新型城镇的能源互联网关键技术及运用

　　摘要：能源互联网具有交易开放的特点，能改变城镇用能方式，是解决中国城镇中能源问题的关键。本文就新型城镇能源互联网关键技术及运用来深入分析能源互联网的关健技术及应用体系，全面对能源互联网进行综合评价，阐述了新型城镇能源互联网关键技术的细节和运用路线。

　　关键词：新型城镇 能源互联网 关键技术

　　中国正在进行城镇化的改革，在改革的过程中，城镇的能源系统普遍存在着能效低、碳排放大、供需不足等问题。所以城镇化改革需要进入提质阶段。未来电力互联网是能够成为中国未来能源的关键之一，打造智慧能源互联网，将能源生产、运输、储存、消费等环节与互联网深入结合，形成新的能源产业形式。这是解决中国新型城镇改革中能源问题的重要技术。

　　能源论文投稿刊物：《水电能源科学》属于工业技术类学术性刊物，创刊于1983年，由中华人民共和国教育部主管，中国水力发电工程学会、华中科技大学主办，华中科技大学承办。

　　而能源互联网中的互联网技术也是非常关键的，能将能源、信息、业务三位一体化，综合提升城镇能源的安全经济高效化运用。依托于能源互联网，新型城镇的能源系统能将电、热、冷等能源护工，打开能源交易市场，提供能源共双方互动。而在未来中新型城镇的能源互联网将成为重要的发展方向，但相应的必须根据实际情况对能源系统中的关键技术进行改革更新，以便能解决中国城镇改革中能源问题。

　　1.城镇能源系统存在的问题

　　城镇能源系统主要是由集中的供电网络、热力、天然气管网等组成，供能形式丰富。但是现今在城镇的能源系统中是存在着一些问题的，我国的综合能效距离世界上的发达国家还是相差较多的，而且在能源系统中普遍存在着综合能效低、清洁能源占比低和供需互动不足等问题。其中综合能效平均比发达国家低10%左右，清洁能源低30%左右，所以中国在城镇化进程中，能源问题急需解决。

　　中国地大物博，在2011年就超过了美国成为世界上最大的消费和生产国，但能源问题依旧受到制约，主要是化石能源国内资源有限，能源效率低，对石油天然气对外依存度高。而且高强度的资源开发会对生态环境造成极大的影响，其次是产能和用能布局不均衡。在城镇化的建设中垃圾处理问题很严重，很多城市70%被废水和垃圾包围，部分城市出现雾霾现象。而中国要在新型城镇化建设中解决以上等问题，需要对能源结构、能源效率、可再生资源等方向去寻求解决方法。

　　2.新型城镇能源系统的基本特征

　　2.1城镇用能分布差异

　　中国正处于飞速发展的阶段，各地区的城镇发展的十分迅速，而伴随着城镇的发展，不同城镇的用能特征也出现因为目标不同的差异化。

　　中国的东部地区人口是全国的38%左右，生产总值占51%左右，东部地区的新型城镇的能源消耗和需要能源品质要求更高。[1]

　　中部地区则是工业强大，能源资源丰富，开发情况却略有不足。而中部地区的新型城镇在未来主要提高能源的利用率和产业集聚能力，来加速城镇发展的质量和效率。

　　西部地区，目前经济发展水平相对落后，但面积却占据了全国的71%，生产总值为18%，所以西部地区的新型城镇需要将当地资源向集约型和质量效益型转变。

　　东北部地区，城市化水平要高于全国平均水平，但能源利用效率低，所以东北部地区的新型城镇要更加的注重能源利用率的增加，来改变原有的能源利用问题。

　　2.2城镇能源多样化

　　在新型城镇发展过程中，各种能源分布和大量的特色产业的发展，在不同的城镇中其发展的布局和侧重点也不同，像城市侧重于工业、农业、商业，不同的引入主体产生的目标利益也是不同的，所以在新型城镇的发展过程中，能源系统也随着参与主体的不同而呈现出多样化的趋势。这其中需要考虑到多方利益和主体的需求，想在规划过程时，对能源网络的规划要符合资金建设成本，还要考虑到环境问题，并且还要将多方利益最大化。因此，需要充分的根据实际情况和实际需求来对能源系统进行规划，并发展新型城镇的能源系统。

　　2.3信息能源密集化

　　新型城镇的能源系统于信息网络的交互是十分密集的，在能源系统中能源的调度多是依赖信息通信系统来进行对信息的传达，并在能源系统中对数据进行采集。而大量信息的出现，也推动着新型城镇的能源系统中信息能源一体化的特征，而通过信息的交流，能让能源管理上更加的精细化，密集化，而且对能量管控上也能进行统一管理。在另一方面这种信息能源的一体化，也可以为多能交易市场提供构建上的支持。

　　2.4消费随机化

　　在新型城镇中，用户用能逐渐呈现随机化的趋势，其用能的规律难以掌握，主观能动性更强，同时新型城镇由于能源形式多样化，导致各能源主体的利益目标不同，增加了多主体之间的博弈行为。

　　3.新型城镇能源互联网关键技术

　　3.1新型城镇能源系统综合规划

　　新型诚征的能源系统需要加强能源之间的互动协同，但由于能源的种类繁多，并且能源的性质不同，导致的基本特征存在差异，像电、气、热的时间尺度就不同，所以要根据实际情况有针对性的对其进行规划和优化，来加强能源间的互动协同。

　　3.2新型城镇能源的优化问题

　　新型城镇中增加了可再生能源的接入比例，其中清洁能源的占比较多，但由于用户的消费随机化导致清洁能源和其他能源之间的互动协同程度不够，这一问题给新型城镇能源系统带来了巨大的挑战。为了能解决这一问题，需要打破传统，对能源网络进行优化革新，以适应新型城镇的能源互联网多能协同运行。

　　根据实际情况将能源网络设置为三个级别，分别对应城镇整体，城镇某一区域，城镇用户。新型城镇的能源互联网系统多是以商业、工业、用户等为主体，在其周边围绕不同等级的能源站，通过能源网络来实现供能需求。在对网络规划时需要对多能联合进行标准化建模，并分析其中不确定性，来考虑供需之间的互动性，最后根据结果来进行规划。

　　3.3源荷的不确定性

　　可在生资源可加强推动新型城镇的能源节约和环境保护工作建设，真正意义上的实现可持续发展道路。但因为新型城镇的人口数量巨大，城乡发展不均衡等问题导致的能源负荷波动大，并且随着分布情况导致能源供需的运行状态复杂多变。使得能源系统中呈现出不确定性的特征，而这些不确定性会给新型城镇能源的规划、运行、交易带来巨大的改变。[2]

　　3.4能源交易设计

　　新型城镇中，由于多能供需要求让市场从供需双方的传统界限变得模糊了起来，其交易的方式和规则也因为能源之间的竞争关系而发生改变。不同能源的特性使得交易的规则不同，这些问题都给能源交易市场的建设问题带来了极大的难度。

　　4.新型城镇能源互联网系统规划设计

　　(1)能源系统架构，目前新型城镇需要建立一种集中和分布相结合的能源系统，根据不同类型的城镇来进行多种能源上的调控工作，并基于城镇的发展来演变能源需求的规律。

　　(2)能源站协同规划，新型城镇能源系统的源荷是多种多样的，其中在进行能源系统的规划时，需要对电力、天然气、热力等进行建模。在建模过程中要考虑到能量平衡模型，并对能源站的能量交互环节进行分析。

　　(3)能源网络综合规划，新型城镇中，能源的不确定性存在，导致在规划过程中直接影响到建设的经济成本，当前在能源系统规划中丹村的考虑经济性的居多，而新型城镇的能源系统规划应该充分的考虑到系统的安全性，运行效率。

　　5.结语

　　综上所述，中国的城镇化改革已经势不可挡了，并随着社会经济的发展，新型城镇的能源互联网系统已经是必不可少的一项了。在未来中国城镇能源系统的发展道路中，其能源系统的运行优化和交易模式及规划网络工作是其关键的技术和研究的框架。希望本文能为中国新型城镇的研究提供参考，并推动着新型城镇能源系统建设的发展道路。

　　参考文献：

　　【1】王伟家.基于能源互联网的分布式能源发展模式研究.(J)华北电力大学.2018

　　【2】刘淑茹.魏晓晓.新时代新型城镇化与产业结构协调发展测度.(J)湖南社会科学.2019

　　作者：李迎强