综合能源系统与能源互联网探讨

　　【摘要】综合能源系统与能源互联网是全球性能源危机背景下社会各界关注的两个热点问题，不仅可以实现多种能源形势的转换，也能够推动多种能源网络的互通互联，在促进未来能源可持续供应方面发挥着重要作用。本文从综合能源系统和能源互联网的概念出发，对两者之间的区别与关联进行了讨论，希望能够为相关研究提供一些参考。
　　【关键词】综合能源系统；能源互联网；特点；前景
　　上世纪五六十年代以来，伴随着计算机技术、通信技术、网络技术等的飞速发展，能源领域出现了许多新的理念，如智能电网（SG）、综合能源系统（IES）以及能源互联网（EI）等，这些理念有一个共同的特点，就是希望可以通过开源节流，推动能源产业的可持续发展，不过，由于侧重点不同，综合能源系统与能源互联网之间存在着一定的差别。
　　一、相关概念
　　（一）综合能源系统IES
　　综合能源系统IES实际上并非全新的概念，因为在能源领域，一直都存在不同能源形式协同优化的情况，其相关概念在很早之前就已经存在，不过并没有能够形成标准统一的定义。结合相关研究，可以将IES定义为能够对能源的生产、传输、存储、消费等环节进行协调优化，实现产供销一体化的系统，通常包含供能网络单元、能源交换单元、能源存储单元、终端综合能源供给单元以及终端用户，其基本结构如图1所示。
　　IES具备几个显著特点：一是灵活性。IES能够依照不同能源的特性，通过强化能源互补、提升传输及转换效率等方式来保证系统的稳定可靠运行；二是可扩展性。IES采用的是模块化结构，能够针对现实需求，实现多个IES的互通互联，从而满足大规模用户群体的需求；三是低碳性。IES能够将原本的化石能源替代为清洁能源，可以有效减少碳排放，适应可持续发展需求；四是继承性。在IES内部集成中，存在不同分工，能够实现多样化功能，而且集成的物理系统可以推动不同产业与用户之间的有机融合〔1〕。
　　（二）能源互联网EI
　　能源互联网EI的相关概念是由美国学者杰里米。里夫金提出，在其著作《第三次工业革命》中，里夫金希望能够借助ICT技术以及智能电网，实现对分布式电源、可控负荷以及储能设备的整合，以此来为用户提供更加清洁、更加便利、更加可靠的能源供应，确保用户能够参与到能源生产、消费与优化的全过程。在不断的发展中，越来越多的学者开始重视对于EI的研究，也得到了大量的研究结论，不过与IES一样，EI同样没有能够形成相对统一的定义。统合研究成果，能源互联网属于一种以电力系统为核心，以ICT技术、计算机网络等为支撑，以分布式可再生能源为基础，通过与交通网络系统、天然气网络系统等的紧密结合，形成的复杂化多网流系统，其基本框架如图2所示。
　　在EI中，受互联网理念的影响，对于能源提出了许多新的要求，其必须能够具备广泛分布、实时响应、对等开放、高度智能等特性，在这种情况下，必须在能源互联网中引入物联网、云计算、大数据等先进信息技术，积极迎接挑战，也因此使得能源企业和IT企业都逐渐参与到了相关领域的研究与技术推广中〔2〕。
　　二、综合能源系统与能源互联网的区别与联系
　　对比综合能源系统与能源互联网，两者都是强调通过可再生能源开发和能源利用率提升，降低化石能源大量使用引發的环境污染，同时实现能源的可持续供应。不过，因为综合能源系统与能源互联网的侧重点不同，在实际应用中存在一定的区别：
　　首先，IES从能源系统发展需求出发，对其存在的问题进行解决。新时期，社会对于各类能源的需求都在不断增长，各类能源之间的联系越发密切，传统各自运行的能源系统已经无法满足社会发展的能源需求。IES的出现，可以对不同能源系统进行协调优化，不会过分依赖IICT技术和网络互联，因此即便是一个独立且采用传统控制模式的微网系统，也一样能够满足用户的多样性需求，促进能效的提高。而与之相比，EI可以看做是能源系统再造，或者能源系统与互联网相互融合得到的产物，侧重点在于能源网络互通互联以及ICT技术的深度融合，追求的目标也充分体现出了互联网的诸多特性，如广泛分布、双向传输、实时响应等。基于此，在能源领域的研究中，IES更受能源企业及相关学者的关注，EI则得到了IT企业的推崇。
　　其次，IES的研究一视同仁，不会过分偏重某一种能源，而EI则更加倚重电能。IES强调的是各种能源系统的协同优化，在系统中，能源形式不同，应用场合以及承担的角色也会有所不同，其主导能源并不固定，而是会随着应用场景的变化而变化。考虑能源远距离大容量传输，一般需要借助天然气网和电网实现，此时天然气与电能必然占据主导地位。能量存储环节，系统会依照能源品级、容量和相应速度等选择不同的存储方式，而其所对应的能源形式会发挥主导作用。微网中，为满足用户个性化需求，能源组合方式各不相同，因此并不存在必然的主导能源。相比较而言，EI的追求目标直接决定了了电力网与电能在其中必然能够发挥主导作用，分析原因，主要是电力网络本身具备能源实时传输、即插即用、自动化程度高等特点，电能作为一种高效能源，在传输、转换和使用方面同样优势明显。基于此，如果将智能电网作为核心平台，将更利于能源互联网目标的实现。
　　然后，IES是EI的物理载体。EI本身在发展过程中被赋予了多种功能，不过从其目的分析，主要是为了实现能源可持续供应，虽然其一直都强调以电能为核心，但是最终的作用多样是包括电能在内的各种能源系统，关注不同系统的互联，因此，IES是EI的服务对象与功能载体〔3〕。
　　三、结语
　　总而言之，作为世界能源领域的两个热点问题，综合能源系统和能源互联网受到了国内外的高度重视，通过对两者关系的合理分析，希望可以为相关研究工作提供一些参考，推动能源产业的健康发展。
　　【参考文献】
　　〔1〕张巍，孙伟卿，吴俊宏，等。能源互联网中的综合能源系统研究〔J〕。自动化仪表，2017，38（1）：1215。
　　〔2〕牛远方，杨朋朋，王成福，等。智慧型综合能源系统架构研究〔J〕。山东电力技术，2017，（12）：611。
　　〔3〕余晓丹，徐宪东，吴建中，等。综合能源系统与能源互联网简述〔J〕。电工技术学报，2016，31（1）：113。