摘要：能源互聯(lián)網(wǎng)具有交易開放的特點(diǎn)，能改變城鎮(zhèn)用能方式，是解決中國城鎮(zhèn)中能源問題的關(guān)鍵。本文就新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用來深入分析能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)健技術(shù)及應(yīng)用體系，全面對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，闡述了新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的細(xì)節(jié)和運(yùn)用路線。
關(guān)鍵詞：新型城鎮(zhèn) 能源互聯(lián)網(wǎng) 關(guān)鍵技術(shù)
中國正在進(jìn)行城鎮(zhèn)化的改革，在改革的過程中，城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)普遍存在著能效低、碳排放大、供需不足等問題。所以城鎮(zhèn)化改革需要進(jìn)入提質(zhì)階段。未來電力互聯(lián)網(wǎng)是能夠成為中國未來能源的關(guān)鍵之一，打造智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，將能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、消費(fèi)等環(huán)節(jié)與互聯(lián)網(wǎng)深入結(jié)合，形成新的能源產(chǎn)業(yè)形式。這是解決中國新型城鎮(zhèn)改革中能源問題的重要技術(shù)。
能源論文投稿刊物：《水電能源科學(xué)》屬于工業(yè)技術(shù)類學(xué)術(shù)性刊物，創(chuàng)刊于1983年，由中華人民共和國教育部主管，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、華中科技大學(xué)主辦，華中科技大學(xué)承辦。
而能源互聯(lián)網(wǎng)中的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是非常關(guān)鍵的，能將能源、信息、業(yè)務(wù)三位一體化，綜合提升城鎮(zhèn)能源的安全經(jīng)濟(jì)高效化運(yùn)用。依托于能源互聯(lián)網(wǎng)，新型城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)能將電、熱、冷等能源護(hù)工，打開能源交易市場，提供能源共雙方互動(dòng)。而在未來中新型城鎮(zhèn)的能源互聯(lián)網(wǎng)將成為重要的發(fā)展方向，但相應(yīng)的必須根據(jù)實(shí)際情況對(duì)能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行改革更新，以便能解決中國城鎮(zhèn)改革中能源問題。
1.城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)存在的問題
城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)主要是由集中的供電網(wǎng)絡(luò)、熱力、天然氣管網(wǎng)等組成，供能形式豐富。但是現(xiàn)今在城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)中是存在著一些問題的，我國的綜合能效距離世界上的發(fā)達(dá)國家還是相差較多的，而且在能源系統(tǒng)中普遍存在著綜合能效低、清潔能源占比低和供需互動(dòng)不足等問題。其中綜合能效平均比發(fā)達(dá)國家低10%左右，清潔能源低30%左右，所以中國在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，能源問題急需解決。
中國地大物博，在2011年就超過了美國成為世界上最大的消費(fèi)和生產(chǎn)國，但能源問題依舊受到制約，主要是化石能源國內(nèi)資源有限，能源效率低，對(duì)石油天然氣對(duì)外依存度高。而且高強(qiáng)度的資源開發(fā)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的影響，其次是產(chǎn)能和用能布局不均衡。在城鎮(zhèn)化的建設(shè)中垃圾處理問題很嚴(yán)重，很多城市70%被廢水和垃圾包圍，部分城市出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象。而中國要在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中解決以上等問題，需要對(duì)能源結(jié)構(gòu)、能源效率、可再生資源等方向去尋求解決方法。
2.新型城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)的基本特征
2.1城鎮(zhèn)用能分布差異
中國正處于飛速發(fā)展的階段，各地區(qū)的城鎮(zhèn)發(fā)展的十分迅速，而伴隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展，不同城鎮(zhèn)的用能特征也出現(xiàn)因?yàn)槟繕?biāo)不同的差異化。
中國的東部地區(qū)人口是全國的38%左右，生產(chǎn)總值占51%左右，東部地區(qū)的新型城鎮(zhèn)的能源消耗和需要能源品質(zhì)要求更高。[1]
中部地區(qū)則是工業(yè)強(qiáng)大，能源資源豐富，開發(fā)情況卻略有不足。而中部地區(qū)的新型城鎮(zhèn)在未來主要提高能源的利用率和產(chǎn)業(yè)集聚能力，來加速城鎮(zhèn)發(fā)展的質(zhì)量和效率。
西部地區(qū)，目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后，但面積卻占據(jù)了全國的71%，生產(chǎn)總值為18%，所以西部地區(qū)的新型城鎮(zhèn)需要將當(dāng)?shù)刭Y源向集約型和質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。
東北部地區(qū)，城市化水平要高于全國平均水平，但能源利用效率低，所以東北部地區(qū)的新型城鎮(zhèn)要更加的注重能源利用率的增加，來改變?cè)械哪茉蠢脝栴}。
2.2城鎮(zhèn)能源多樣化
在新型城鎮(zhèn)發(fā)展過程中，各種能源分布和大量的特色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在不同的城鎮(zhèn)中其發(fā)展的布局和側(cè)重點(diǎn)也不同，像城市側(cè)重于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)，不同的引入主體產(chǎn)生的目標(biāo)利益也是不同的，所以在新型城鎮(zhèn)的發(fā)展過程中，能源系統(tǒng)也隨著參與主體的不同而呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。這其中需要考慮到多方利益和主體的需求，想在規(guī)劃過程時(shí)，對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃要符合資金建設(shè)成本，還要考慮到環(huán)境問題，并且還要將多方利益最大化。因此，需要充分的根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)際需求來對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，并發(fā)展新型城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)。
2.3信息能源密集化
新型城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)于信息網(wǎng)絡(luò)的交互是十分密集的，在能源系統(tǒng)中能源的調(diào)度多是依賴信息通信系統(tǒng)來進(jìn)行對(duì)信息的傳達(dá)，并在能源系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。而大量信息的出現(xiàn)，也推動(dòng)著新型城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)中信息能源一體化的特征，而通過信息的交流，能讓能源管理上更加的精細(xì)化，密集化，而且對(duì)能量管控上也能進(jìn)行統(tǒng)一管理。在另一方面這種信息能源的一體化，也可以為多能交易市場提供構(gòu)建上的支持。
2.4消費(fèi)隨機(jī)化
在新型城鎮(zhèn)中，用戶用能逐漸呈現(xiàn)隨機(jī)化的趨勢(shì)，其用能的規(guī)律難以掌握，主觀能動(dòng)性更強(qiáng)，同時(shí)新型城鎮(zhèn)由于能源形式多樣化，導(dǎo)致各能源主體的利益目標(biāo)不同，增加了多主體之間的博弈行為。
3.新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
3.1新型城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)綜合規(guī)劃
新型誠征的能源系統(tǒng)需要加強(qiáng)能源之間的互動(dòng)協(xié)同，但由于能源的種類繁多，并且能源的性質(zhì)不同，導(dǎo)致的基本特征存在差異，像電、氣、熱的時(shí)間尺度就不同，所以要根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃和優(yōu)化，來加強(qiáng)能源間的互動(dòng)協(xié)同。
3.2新型城鎮(zhèn)能源的優(yōu)化問題
新型城鎮(zhèn)中增加了可再生能源的接入比例，其中清潔能源的占比較多，但由于用戶的消費(fèi)隨機(jī)化導(dǎo)致清潔能源和其他能源之間的互動(dòng)協(xié)同程度不夠，這一問題給新型城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了能解決這一問題，需要打破傳統(tǒng)，對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化革新，以適應(yīng)新型城鎮(zhèn)的能源互聯(lián)網(wǎng)多能協(xié)同運(yùn)行。
根據(jù)實(shí)際情況將能源網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為三個(gè)級(jí)別，分別對(duì)應(yīng)城鎮(zhèn)整體，城鎮(zhèn)某一區(qū)域，城鎮(zhèn)用戶。新型城鎮(zhèn)的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)多是以商業(yè)、工業(yè)、用戶等為主體，在其周邊圍繞不同等級(jí)的能源站，通過能源網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)供能需求。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)需要對(duì)多能聯(lián)合進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建模，并分析其中不確定性，來考慮供需之間的互動(dòng)性，最后根據(jù)結(jié)果來進(jìn)行規(guī)劃。
3.3源荷的不確定性
可在生資源可加強(qiáng)推動(dòng)新型城鎮(zhèn)的能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)工作建設(shè)，真正意義上的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路。但因?yàn)樾滦统擎?zhèn)的人口數(shù)量巨大，城鄉(xiāng)發(fā)展不均衡等問題導(dǎo)致的能源負(fù)荷波動(dòng)大，并且隨著分布情況導(dǎo)致能源供需的運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜多變。使得能源系統(tǒng)中呈現(xiàn)出不確定性的特征，而這些不確定性會(huì)給新型城鎮(zhèn)能源的規(guī)劃、運(yùn)行、交易帶來巨大的改變。[2]
3.4能源交易設(shè)計(jì)
新型城鎮(zhèn)中，由于多能供需要求讓市場從供需雙方的傳統(tǒng)界限變得模糊了起來，其交易的方式和規(guī)則也因?yàn)槟茉粗g的競爭關(guān)系而發(fā)生改變。不同能源的特性使得交易的規(guī)則不同，這些問題都給能源交易市場的建設(shè)問題帶來了極大的難度。
4.新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)
(1)能源系統(tǒng)架構(gòu)，目前新型城鎮(zhèn)需要建立一種集中和分布相結(jié)合的能源系統(tǒng)，根據(jù)不同類型的城鎮(zhèn)來進(jìn)行多種能源上的調(diào)控工作，并基于城鎮(zhèn)的發(fā)展來演變能源需求的規(guī)律。
(2)能源站協(xié)同規(guī)劃，新型城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)的源荷是多種多樣的，其中在進(jìn)行能源系統(tǒng)的規(guī)劃時(shí)，需要對(duì)電力、天然氣、熱力等進(jìn)行建模。在建模過程中要考慮到能量平衡模型，并對(duì)能源站的能量交互環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。
(3)能源網(wǎng)絡(luò)綜合規(guī)劃，新型城鎮(zhèn)中，能源的不確定性存在，導(dǎo)致在規(guī)劃過程中直接影響到建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本，當(dāng)前在能源系統(tǒng)規(guī)劃中丹村的考慮經(jīng)濟(jì)性的居多，而新型城鎮(zhèn)的能源系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)該充分的考慮到系統(tǒng)的安全性，運(yùn)行效率。
5.結(jié)語
綜上所述，中國的城鎮(zhèn)化改革已經(jīng)勢(shì)不可擋了，并隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新型城鎮(zhèn)的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)是必不可少的一項(xiàng)了。在未來中國城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)的發(fā)展道路中，其能源系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化和交易模式及規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)工作是其關(guān)鍵的技術(shù)和研究的框架。希望本文能為中國新型城鎮(zhèn)的研究提供參考，并推動(dòng)著新型城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展道路。
參考文獻(xiàn)：
【1】王偉家.基于能源互聯(lián)網(wǎng)的分布式能源發(fā)展模式研究.(J)華北電力大學(xué).2018
【2】劉淑茹.魏曉曉.新時(shí)代新型城鎮(zhèn)化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展測(cè)度.(J)湖南社會(huì)科學(xué).2019
作者：李迎強(qiáng)
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