未来能源供应模式——能源互联网

　　基于现有的能源基础设施，可再生能源资源在传输和利用等方面仍存在瓶颈，因此，我们尝试运用先进的信息和互联网的理念和技术，与可再生能源技术相结合，构建能源互联网，希望提出一条实现能源可持续发展的并具有可行性的技术路线。

　　能源互联网把一个集中式的、单向的电网，转变成和更多的消费者互动的电网。

　　美国著名经济学家杰里米·里夫金的第三次工业革命和能源互联网的提法最近引起广泛关注。杰里米·里夫金认为：“在即将到来的时代，我们将需要创建一个能源互联网，让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。多余的能源则可以与他人分享，就像我们现在在网络上分享信息一样。”

　　能源互联网其实是以互联网理念构建的新型信息能源融合“广域网”，它以大电网为“主干网”，以微网为“局域网”，以开放对等的信息能源一体化架构，真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用，因此可以最大限度地适应新能源的接入。微网是能源互联网中的基本组成元素，通过新能源发电、微能源的采集、汇聚与分享以及微网内的储能或用电消纳形成“局域网”。大电网在传输效率等方面仍然具有无法比拟的优势，将来仍然是能源互联网中的“主干网”。虽然电能源仅仅是能源的一种，但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势，未来能源基础设施在传输方面的主体必然还是电网，因此未来能源互联网基本上是互联网式的电网。能源互联网把一个集中式的、单向的电网，转变成和更多的消费者互动的电网。

　　事实上，美国和欧洲早就有能源互联网的研究计划。2008年美国就在北卡州立大学建立了研究中心，希望将电力电子技术和信息技术引入电力系统，在未来配电网层面实现能源互联网理念。效仿网络技术的核心路由器，他们提出了能源路由器的概念，并且进行了原型实现，利用电力电子技术实现对变压器的控制，路由器之间利用通信技术实现对等交互。德国在2008年也提出了E-Energy理念和能源互联网计划。

　　能源互联网对现有技术提出了更高更多的要求。首先，能源互联网系统体系架构和其中的信息能源融合机制还需要深入研究。能源路由器是能源互联网实现的核心，但能源的路由比信息要复得多，主要体现在存储和控制的难度上。储能相当于能源互联网中的缓存，经济可行的大规模储能仍然是技术难点，效率、充放电次数、成本、容量等问题还有待解决。电力电子技术是实现能源互联网控制的主要手段，按照用户的需要以指定电压和频率控制电力的传输仍然是技术难点，电力电子变压器和传统变压器相比仍然有效率、容量和可靠性等方面的瓶颈问题。最后是分散协同式的能量管理，传统的能量管理系统需要在能源互联网的基础上实现一个能源信息实时采集、处理、分析与决策的能量管理系统。总之，要彻底实现能源互联网关键性技术的产业化的确还有很长的路要走。但从我们已掌握的技术看，从简单到复杂，逐步集成创新来实现能源互联网的原型系统和示范工程，还是具有一定的现实可行性的。

　　能源技术本身所面临的瓶颈，需要新理念、新方法和新思路的指导，能源互联网不仅仅是电网的信息化和智能化，也是互联网理念引导下的能源基础设施变革，可以最终实现信息能源基础设施的一体化。

　　(作者系清华信息科学与技术国家实验室公共平台与技术部主任，主要从事分布式计算技术及其在能源电力等领域的应用研究。)(RFID世界网编辑整理)