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从智能能源系统到能源5.0

北京航空航天大学副教授、中国自动化学会智能分布式能源专业委员会秘书长赵向阳

为什么要做智能能源系统?传统的能源系统涉及到从一次能源的预测、发电、传输到消费等环节,而现在能源的转型,需要它更可靠、更高效的运行。那么往一次侧,就需要对风、光、水这些具有间歇性、波动性的一次能源进行预测;往消费侧,就涉及到再电气化,很多设备都要改成往电气的方向运行,对电能的需求也增加了,的眼光去进行农村电网的改造和规划,以改变疲于应付的现状。 “十三五”电力发展规划将 “升级改造配电网,推进智能电网建设”作为重要任务,提出加大城乡电网建设改造力度,基本建成城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好以及与小康社会相适应的现代配电网,适应电力系统智能化要求,全面增强电源与用户双向互动,支持高效智能电力系统建设。因此,实施农网改造具有重大的现实意义和深远的历史意义,必将对从事配电网建设的电气设备产业链上的相关企业产生拉动效应,配电企业、电工企业和自动化企业均将从中受益。(编辑整理 /孙彬)EA 同时每一个个体的特异性都会造成负荷的复杂性。在这种情况下,就需要对这个系统进行管控,也就需要更多的信息技术,要采用智能化的方法,所以就提出智能化。另外一点,这些设备如果要做到不停机维修,或者精益化管理,都会对系统提出更高的要求。

现在正好智能化、大数据、互联网为我们提供了技术途径,在这个层面上就可以进一步实现智能化了,所以我们提出了能源5.0,进一步加深信息和物理系统的融合,并使工业与人类社会充分融合。也就是社会物理信息系统(Cyber Physical Social System,CPSS),该系统的核心设备是虚拟人工系统,运行模式将引领工业进入平行化时代。

能源变化第一就是转型,多能互补,比如水、电、气能,以前每一个系统都是独立运行的,它们设计的可能是在额定工况下比较优化,而现在要把这些系统集成在一起运行,在一个全局的系统中,每一个系统未必是最优化的。另外在实际中因为负荷的变化,需要这些设备都在变工况状态下运行,原来按额定设置的系统也不会优化运行,不确定性很大,在这种情况下,就更需要采用一种平行的控制技术,来重构虚拟的空间,在这个空间中进行一些在现实中很难进行的试验,得出一个优化的结果,来引导实际系统去运行,所以能源5.0现在是特别必须的。能源5.0主要解决能源智能化所产生的智能网联的可靠、协同及优化运行。

在能源 5.0的推广过程中,第一个是认知的问题,有人说2.0好像还没实现,事实上能源就是为人类社会服务的,其生产和使用打上了强烈的人类社会属性,以前很少考虑这点,目前有了更先进的理论和技术方法,可以实现对能源系统的深层感知和调控,可以实现跨越,迫切需要采用能源5.0的相关理论和技术。再一个是认同的问题,现在能源 5.0刚刚起步,大家还没看到它做了之后带来多少效益,事实上技术的发展总是有一个过程的。另外,我们做了几个项目,如何把这些项目再细化,再去反馈,还希望得到企业的支持。(编辑整理/朱金凤)