能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù)

1撬動(dòng)能源革命，創(chuàng)新能源運(yùn)營——能源互聯(lián)網(wǎng)的思考與探索2我國面臨能源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重壓力環(huán)境能源生產(chǎn)2012年空氣污染造成的損失成本占GDP的3.8%3.8%No.1空氣污染成為2014年兩會(huì)最受關(guān)注話題1/2中國人均能源資源擁有量不到世界平均水平的一半70%70%的能源是基于不可再生的煤炭資源能源消費(fèi)2.5中國單位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍73%73%的能耗來自于工業(yè)企業(yè)我國新一輪能源電力市場(chǎng)化改革啟動(dòng)32015年3月15日，中共中央下發(fā)9號(hào)文提出”三放開一獨(dú)立三加強(qiáng)”：放開新增配售電市場(chǎng)，

符合條件5類企業(yè)未來可以開展售電業(yè)務(wù)。能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳統(tǒng)電網(wǎng)時(shí)代國家電網(wǎng)

南方電網(wǎng)輸配電公司服務(wù)國家戰(zhàn)略和利益售電公司電力體制改革方案已經(jīng)通過！電網(wǎng)業(yè)務(wù)模式將發(fā)生不可逆革命性變化！“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來革命性的發(fā)展機(jī)遇42015年6月24日李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，通過《“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動(dòng)指導(dǎo)意見》，明確了推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)＋”，促進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、協(xié)同制造、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智慧能源、普惠金融、公共服務(wù)、高效物流、電子商務(wù)、便捷交通、綠色生態(tài)、人工智能等若干能形成新產(chǎn)業(yè)模式的重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展目標(biāo)（四）“互聯(lián)網(wǎng)＋”智慧能源。

通過互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統(tǒng)扁平化，推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)模式革命，提高能源利用效率，推動(dòng)節(jié)能減排。加強(qiáng)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高可再生能源占比，促進(jìn)能源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化。加快發(fā)電設(shè)施、用電設(shè)施和電網(wǎng)智能化改造，提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。（能源局、發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等負(fù)責(zé)）

5新能源技術(shù)發(fā)展趨于拐點(diǎn)國際風(fēng)電發(fā)展迅猛來源：世界風(fēng)能組織（WWEA），國際能源署（IEA）光伏成本下降迅速互聯(lián)網(wǎng)正在顛覆企業(yè)和個(gè)人的生存模式6主機(jī)部門式個(gè)人電腦因特網(wǎng)社交數(shù)據(jù)來源:comScoreMediaMetrix,Worldwide,March2007–October2011.“It’saSocialWorld:Top10Need-to-KnowsAboutSocialNetworkingandWhereIt’sHeaded”Comscore,2012;Burson-Marsteller,GlobalSocialMediaCheckup2012,releasedAugust15,2012數(shù)據(jù)

成為新的自然資源社交、移動(dòng)、數(shù)據(jù)推動(dòng)個(gè)體崛起，形成個(gè)性化互動(dòng)機(jī)制云計(jì)算正在推動(dòng)平臺(tái)化服務(wù)7能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來巨大的價(jià)值挑戰(zhàn)：能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展能力：可再生能源技術(shù)和信息通信技術(shù)的迅猛發(fā)展機(jī)遇：能源互聯(lián)網(wǎng)百年一遇的新一輪工業(yè)革命正在孕育？ ——世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)：第三次工業(yè)革命互聯(lián)網(wǎng)+

新能源、新材料、新制造物理世界和

數(shù)字世界的融合是什么？8一、物理基礎(chǔ)：多能融合能源網(wǎng)絡(luò)

二、實(shí)現(xiàn)手段：信息物理能源系統(tǒng)

三、價(jià)值挖掘：創(chuàng)新模式能源運(yùn)營

能源互聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層級(jí)9能源生產(chǎn)能源存儲(chǔ)能源傳輸能源轉(zhuǎn)換能源消費(fèi)一、多能融合能源網(wǎng)絡(luò)10能源融合能源網(wǎng)絡(luò)以電力網(wǎng)絡(luò)為主體，并融合有氣、熱等網(wǎng)絡(luò)，覆蓋整個(gè)能源鏈：能源融合依賴于高度可靠、安全的主體網(wǎng)架（電網(wǎng)、管網(wǎng)、路網(wǎng)），并具備柔性、可擴(kuò)展的能力，支持分布式能源（生產(chǎn)端、存儲(chǔ)端、消費(fèi)端）的即插即用。一、多能融合能源網(wǎng)絡(luò)——能源轉(zhuǎn)換1111電動(dòng)汽車交通網(wǎng)電力網(wǎng)熱力網(wǎng)組成元素可控負(fù)荷燃燒鍋爐熱電耦合燃料汽車熱源負(fù)荷不同類型能源的轉(zhuǎn)換（切換）：不同承載方式的能源的轉(zhuǎn)換（變換）：一、多能融合能源網(wǎng)絡(luò)——局域能源網(wǎng)12能源消費(fèi)能源存儲(chǔ)能源生產(chǎn)外部能源燃?xì)夤緹崃竟ど虡I(yè)居民電網(wǎng)公司光伏燃?xì)獍l(fā)電冷熱聯(lián)供儲(chǔ)能蓄冷/熱垃圾/沼氣發(fā)電風(fēng)力局域能源網(wǎng)電能自供率新能源占比綜合能源利用效率大幅度提升一、多能融合能源網(wǎng)絡(luò)——廣域能源網(wǎng)13以局域能源網(wǎng)為基本節(jié)點(diǎn)，以電網(wǎng)、管網(wǎng)為廣域骨干網(wǎng)架。二、信息物理能源系統(tǒng)14物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，可為涵蓋能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)、傳輸、轉(zhuǎn)換和消費(fèi)整個(gè)能源鏈條的效率、經(jīng)濟(jì)、安全提供有效支撐價(jià)值示例：早期的試驗(yàn)顯示在家庭中引入能源顯示器后能源消耗降低4-15%價(jià)值提升：信息獲取

優(yōu)化管理創(chuàng)新運(yùn)營提升體驗(yàn)來源：IBMInstituteforBusinessValue(IBV)analysis傳統(tǒng)能源

價(jià)值鏈能源互聯(lián)網(wǎng)

價(jià)值鏈最終用戶能源分配能源銷售能源傳輸能源生產(chǎn)電子設(shè)備與器材最終用戶能源生產(chǎn)分布式能源信息服務(wù)信息設(shè)備業(yè)務(wù)服務(wù)信息能量流信息流業(yè)務(wù)流能源分配能源銷售能源傳輸電子設(shè)備與器材二、信息物理能源系統(tǒng)——智能電網(wǎng)是邁出的第一步15電能流信息流調(diào)度中心發(fā)電廠輸電網(wǎng)變電站配電網(wǎng)用戶火電水電核電風(fēng)能太陽能電能交易中心分布式發(fā)電智能電表電網(wǎng)與用戶互動(dòng)風(fēng)能、太陽能等清潔能源的大規(guī)模利用新型IED大量的數(shù)據(jù)采集新型IED大量的數(shù)據(jù)采集交易電量交易電價(jià)用電量分時(shí)電價(jià)機(jī)組出力交易電量電網(wǎng)狀態(tài)電網(wǎng)控制電網(wǎng)狀態(tài)電網(wǎng)控制電量用戶側(cè)電網(wǎng)狀態(tài)電網(wǎng)狀態(tài)電網(wǎng)狀態(tài)電網(wǎng)狀態(tài)新能源接入增加了電網(wǎng)調(diào)度的復(fù)雜性利用電價(jià)機(jī)制平衡和調(diào)節(jié)能量過程來源：IBM二、信息物理能源系統(tǒng)——價(jià)值不斷提升16valueSource:IBMCenterforAppliedInsights創(chuàng)新運(yùn)營Furtherdeepen

theinsightbyapplyingintelligencetocollectedcustomerandbusinessinformationIncreasecredibility

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oftheproductviaintroductionofnewvalue-addservicesGainnewinsightsthroughcollecting

andstandardizingdata優(yōu)化管理提升體驗(yàn)信息獲取leadingexploringmaturityovertimeVision:Customer

IntimacyTheJourneytoSmarterProductandServiceInnovation三、創(chuàng)新模式能源運(yùn)營17平臺(tái)擁有者應(yīng)用供應(yīng)商設(shè)備供應(yīng)商創(chuàng)造價(jià)值(實(shí)物設(shè)備)能源管理服務(wù)供應(yīng)商終端用戶創(chuàng)造價(jià)值（產(chǎn)品和服務(wù)信息）創(chuàng)造價(jià)值(能源管理的專家知識(shí))非能源零售商Source: IBMInstituteforBusinessValue(IBV)創(chuàng)造價(jià)值（連接買家）創(chuàng)造價(jià)值(應(yīng)用)創(chuàng)造價(jià)值（連接買家）市場(chǎng)營銷價(jià)值信息資金應(yīng)用三、創(chuàng)新模式能源運(yùn)營——各種各樣的多方平臺(tái)18能源互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)特征19能量流和信息流融合，能源鏈實(shí)現(xiàn)資源和信息共享能源具備商品屬性，通過市場(chǎng)化激發(fā)所有參與方的活力，形成創(chuàng)新商業(yè)模式。能源營銷電商化、交易金融化、投資市場(chǎng)化、融資網(wǎng)絡(luò)化。多能互聯(lián)、協(xié)同調(diào)度，提升能源系統(tǒng)整體效率；提升資金利用效率與資產(chǎn)利用率盤活能源存量，支持即插即用，利用虛擬發(fā)電廠等方式提升資源利用效率，延緩能源生產(chǎn)、傳輸建設(shè)需求能源生產(chǎn)從集中式到分布式到分散式實(shí)現(xiàn)泛在，能源單元之間對(duì)等互聯(lián)，能源鏈多方參與共贏，支撐萬眾創(chuàng)新能源

互聯(lián)網(wǎng)能源

協(xié)同化能源

信息化能源

虛擬化能源

眾在化能源

商品化能源

高效化高效包括效益、效用和效能。風(fēng)能、太陽能等多種清潔能源接入保證環(huán)境效益、社會(huì)效益。以用戶（能源生產(chǎn)者、消費(fèi)者、運(yùn)營者、監(jiān)管者）效用為本。推動(dòng)能源系統(tǒng)的整體效能能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)20能源

互聯(lián)網(wǎng)能源

協(xié)同化能源

信息化能源

虛擬化能源

眾在化能源

商品化能源

高效化體現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)特征，多技術(shù)集成開發(fā)應(yīng)用海量信息采集能量信息傳輸信息物理能源系統(tǒng)融合技術(shù)能源信息雙向互動(dòng)平臺(tái)…………能源交易平臺(tái)能源互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)…………多能流能量管理分布式協(xié)同控制電動(dòng)車網(wǎng)協(xié)同熱電轉(zhuǎn)換能氣轉(zhuǎn)換…………虛擬發(fā)電廠電池云能源網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)…………能源大數(shù)據(jù)技術(shù)需求側(cè)互動(dòng)能源路由器無線電能傳輸技術(shù)分布式發(fā)電電動(dòng)汽車港口岸電…………直流電網(wǎng)高溫超導(dǎo)材料大功率電力電子器件新能源發(fā)電云平臺(tái)儲(chǔ)能技術(shù)…………能源協(xié)同化示例21461MW336MW125MW27%的負(fù)荷削減光伏發(fā)電冷熱電三聯(lián)供儲(chǔ)能設(shè)備需求側(cè)響應(yīng)協(xié)調(diào)優(yōu)化、負(fù)荷重新平衡柔性直流技術(shù)能源虛擬化示例巨量的電動(dòng)汽車和各類電池可以作為電網(wǎng)的低谷負(fù)荷和分布式儲(chǔ)能參與需求響應(yīng)。將有可能成為能量互聯(lián)網(wǎng)化運(yùn)營（VPP）的核心開放分布共享高效VPP分布式發(fā)電電廠電動(dòng)車通信充電樁數(shù)據(jù)中心能源信息化——能量、信息傳遞的融合電力光纖電力載波能源信息化——能量、信息分配的融合能量路由器路由器能源信息化——能量、信息接入的融合能量網(wǎng)卡網(wǎng)卡做什么？26智慧城市能源互聯(lián)網(wǎng)27冷熱電三聯(lián)供相變儲(chǔ)能電動(dòng)汽車、需求側(cè)響應(yīng)等可調(diào)控負(fù)荷柔性直流技術(shù)太陽能光伏發(fā)電能源需求能源互聯(lián)網(wǎng)融入城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、交通體系中，實(shí)現(xiàn)城市的低碳化；能源互聯(lián)網(wǎng)的云平臺(tái)，對(duì)城市的能源使用、碳排放和污染物排放進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)碳交易、電力交易、節(jié)能量交易，以及生態(tài)補(bǔ)償。能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)四網(wǎng)合一，提供信息通訊、家政醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等服務(wù)。能源互聯(lián)網(wǎng)能夠支撐智能家庭、智能樓宇、智能小區(qū)、智慧城市建設(shè)，推動(dòng)生產(chǎn)生活智慧化。能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步與天然氣網(wǎng)、供熱(冷)網(wǎng)、水網(wǎng)和氣象網(wǎng)協(xié)同，形成高效、互動(dòng)的智慧能源網(wǎng)。智慧城市能源互聯(lián)網(wǎng)28智慧城市能源互聯(lián)網(wǎng)29節(jié)能產(chǎn)業(yè)建筑節(jié)能工業(yè)節(jié)能交通節(jié)能供能產(chǎn)業(yè)外部能源接入分布式光伏、儲(chǔ)能燃?xì)饫錈犭娐?lián)產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施智能建筑、充電設(shè)施能源服務(wù)需求響應(yīng)新能源動(dòng)車能源治理售電公司PPP綜合交易平臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展借鑒30大數(shù)據(jù)催生能源互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)31能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)信息-物理耦合系統(tǒng)大能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳感與采集以數(shù)據(jù)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)化運(yùn)營基于大數(shù)據(jù)深度分析能源系統(tǒng)的消費(fèi)與生產(chǎn)行為基于大數(shù)據(jù)支撐平等開放、多邊參與的能源交易體系狀態(tài)傳感器信息傳感器氣象傳感器基于大數(shù)據(jù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的能源交易體系基于大數(shù)據(jù)的生態(tài)化能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備光伏風(fēng)能家庭能源營銷電商化32傳統(tǒng)電力營銷方式電商化電力營銷方式能源交易金融化33傳統(tǒng)電力交易方式金融化電力交易方式能源投資市場(chǎng)化

34電網(wǎng)投資電源投資能源融資網(wǎng)絡(luò)化35傳統(tǒng)電力融資方式：銀行貸款銀行新型電力融資方式：網(wǎng)絡(luò)化融資用戶通過參加電力融資折抵電費(fèi)更多商業(yè)模式產(chǎn)生36隨著能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從低效率向高效率的過程中，將會(huì)涌現(xiàn)非常多的商業(yè)模式，甚至出現(xiàn)顛覆性的商業(yè)模式。能源互聯(lián)網(wǎng)的每個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，都可以產(chǎn)生各式各樣的商業(yè)模式?；ヂ?lián)網(wǎng)思維在能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式中的體現(xiàn)37（1）最上游的材料及設(shè)備領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生如“找鋼網(wǎng)”這類B2B產(chǎn)業(yè)垂直電商。（2）能源生產(chǎn)領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生各種基于大數(shù)據(jù)的第三方工業(yè)節(jié)能商業(yè)模式。（3）能源生產(chǎn)的產(chǎn)品領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生電子交易所這類B2B現(xiàn)貨交易平臺(tái)和期貨交易平臺(tái)。（4）能源消費(fèi)領(lǐng)域最具想象空間，會(huì)產(chǎn)生各種類型的O2O商業(yè)模式（B2B，B2C，C2B，C2C，監(jiān)控節(jié)能類、方案解決類、交易類）。（5）每個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，都會(huì)產(chǎn)生基于大數(shù)據(jù)的第三方專業(yè)解決方案商業(yè)模式。（6）具有穩(wěn)定現(xiàn)金流的能源資產(chǎn)領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生基于資產(chǎn)證券化的互聯(lián)網(wǎng)金融商業(yè)模式（P2P、眾籌等）和基于交易的O2O平臺(tái)商業(yè)模式。典型互聯(lián)網(wǎng)思維下的能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式案例38案例一：2014年上市的節(jié)能創(chuàng)新公司OPOWER，向用戶提供定制化的用能管理與節(jié)能建議，賬單亮點(diǎn)在于“鄰里能耗比較”，除了分析本用戶用電數(shù)據(jù)，還有相近區(qū)域內(nèi)最節(jié)能的那20%的用戶耗能數(shù)據(jù)，并據(jù)此提出建設(shè)性的節(jié)能方案，從心理學(xué)出發(fā)。案例二：以O(shè)power、Autogrid、遠(yuǎn)景能源為代表的為電網(wǎng)和用戶提供服務(wù)的公司是完全依托能源互聯(lián)網(wǎng)而出現(xiàn)的新型商業(yè)模式：通過挖掘能源大數(shù)據(jù)，為客戶開發(fā)能源管理系統(tǒng)和營銷創(chuàng)新等定制化服務(wù)，將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商業(yè)價(jià)值。案例三：阿里與光伏逆變器龍頭陽光電源簽署合作協(xié)議，為客戶提供基于阿里云計(jì)算平臺(tái)的智慧光伏變電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、智能運(yùn)維等相關(guān)服務(wù)。通過阿里云提供的海量計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)連接能力，“智慧光伏云”可以為用戶建立標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化的運(yùn)行維護(hù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)旗下所有光伏電站的實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息共享、自動(dòng)化管理、電站設(shè)備故障預(yù)警、遠(yuǎn)程專家咨詢和大數(shù)據(jù)分析、收益結(jié)算、知識(shí)庫建設(shè)等功能。國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃即將制定39清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院

40清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院41清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院成立于2015年4月24日。研究院以推動(dòng)我國能源互聯(lián)網(wǎng)科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，充分吸納校內(nèi)外能源相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)科研力量，大力推動(dòng)學(xué)科交叉融合，開展能源互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究，力爭(zhēng)攻克關(guān)鍵前沿科技難題、取得突破性創(chuàng)新研究成果。清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)主要研究方向42能源仿真與調(diào)度新型電力電子器件分布式發(fā)電與可再生能源先進(jìn)儲(chǔ)能與電動(dòng)汽車能源電力大數(shù)據(jù)能源戰(zhàn)略與市場(chǎng)電工新材料直流電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新43能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究宏觀戰(zhàn)略與政策設(shè)計(jì)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策能量流骨干網(wǎng)架能量管理：新一代能量管理系統(tǒng)能量流傳輸：直流暫態(tài)分析與保護(hù)、新型VSC換流器、直流斷路器、直流變壓器、直流電纜、超導(dǎo)電纜能量流控制：能源路由器能量緩沖：

大容量?jī)?chǔ)能信息流架構(gòu)信息采集：終端傳感器與傳感網(wǎng)絡(luò)信息分析：電力大數(shù)據(jù)處理信息應(yīng)用：互動(dòng)交易平臺(tái)應(yīng)用：節(jié)能低碳電動(dòng)汽車接入大型數(shù)據(jù)中心節(jié)能用戶側(cè)能量交易服務(wù)能源傳輸節(jié)能：網(wǎng)絡(luò)能源消費(fèi)節(jié)能：產(chǎn)業(yè)……基礎(chǔ)研究：新型傳感器件大容量低成本儲(chǔ)能大功率電力電子器件新型能源生產(chǎn)形式高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)運(yùn)營機(jī)制用戶互動(dòng)模式國家能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略預(yù)研課題44目標(biāo)及定位區(qū)域現(xiàn)狀與規(guī)劃情況現(xiàn)狀能源供應(yīng)與需求分析能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)可行性研究多源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案智慧用能規(guī)劃與設(shè)計(jì)能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營模式設(shè)計(jì)能源互聯(lián)網(wǎng)管理運(yùn)維方案能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)與效益分析0.智慧城市（園區(qū)）能源互聯(lián)網(wǎng)總體設(shè)計(jì)與規(guī)劃45清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity1.多能流能量管理

多能流EMS為多能流系統(tǒng)的運(yùn)行提供一套完整的智能運(yùn)行管理解決方案，支持電、熱、冷、氣等多種能源形式的綜合能量管理與運(yùn)行控制，并支持需求側(cè)響應(yīng)的實(shí)施，確保多能流系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行，幫助用戶實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，提升運(yùn)行水平和競(jìng)爭(zhēng)力。1.多能流能量管理

多能流EMS包括跨平臺(tái)的支撐平臺(tái)、SCADA系統(tǒng)及其他應(yīng)用子系統(tǒng)，可以為用戶提供便捷的可視化操作界面，能夠讓用戶時(shí)刻掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用最先進(jìn)的理論和最前沿的成果，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，滿足用戶多樣化需求。1.多能流能量管理多能流安全預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估多能流靈敏度分析多能流N-1掃描與評(píng)估多能流安全校正控制多能流優(yōu)化調(diào)度控制多能流負(fù)荷預(yù)測(cè)分布式光伏出力預(yù)測(cè)多能流優(yōu)化調(diào)度（日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)）多類型儲(chǔ)能的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度多能流需求側(cè)管理用戶實(shí)時(shí)負(fù)荷監(jiān)控需求側(cè)數(shù)據(jù)分析需求側(cè)互動(dòng)平臺(tái)需求管理增值服務(wù)多能流故障自動(dòng)恢復(fù)決策多能流故障計(jì)算與分析多能流故障自動(dòng)恢復(fù)決策多能流故障重演GIS平臺(tái)圖形文件管理設(shè)備查詢視圖瀏覽空間分析公共操作支撐平臺(tái)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖形及人機(jī)界面系統(tǒng)在線事件處理系統(tǒng)自動(dòng)診斷系統(tǒng)WEB瀏覽子系統(tǒng)多能流SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理控制和調(diào)節(jié)事件和告警處理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲录窇汼OE功能多能流實(shí)時(shí)建模與狀態(tài)感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治隹捎^測(cè)性分析偽量測(cè)量生成與處理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)狀態(tài)估計(jì)與壞數(shù)據(jù)辨識(shí)參數(shù)辨識(shí)與估計(jì)1.多能流能量管理——風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)與控制49有效提升電壓合格率。推廣應(yīng)用5個(gè)網(wǎng)省級(jí)控制中心和30個(gè)風(fēng)電場(chǎng)覆蓋風(fēng)電裝機(jī)超2500萬千瓦(占全國總量27%)清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity用戶零售競(jìng)爭(zhēng)：為各類消費(fèi)者提供了一個(gè)互動(dòng)的、競(jìng)爭(zhēng)的、公共的電能比價(jià)、交互平臺(tái)，完全獨(dú)立于電網(wǎng)物理平臺(tái)，使用戶的電能交易、消費(fèi)行為呈現(xiàn)全新形式。打通電能的供應(yīng)、交易與消費(fèi)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電能的零售競(jìng)爭(zhēng)能源供應(yīng)能源交易能源消費(fèi)市場(chǎng)運(yùn)營機(jī)制：以全新的運(yùn)營體制與商業(yè)模式，激活能源領(lǐng)域的交易、投融資等產(chǎn)業(yè)，吸引金融資本與廣泛的市場(chǎng)參與、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合、催生各種專業(yè)化的服務(wù)與企業(yè)、創(chuàng)造就業(yè)與產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)、提升用戶服務(wù)體驗(yàn)。2.多能交易平臺(tái)電力零售交易平臺(tái)發(fā)電集團(tuán)獨(dú)立配售企業(yè)節(jié)能服務(wù)公司產(chǎn)業(yè)園社會(huì)資本配電設(shè)備企業(yè)大工業(yè)用戶商業(yè)用戶小用戶代理零售商終端用戶B2C模式B2B模式雙邊合約電子拍賣集中撮合標(biāo)準(zhǔn)合約價(jià)格套餐互動(dòng)交易2.多能交易平臺(tái)電力零售交易平臺(tái)電量電力衍生品雙邊協(xié)商標(biāo)準(zhǔn)合約集中撮合金融產(chǎn)品零售店現(xiàn)貨市場(chǎng)二級(jí)市場(chǎng)本地電廠分布式電源地區(qū)其他電廠零售商中小用戶購電代理本地大用戶信息發(fā)布合同管理交易出清價(jià)格計(jì)算結(jié)算管理賬單服務(wù)交易分析便民服務(wù)交易平臺(tái)的功能模塊2.多能交易平臺(tái)我國電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)3.電動(dòng)汽車——基礎(chǔ)設(shè)施布局優(yōu)化規(guī)劃與運(yùn)行53基礎(chǔ)設(shè)施布局優(yōu)化規(guī)劃電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施布局優(yōu)化規(guī)劃為國家制定電動(dòng)汽車發(fā)展戰(zhàn)略提供核心技術(shù)支撐。2014年，新能源車7.48萬輛，世界第二。北京小客車指標(biāo)12萬，新能源汽車3萬；國家能源局規(guī)劃2020年新能源汽車500萬輛。植入體內(nèi)醫(yī)療器械消費(fèi)類電子產(chǎn)品電動(dòng)汽車無線充電空間太陽能電站3.電動(dòng)汽車——無線充電技術(shù)13功率5kW，距離20cm，效率95.4%無線電能傳輸?shù)膽?yīng)用前景5kW無線電能傳輸實(shí)驗(yàn)樣機(jī)3.電動(dòng)汽車——移動(dòng)式充電樁和電源系統(tǒng)55現(xiàn)有充電系統(tǒng)移動(dòng)式充電系統(tǒng)（大容量移動(dòng)電源）克服目前充電樁部署中的問題（線路改造，場(chǎng)地，運(yùn)維，成本等），利用電廠的剩余產(chǎn)能，將公路網(wǎng)變成電網(wǎng)3.電動(dòng)汽車——電池管理系統(tǒng)56方向一：電池網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)與模塊化設(shè)計(jì)方向二：電池網(wǎng)絡(luò)成組核心技術(shù)方向三：原型系統(tǒng)與實(shí)車測(cè)試支撐指導(dǎo)安全性控制耐久性控制SOC估計(jì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)…4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)57基于能量互聯(lián)網(wǎng)思想，形成室內(nèi)-樓宇-社區(qū)多層次全融合分布式戶用光伏發(fā)電、直流家電、家庭儲(chǔ)能、智能家居等先進(jìn)技術(shù)理念分布式戶用光伏樓宇能量管理系統(tǒng)室內(nèi)直流供電智能綠色家居系統(tǒng)信息網(wǎng)關(guān)控制線信息線社區(qū)綜合能量信息管理平臺(tái)清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)——樓宇分布式戶用光伏發(fā)電及能量管理58針對(duì)我國居民社區(qū)多以高密度分布的高層居民建筑為主的特點(diǎn)，采用集中連片建設(shè)實(shí)現(xiàn)高效緊湊型戶用發(fā)電系統(tǒng)；樓頂光伏系統(tǒng)輸出通過高壓直流母線下引，為樓宇中各住戶提供直接直流供電入口；以建筑樓宇為單位進(jìn)行規(guī)?；植疾渴?，通過分布式能量管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)各樓宇間信息和能量的互聯(lián)共享，構(gòu)建新的應(yīng)用模式清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)——綠色家居59電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等IT設(shè)備本身需要直流電流驅(qū)動(dòng)，目前交流轉(zhuǎn)直流的供電方式帶來10-20%的能量損耗基于太陽能、風(fēng)能等的分布式發(fā)電技術(shù)推動(dòng)了家庭直流供電技術(shù)的發(fā)展，直流家電是發(fā)揮家庭直流供電技術(shù)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素直流變頻、直流無刷電機(jī)等直流技術(shù)能夠顯著提高空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等高能耗家電的節(jié)能效果家庭儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)家庭新能源發(fā)電、峰谷電價(jià)、綠色用電的基礎(chǔ)，其可減少家庭的電費(fèi)支出，緩解日益突出的城市用電緊缺局面4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)——綠色家居60電網(wǎng)DCDC直流母線交流母線雙向信息流（支持無線或有線接入）DCDC傳統(tǒng)交流家電DCDCDCDCDCDCDCDC直流家電儲(chǔ)能設(shè)備智能網(wǎng)關(guān)能量管理家庭用電管控能量調(diào)度用耗電信息統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能狀態(tài)獲取互聯(lián)網(wǎng)信息電價(jià)變化規(guī)律天氣預(yù)報(bào)電力供需用戶交互信息用電方式設(shè)置用電目標(biāo)設(shè)定用戶實(shí)時(shí)查詢能量路由器4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)——社區(qū)綜合能量信息管理平臺(tái)61構(gòu)建社區(qū)能量信息分析與管理平臺(tái)，為社區(qū)管理者以及用戶提供實(shí)時(shí)的光伏系統(tǒng)運(yùn)行信息、用戶用電和需求信息，通過用戶信息反饋優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)維決策，并通過引入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和社交網(wǎng)絡(luò)等手段實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的的自發(fā)式能量?jī)?yōu)化管理。樓宇側(cè)能量信息采集社區(qū)能量信息分析與管理用戶側(cè)信息交互與共享4.直流能源互聯(lián)局域網(wǎng)——核心設(shè)備622014年，863項(xiàng)目支持研制出高性能混合式直流斷路器2009年開始研究電力電子變壓器，2014年進(jìn)入樣機(jī)生產(chǎn)階段能量路由器，預(yù)計(jì)2020年行業(yè)年產(chǎn)值可能達(dá)百億美元打破了ABB、ALSTOM等外國公司的技術(shù)壟斷直流斷路器電力電子變壓器能量路由器5.綠色通信和計(jì)算63主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)端：1)提出基于通用數(shù)學(xué)模型電池建模；2)提出終端能量感知的跨層能效優(yōu)化方法；3)搭建試驗(yàn)系統(tǒng)管：1)提出能量多元化與狀態(tài)非確定環(huán)境下的能耗波動(dòng)模型建模;2)提出能量不確定情況下的柔性組網(wǎng)技術(shù)；3)搭建智能微電網(wǎng)仿真平臺(tái)云：1)分布式供電系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù);2)云計(jì)算能耗監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)基于風(fēng)光互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)的綠色通信和計(jì)算平臺(tái)：搭建一系列實(shí)物或半實(shí)物仿真平臺(tái)，支撐先導(dǎo)項(xiàng)目研究并作為能量互聯(lián)網(wǎng)研究基礎(chǔ)性平臺(tái)中科院聲學(xué)所高性能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity5.綠色通信和計(jì)算——基于分布式UPS儲(chǔ)能系統(tǒng)的虛擬化節(jié)能技術(shù)64應(yīng)用場(chǎng)景：數(shù)據(jù)中心內(nèi)遷移通過把部分虛擬機(jī)遷移到靠近空調(diào)出風(fēng)口的服務(wù)器上，不僅可以整合計(jì)算資源，降低服務(wù)器能耗，還能節(jié)省制冷資源，降低空調(diào)能耗。HypervisorHypervisorHypervisorHypervisorHypervisor服務(wù)器使用數(shù)量：42；空調(diào)使用數(shù)量：215.綠色通信和計(jì)算——基于分布式UPS儲(chǔ)能系統(tǒng)的虛擬化節(jié)能技術(shù)65應(yīng)用場(chǎng)景：數(shù)據(jù)中心間遷移通過把部分計(jì)算任務(wù)（虛擬機(jī)）遷移/調(diào)度到使用可再生能源的數(shù)據(jù)中心，可降低電網(wǎng)電能的消耗，提高可再生能源使用率，進(jìn)一步節(jié)能減排。HypervisorHypervisorHypervisorHypervisor6.能源大數(shù)據(jù)66設(shè)備種類多：變壓器、斷路器、架空線路、電纜、可再生能源、存儲(chǔ)設(shè)備……數(shù)據(jù)類型多：電壓、電流數(shù)據(jù)、缺陷/故障數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、用戶能量需求數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、天然氣管道數(shù)據(jù)、可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù)、通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)……來源多：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)……維度多：時(shí)間、空間、信息、能量、交通……數(shù)據(jù)量大：TB、PB……時(shí)延要求跨度大：從ms到天能量信息設(shè)備信息網(wǎng)絡(luò)信息用戶信息運(yùn)營管理服務(wù)增值業(yè)務(wù)創(chuàng)新如何有效利用？6.能源大數(shù)據(jù)——基于多維異構(gòu)數(shù)據(jù)的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)67感知整合可視化故障定位及綜合展現(xiàn)故障類型分析及輔助決策在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)智能電表電網(wǎng)GIS氣象預(yù)警系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)（能量流、信息流、交通流）多媒體數(shù)據(jù)（圖像、視頻等）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)（設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、巡視、檢測(cè)、檢修記錄、試驗(yàn)報(bào)告、運(yùn)行日志等）用戶能量需求數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)挖掘、文本挖掘、圖像處理、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、高維統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理依據(jù)歷史數(shù)據(jù)的故障預(yù)判分析預(yù)測(cè)故障原因分布多雷達(dá)圖故障熱點(diǎn)地區(qū)分布