作为能源互联网的重要节点,城市配电网同样发挥着重要的作用,目前对于“城市能源互联网”,各方的理解众多,没有统一定义。有人认为城市能源互联网应以能源系统为物理核心,注重发展分布式能源,同时以通信技术进行辅助,实现多种能源高效互补。
这种认知强调的是建立多能耦合的能源系统,类似的示范工程有美国的“FREEDM”项目、新奥集团的“泛能网”项目以及加拿大社区级综合能源系统项目。
另外也有人认为城市能源互联网是将互联网开放、对等、共享的理念应用于能源系统中,通过微电网、虚拟电厂等方式参与能源交易。这种认知强调的建立需求侧响应的能源市场,如“Smart Watts”项目。
1、城市能源互联网的定义与特征
虽然国内外专家对城市能源互联网的解释存在差异,但本质上具有如下共性特征:多能互联、泛在互联、电为核心。
国家电网天津电力公司认为,城市能源互联网是以电为中心的城市各类成员互联互通、综合利用、优化共享的平台,是全球能源互联网、中国能源互联网在城市地区的承接节点和重要支撑。
提出的“城市能源互联网”具备如下特征:
(1)电为中心:电在能源的开发、传输、消费环节具有天然的优势,因此城市能源互联网首先应该以电为中心。
(2)跨越平滑:由于承担经济、政治、文化中心的作用,城市能源需求巨大,这种能源资源和需求之间的矛盾,需要在城市以外的更大范围内进行能源平衡。
(3)低碳化:城市能源发展面临的问题绝大多数都是由于能源污染排放造成的,因此低碳化也是城市能源互联网的核心特征。
2、城市能源互联网体系架构设计
城市能源互联网大致被划分为能源生产与消费层、能源传输层、综合能源管理大数据平台、应用层。
(1)能源生产与消费层:随着分布式能源的发展,未来用户既是能源的生产者,同时也是能源消费者,未来的电网负荷更加柔性,具备调节能力,同时具有局部自治能力。
(2)能源传输层:主动配电网将是能源传输配送的主要载体,承担能源路由的职责,未来的配电网需要具备灵活的拓扑结构,同时潮流可控,且设备利用率会更高。
(3)综合能源管理大数据平台:随着多源数据的汇集,通过数据存储、分析、挖掘和管理,数据平台可以支持能源生产、传输、消费等全过程。
(4)应用层:在城市能源互联网的应用层,主要为用户提供决策服务,为各参与主体提供互动服务,为社会提供公共服务。
此外,城市能源互联网由物理层、信息层、服务层构成,其中物理层是多种能源互联互通的能源供给网络,是物质基础。信息层是覆盖城市能源所有地域、领域的能源通信网,是智慧支撑。服务层是覆盖全市的能源服务管理平台,是服务管理中枢。
城市能源互联网作为能源产业价值转移的主要趋势,为传统电力企业的转型发展,指明了未来的发展方向。当然,产业价值链仅仅只是诱因之一,电力企业的角色转型和末端组织变革,仍然受到电力市场化改革、城市用能需求的不断提升、能源相关技术的不断升级、用户消费主权意识崛起等因素的影响。