能源互联网系列创新成果报告-中国电科院-2019.6-40页_1mb

能源互联网创新成果总结

核心内容

中国电力科学研究院有限公司于2019年6月发布了能源互联网创新成果，旨在推动电网从传统电力供应网络向承载能源互联互通的资源共享平台转型。该成果围绕“三型两网”战略目标，构建了“能量流、信息流、业务流”三流合一的技术体系，并提出了“站-线-台-户-云”五类“10+1”创新成果，涵盖从能源心脏到用户侧的全方位能源管理与互动。

主要观点

• 能源互联网的定位：电网将转型为承载能源互联互通的资源共享平台，具备清洁、安全、高效、智慧等目标。
• 技术体系：构建“能量流、信息流、业务流”三流合一的能源互联网技术体系，实现能源生产、消费与信息的有机融合。
• 创新成果分类：
  • 站：多合一能源站，作为区域能源心脏，集约化、模块化设计，实现多类型能源的融合与高效利用。
  • 线：高可靠一二次融合配电开关设备，实现电网的智能自愈与灵活控制。
  • 台：台区智能终端、能量路由器、能量交换机，实现台区能源的智能化管理与灵活转换。
  • 户：电力集能器、用户智慧网关、分布式电源即插即用装置、负荷侧虚拟同步充电桩，实现家庭与用户侧的智慧用能与能源互联。
  • 云：配电物联网云平台，作为智慧能源大脑，实现终端设备的灵活接入与数据融合。

关键信息

1. 多合一能源站

• 功能：整合变电站、分布式能源、储能站、充放电站、数据中心等，提升能源转换效率、电网可靠性、负荷波动平抑能力。
• 优势：
  • 模块化、集约化、融合化设计。
  • 节约土地资源，降低建设周期和运维成本。
• 应用价值：
  • 数据就地分析与存储，实现数据结构化输出。
  • 支持多种能源接入与管理。

2. 高可靠一二次融合配电开关设备

• 功能：实现电网的智能分析与决策，具备故障诊断、隔离与恢复能力。
• 优势：
  • 预制舱结构、双隔离核心模块。
  • 支持状态量自动识别差动保护。
  • 一键操控，隔离断口可视。
• 应用价值：
  • 提升电网运行可靠性30%以上。
  • 减少占地面积25%，降低整柜局放60%，主回路电阻降低40%，有色金属使用量降低30%，生产成本降低15%。

3. 分布式智能自愈终端

• 功能：实现电网的快速诊断、风险识别与预防，提升安全防御能力。
• 优势：
  • 边缘计算、硬件平台化。
  • 支持100MHz采样频率、微秒级计算能力。
  • 低功耗、精准对时。
• 应用价值：
  • 快速恢复供电，降低安全隐患。
  • 优化负荷和环境变化控制。

4. 台区智能终端

• 功能：实现台区能源的智能化管理，包括营配一体化监测、电能质量控制、需求侧管理等。
• 优势：
  • 基于国产化芯片，提升硬件与软件性能。
  • 支持APP部署，实现快速扩展与便捷管理。
• 应用价值：
  • 提升台区运维效率，支持新能源优化接入。

5. 能量路由器

• 功能：实现多电压等级交直流混合配电网，支持分布式电源、储能、负荷与信息流的融合。
• 优势：
  • 模块化结构，便于运输与实施。
  • 嵌入式能量管理系统，支持即插即用与智能管理。
• 应用价值：
  • 降低配电网复杂性，提升运维效率。
  • 提高电能质量与用电可靠性。

6. 能量交换机

• 功能：作为能源互联节点，支持多电压等级交直流混合配用电，实现园区型能源子网建设。
• 优势：
  • 多端口、模块化设计。
  • 支持双端并网，实现灵活扩展。
• 应用价值：
  • 构建园区能源智慧子网，降低建设复杂性与维护成本。

7. 电力集能器

• 功能：实现户用光伏、电动汽车与家电直流负荷的接入与管理。
• 优势：
  • 电气与信息融合，支持多种运行模式。
  • 提供经济用能机制，实现家庭能源子网管理。
• 应用价值：
  • 降低家电成本，提高用能效率与安全性。
  • 实现节能减排，优化家庭能源使用。

8. 用户智慧网关

• 功能：实现用户侧能源精细化管理，支持用电信息采集、状态感知与能效分析。
• 优势：
  • 分布式边缘计算，支持数据全采集、状态全感知、用能全覆盖。
  • 与云平台协同，实现电网侧与用户侧能效管理的全局最优。
• 应用价值：
  • 提升用户侧能源管理能力，支持智能家居、楼宇、小区、社区等场景。

9. 分布式电源即插即用装置

• 功能：实现分布式电源的灵活接入与高效并网，具备电能质量控制与多机协同能力。
• 优势：
  • 支持硬件异构互联、软件自适应配置。
  • 模块化设计，适用于多种容量等级。
• 应用价值：
  • 提高分布式电源接纳能力，降低系统集成工作量。

10. 负荷侧虚拟同步充电桩

• 功能：实现电动汽车与电网的柔性互动，具备惯量模拟与动态控制能力。
• 优势：
  • 支持交直流双模式工作。
  • 快速响应电网状态，精准控制负荷。
• 应用价值：
  • 降低充电站建设成本，提高运行效率。

11. 配电物联网云平台

• 功能：实现终端设备灵活接入、数据高速采集与信息全面融合。
• 优势：
  • 基于统一信息模型与国网云架构。
  • 支持微应用中心与云边协同。
• 应用价值：
  • 提升电网感知与协同能力，推动能源互联网高质量发展。

总结

中国电科院提出的“10+1”能源互联网创新成果，覆盖了从能源心脏到用户侧的各个环节，体现了能源互联网的“泛在、智能、协同、开放”特性。通过多合一能源站、智能自愈终端、能量路由器、能量交换机、电力集能器、用户智慧网关等设备的协同作用，实现了电网的智能化升级与能源的高效利用。这些成果不仅提升了电网运行的安全性与可靠性，还推动了能源互联网的建设与应用，为实现“三型两网”世界一流能源互联网企业目标提供了坚实的技术支撑。