第7章 能源互联网ppt课件.ppt

《第7章 能源互联网ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7章 能源互联网ppt课件.ppt（43页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第7章 能源互联网第7章 能源互联网 2016年07月15日全球能源发展的现状和挑战 能源互联网概述 能源互联网应用案例 内容1.全球能源资源 全球能源资源主要有煤炭、石油、天然气等化石能源和水能、风能、太阳能、海洋能等清洁能源。特别是近20年，全球能源发生了深刻变革，总体上形成煤炭、石油、天然气三分天下，清洁能源快速发展的新格局。 全球能源发展的现状化石能源在全球分布很不均衡，煤炭资源95分布在欧洲及欧亚大陆、亚太、北美等地区，石油资源80%分布在中东、北美和中南美，天然气资源70%以上分布在欧洲及欧亚大陆、中东地区。 2.全球能源消费 o全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持续“双增“态势

2、o随着经济持续增长和人民物质生活水平不断提高，改革开放以来中国 能源消费量逐年攀升，目前已超过美国成为世界最大的能源消费国。o1980-2013年，中国能源年消费总量由6.0亿吨标准煤增长至37.5亿吨标准煤，年均增长率达5.5，为同期世界年均增长水平的2.8倍；年人均消费量从0.6吨标准煤增长到2.8吨标准煤。全球能源发展的现状3.全球能源生产o全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持续“双增“态势o随着经济持续增长和人民物质生活水平不断提高，改革开放以来中国 能源消费量逐年攀升，目前已超过美国成为世界最大的能源消费国。o1980-2013年，中国能源年消费总量由6.0亿吨标准煤增长至37.5

3、亿吨标准煤，年均增长率达5.5，为同期世界年均增长水平的2.8倍；年人均消费量从0.6吨标准煤增长到2.8吨标准煤。全球能源发展的现状4.全球能源贸易o全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持续“双增“态势o随着经济持续增长和人民物质生活水平不断提高，改革开放以来中国 能源消费量逐年攀升，目前已超过美国成为世界最大的能源消费国。o1980-2013年，中国能源年消费总量由6.0亿吨标准煤增长至37.5亿吨标准煤，年均增长率达5.5，为同期世界年均增长水平的2.8倍；年人均消费量从0.6吨标准煤增长到2.8吨标准煤。全球能源发展的现状1.能源供应面临挑战在全球经济发展的带动下，世界能源消费总量从1

4、965年的53.8亿吨标准煤增加到2013年的181.9亿吨标准煤，增长2.4倍。未来，世界能源消费量仍将保持增长态势。2.能源环境面临挑战化石能源燃烧是全球温室气体排放的主要来源。温室气体排放带来的温室效应，对人类生存发展构成了四大威胁，包括陆地面积缩减、大量物种灭绝、威胁食物供应、危害人类健康。3.能源配置面临挑战全球化石能源配置具有总量大、环节多、输送距离远等特征。 4.能源效率面临挑战目前，无论是化石能源，还是清洁能源，其开发、配置、利用效率仍不够高，有很大的提升空间。4.能源效率面临挑战目前，无论是化石能源，还是清洁能源，其开发、配置、利用效率仍不够高，有很大的提升空间。全球能源发展

5、的挑战 全球能源发展的现状和挑战 能源互联网概述 能源互联网应用案例 内容18世纪60年代第一次工业革命：蒸汽机作为动力机被广泛使用，机器代替了手工劳动，使人类社会对能源需求大大提高第二次工业革命：电的发现和利用、内燃机等机械技术的发展直接推动了第二次工业革命，人类这一百多年的文明发展伴随着能源的急速消耗，对能源的需求还在不断增加19世纪70年代当今“第三次工业革命”：融合互联网技术和可再生能源技术，构建新型能源供需架构的思路，能源互联网相关技术获得广泛关注12能源互联网概述 能源互联网的定义1.能源互联网（Energy Internet；Internet of Energy, ）在于构造一种

6、能源体系使得能源能像Internet中的信息一样，任何合法主体都能够自由的接入和分享。从控制角度看，在于通过信息和能源融合，实现信息主导、精准控制的能源体系。 清华信息科学与技术国家实验室（筹）公共平台与技术部主任 曹军威2.能源互联网：大幅提升能源产生和消费的效率，最终形成能源交易、能源资产交易两个市场。 远景能源CEO 张雷 从技术角度来说能源互联网可定义为：以互联网及物联网方式，通过对能源的取材、转换、输配、存储、交易、使用等与能量及信息相关因素的采集调控、互联互通和耦合互补，实现能源利用的安全、清洁、经济、便利、高效和可持续发展。 能源互联网概述 直流交流数据中心传感器传感器变电站云平

7、台数据中心信息能源基础设施一体化能源路由器能源互联网的特点(1)可靠性高：电力供应的可靠性极高，极少断电；(2)稳定性强：即使在新能源大规模接入的条件下也能保证电力供应的高质量地稳定供应； (3)安全：使用信息符合规定，无法被入侵，无论是从物理上还是网络都无法侵入； (4)自适应性强：能够与各种混合能源资源一同运作，通过本地层面的决策就能够实现自愈；(5)经济效益好：通过监控和传感提高资产效用，减少不必要冗余；(6)智能化程序高：利用大数据，云计算和智能技术，实现系统和设备的智能控制，并能够实现跨系统和跨设备的分享和控制。 能源互联网概述 16能源互联网的形成基础信息通信技术是能源互联网形成的

8、必要条件。能源互联网通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等，进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习，打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率，使得需求和供应将可以进行动态调整 17能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的层次 能源互联网和物联网一样也可以分为五个层次，分别是设备层、通信层、数据层和应用层 ，如下图所示为华为AMI方案18能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的典型结构在能源互联网的典型结构中能源互联网由分布式发电或智能发电、发电侧及用电侧储能设备、能源路由器、通信网络、智能配电和智能微电网、能源管理系统、智能用电终端及数据存储、分析及数

9、据挖掘等相关软、硬件设备构成的。19能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 20能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 (1)发电模块能源互联网中发电模块与传统发电系统的差异如图所示。21能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 (2)输配电模块能源互联网中输配电模块与传统配电网中的输配电模块的差异如图所示 22能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 （3）智能建筑模块 能源互联网与传统配电网在与智能建筑融合方面的差异如图所示。23能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 （4）电动车模块电动汽车E

10、V（Electric Vehicle）是装备有代替了发动机的电动机和电池、车载充电器、蓄电池、控制装置等，用充电电池的电力代替汽油驱动的汽车。 电动车在能源互联网和在传统电网中的差异如图所示 。 24能源互联网的层次、结构和主要模块 能源互联网的主要组成模块 （5）电力市场能源互联网时代的电力交易将是互联网+期货+信用+批发+零售+碳交易等等，能源在互联网中将实行差异化定价，个性化定价，这样的机制将使得能源互联网中的用户通过能源资源的合理配置能达到用电免费，省电赚钱的目的。能源互联网中的电力市场与传统电力市场的差异如图所示 。 全球能源发展的现状和挑战 能源互联网概述 能源互联网应用案例 内容

11、北京延庆智能微电网示范工程多能互补智能微电网社区示范项目 内容27 项目背景 北京市延庆县是国家绿色能源示范县,北京市新能源和可再生能源示范县,北京市循环经济试点县，延庆县拥有丰富的风能、太阳能、生物质能等绿色可再生资源，新能源发电潜力巨大，并且现有新能源产业孵化园智能微电网群（29个智能微电网群，群内拥有多种新能源形式的分布式发电项目），随着分布式可再生能源的大量并网，以智能电网为核心的能源互联网已成为历史发展的必然选择。北京延庆智能电网示范工程场景如图所示。 28 总体方案 总体方案是分期建设，最后形成一个由多源协同的主动配电网和即插即用直流用电网络所构成的，并能满足分布式能源充分消纳的柔

12、性及负荷主动响应的能源管理与公共服务平台的能源互联网。其总体方案图如图所示。 。 29项目一：多源协同的主动配电网建设 （1）整体规划利用柔直技术升级改造配电网，构建拓扑灵活、潮流可控的主动配电网，支持分布式能源的灵活接入，实现与智能微电网的协同互动，提升能量传输网络的优化配置能力。提高分布式能源的消纳能力，提高用户的电能质量和供电可靠性，提高配网设备利用率。一期建设内容规划图如图所示。 30项目一：多源协同的主动配电网建设 (2)主动配电网与智能微电网的协同优化智能微电网位于开发区内的北京新能源产业孵化园，包括2.1MW屋顶光伏、2.5MW储能、小风电示范、电动汽车充电示范、智能用电、园区高

13、速通信、智能微电网控制与能量管理系统等。主动配电网与智能微电网的协同优化平台的整体架构图如图所示。 31项目一：多源协同的主动配电网建设 该协同优化平台能将智能微电网接入主动配电网，实现能量双向流动、信息广泛互联、用户充分互动、多方合作共赢。平台协同优化的效果图如图所示。 32项目二:即插即用直流用电网络建设 建设直流用电网络，支持直流负荷和电源的即插即用，简化用能转换环节，降低能量损耗，减少设备投入，实现高效直流用电。通过充、放、发、储“四位一体”直流用电网络示范，探索电动汽车、分布式能源、储能、配电网的协调发展模式，实现新能源汽车绿色充电，实现光伏等分布式能源的高效消纳，实现退运电池的价值

14、延伸，提高直流用电网络的综合运营效益。即插即用直流用电网络的规划图如图所示。 33项目三:分布式能源充分消纳的柔性负荷主动响应 利用用户侧可控资源的响应能力，通过多种能源协同控制，平抑新能源波动，实现示范区高渗透率分布式新能源的充分消纳。项目三的规划和实施效果图如图所示。 34项目四: 能源管理与公共服务建设 构建基于能源大数据平台的能源管理中心，通过“区域自治，全局优化”，实现能量的分层分级平衡；利用大数据技术，提供分布式能源预测、用户用能行为分析等公共服务。服务平台的效果图如图所示。 35能源互联网多种形式的应用架构图 。 36能源互联网多种形式的应用架构图 。 37能源互联网多种形式的应

15、用架构图 。 38能源互联网多种形式的应用架构图 。 39能源互联网多种形式的应用架构图 。 北京延庆智能微电网示范工程多能互补智能微电网社区示范项目 内容41 项目背景本项目通过建立100户智能光伏智能微电网子示范系统组合成MW级多能互补分布式智能微电网示范系统来研究新型智能微电网拓扑结构、可再生能源功率预测技术、储能系统平滑光伏输出功率波动的机理与策略、智能微电网智能监控等技术 本多能互补智能微电网示范项目的结构如图所示。主体结构是通过建立多个局域的子智能微电网系统来组合成一个较大的智能微电网系统。 42 项目背景智能微电网示范项目内部的局域智能微电网结构图如图所示 。 该局域智能微电网中光伏发电输出的电力可直接给蓄电池充电或与蓄电池并联经逆变后一起给负载供电，或经智能调控设备后与市电交流电一起给负载供电，不需要加装并网逆变器，大大提高了资源利用率，减少了充放电及电力转换次数，增加了系统整体效率。谢谢