠定技能根底，加快构成以归纳动力数据为中心的动力生态圈。
3) 运用层。才智动力运营办理渠道集成多动力协同运营功用，支撑了横琴区域电、冷、热、 气等动力在出产、转化、存储和消费各环节的运转状况展现和运用功率剖析，完成了珠海全市的新动力、储能、充电桩设备的数据收集以及设备运转状况的监督 ；研发了分布式资源办理功用，可支撑分布式新动力、可控负荷、电动汽车及储能等灵敏性资源自在组合成虚拟电厂进行办理，支撑分布式资源买卖以及分布式资源规划、建造、并网、修理和代管等拓宽服务 ；研发了根据价格以及根据鼓励的需求呼应办理功用，可支撑需求呼应事情发布、呼应申报、进程监控、效果核算和鼓励发放等事务打开；建成了才智用能服务功用，研发了支撑现货买卖的售电事务办理功用，组合规划了满意不同用户需求的零售套餐，完成了面向用户的用能账单、能效办理、报装咨询、节能服务等系列个性化增值服务，以及面向动力服务商的项目规划建造、设备运维办理功用。运用层的建造极大拓宽了互联网归纳动力服务范围，促进分布式新动力消纳，进步社会全体归纳用能功率， 进步用户归纳动力消费体会。
广东电网承当的《支撑消费革新的城市— 园区双级“互联网+”才智动力演示项目》于 2019 年 3 月首先经过国家动力局安排检验，并被国家动力局发布的《动力互联网打开白皮书 2018》录入，本文依托该项目剖析了动力供应方法存在的问题，研讨了动力互联网建造思路、 要害技能、运转机制与商业方法，建成动力互联网工程演示区，构成一批具有推行演示含义 效果 ：
1) 研讨并提出了有利于项目安排施行以及动力互联网规范化建造的物理—信息—运用三 层式架构及城市—园区两级体系方法，处理以珠海为代表的、以高新工业为主体的城市或园区用能需求。
2) 研讨了新式配网技能形状，建造了唐家柔直配电网，进步了物理动力网架能量调度的灵敏性与网络运转的牢靠性，为分布式资源、 各类动力运营商等多动力主体互联互通供应了强有力的物理网架支撑。
3) 研讨了海量的多方法资源信息接入与交融技能，树立了归纳动力大数据云渠道，完成了各类主体动力的信息聚集与交互，打通了归纳动力体系内海量运营主体的信息壁垒，为演示区域内各类动力主体的交互与协同供应信息网架支撑。
4) 研讨了敞开同享、互动共赢的运转机制与商业方法，构建了向社会各类主体敞开的才智动力运营办理渠道 ；推动海量动力主体打开多元化交互与协作 ；运用商场化手法平衡多方动力消费需求，从而进步动力供应通道的财物运用率，下降各方动力运用本钱，全体进步社会总体用能功率，为各类动力主体的高效协同供应了机制方法支撑。
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