贾宏杰：智能电网及能源互联网关键技术
演讲人系天津大学电气与自动化工程学院教授
（本文根据“2015第四届分布式发电与微电网技术大会”演讲PPT编辑而成）
智能电网几个关键技术研究
1、相关背景
能源枯竭及环保压力——大量可再生能源发电；大电网安全稳定运行；高可靠性电力的需求；电力设备和资产高效利用；用户的积极参与；我国的现实需求——资源与负荷逆向分布；我国的现实需求——复杂的交直流混联网络；我国的现实需求——西北可再生能源基地入网；我国的现实需求——如何做好电网规划建设。
智能电网概念的提出，为传统的电力及能源供用领域带来了新的机遇和挑战，同时也为学术界带来了很多全新的研究课题和方向，而微网、主动配电网和电动汽车无疑是其中受到高度关注的研究领域。
2、分布式发电微网技术
1）定义及优点
微网（Micro-Grid）指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
微网本身可看做是小型的电力系统，它具备完整的发/输/配电功能，可实现用户侧可再生能源的安全消纳。微网本身还是一个典型的分布式发电供能系统，可通过能源之间的协调，提高终端的能源利用效率。
微网是进行用户侧可再生能源开发和提高能源利用效率的一种有效途径。
优点：能源的梯级利用；可再生能源的安全消纳；多种能源的协调优化；提升用户的用能品质；提高用户的供能可靠性；降低用户的用能成本。
作为可再生能源在用户侧有效集成和提高能源综合利用效率的有效手段，微网在全球范围内受到高度关注，有超过70个国家开展了相关研究。
2）值得关注问题
问题一：微网运行特性及微网内DG相互作用机理
问题二：微网综合仿真技术
问题三：微网的一体化优化设计
问题四：微网的保护和控制
问题五：微网能量的优化调度
3）天津大学以往工作
工作一：微网系统综合建模
工作二：分析及控制系统开发
工作三：示范工程及实验室建设
3、主动配电网技术
1）问题背景
2）天津大学已有基础
3）值得关注的问题
问题一：主动配电网综合规划技术
问题二：主动配电网运行控制技术
问题三：主动配电网相关支撑技术
4）现在的一些工作
4、电动汽车与电网互动技术
1）相关背景
2）需要关注的问题
3）我们的初步工作
（1）电池通用建模
（2）电动汽车集成效应建模
（3）电动汽车时空特性建模
（4）V2G下的需求响应
（5）电动汽车控制系统
5、天津大学几个典型成果
能源互联网几点思考
1、研究背景和意义
能源互联网：智能电网在能源领域的进一步发展，是互联网技术和理念在能源系统中的深度融合和应用，是一个物理-能量-信息融合的开放系统；它将支撑互联网理念和能源技术的深度融入，支撑多种能源的开放互联，支撑能量自由传输和用户广泛接入，支撑众筹众创的能源互联网市场和金融体系。
1）构建能源互联网，有助于可再生能源规模化开发，有助于传统一次能源利用效率提升，有助于实现社会能源的可持续发展。
2）有利于提高社会供能系统的安全性和自愈能力，有利于增强人类社会抵御自然灾害能力，对保证国家安全也有重大意义。
3）有利于提高社会供能系统基础设施的利用率，有利于提高社会资金利用率，有利于节约型社会的构建。
4）能源互联网已成为国际上能源领域未来重要的战略方向，开展此项研究，有助于培育国家自主创新能力，有助于提升我国在能源技术领域的国际竞争力和国际话语权。
5）中国政府高度重视，企业和研究机构响应迅速。
6）学术界和企业界在能源互联网问题上的不同视角。
（1）视角一：互联网+能源系统
主要观点：推进能源互联网的主要着力点是使能源网或能源系统完全具有现在互联网的全部(关键)特征，如即插即用、开放互联、自由对等、大众参与、众筹众创等等。
持观点者：众多互联网平台企业、IT技术人员和渴望投资能源领域的公司，典型代表企业如阿里巴巴、腾讯等。
主推方向：能源系统的自由开放（运营模式，如售电和能源服务公司等）和实现跨平台的自由交易（技术实现），如针对可再生能源提出的绿币概念等。
（2）视角二：能源系统+互联网
主要观点：能源互联网的根基是智能电网基础上的综合能源系统（IntegratedEnergy System，也称新一代能源系统、泛能系统、多能源系统等），其目的是通过IT和互联网技术对能源系统实现升级改造，更好地服务于用户。
持观点者：众多的电力及能源供应企业，如电力公司、发电企业、燃气企业、热力企业等。
主推方向：在智能电网基础上，进一步推进能源系统的互通互联和智能化。
7）能源互联网的核心是智能化电力传输与分配网络（智能电网）。
能源互联网（综合能源系统）：在规划、建设和运行等过程中，对能源的产生、传输与分配(供能网络)、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化，进而形成的能源产供消一体化系统——视角二。
问题关键：能源有效的互联、互通和互济。
建设目的：提高能源利用效率，实现可再生能源规模化开发，实现能源的可持续供应，提高社会能源供用灵活性与安全性。
2、能源互联网规划的几个关键问题
1）体系构架
科学问题一：适用于我国的能源互联网体系构建研究，涉及国家能源互联（主网）、区域能源互联网和终端能源互联网三个层面。
科学问题二：助推能源互联网发展的规划核心支撑技术研究，重点挖掘和利用不同能源间的互补替代性，实现各类能源由源至荷的全环节、全过程协同优化。
2）支撑技术
支撑技术1：适用于能源互联网规划研究的建模和综合仿真技术
支撑技术2：能源互联网一体化的评估指标体系和评估方法体系研究
支撑技术3：有效满足用户多样化需求，实现能源互补优化的能源互联网优化规划技术
支撑技术4：能源-信息系统协同优化规划技术研究
支撑技术5：能源互联网与城市基础设施协同规划技术研究
3、能源互联网实现路径探讨
从技术经济、社会因素、难易程度等多个方面进行综合考虑，能源互联网最可能的实现路径应当终端能源互联网—区域能源互联网—全域能源互联网。
终端能源互联网：涉及范围小，适用于学校、工厂、建筑等环节，不同能源系统归同一单位，避免利益纠葛，技术问题为主，能源互联易于实现；前期基础好，已有众多前期研究和示范工程，需要进一步强化标准建设。
区域能源互联网：涉及范围较大，适合城市园区、新区、城镇示范区等，未来可推广至整个城市，涉及不同部门和环节协调；前期基础较好：已有一些前期研究和示范应用，未来推广应用需要政策支持。
全域能源互联网：涉及范围巨大，适于未来大到社会、中到城市、小到社区家庭的能源供用方式，涉及面广，影响深远，需国家政策大力和持续支持；可作为未来方向，目前应做好发展构架规划论证工作，
宜分阶段稳步推行。
4、小结
建设天津大学能源互联网学科交叉平台，既是顺应我国能源领域变革创新的需要，也是我校能源、信息等学科自身发展融合的需要，该平台建设将涉及远期、中期和短期三个目标。
总结
智能电网和能源互联网是能源领域最活跃的两个研究方向，能源互联网是智能电网基础上的进一步扩展和提升，为能源电力领域带来了新机遇、新挑战、新思路、新技术，本人结合智能电网的微网、主动配电网和电动汽车三个专题和能源互联网规划，谈了一些不成熟的想法，不当之处敬请批评指正。