能量网络

本项目成果通过理论知识与硬件设施相结合，围绕综合能源系统能源利用效率低下、用能成本居高不下、电能质量问题突出等问题，助力企业高效管理用能，实现安全、节能、降费。理论成果上，提出了综合能源系统建模与分析的“能量网络理论”：基于热力学、电网络、传热学与流体力学，从物理的层面挖掘不同能源子网络的共同特性，根据各能量网络广义变量间的本构关系建立综合能源系统统一模型，并引入㶲的概念从本质上提升综合能源能效潜力。该成果的主要包含4个方面的工作：1、从物理学基础理论和能量本质出发，研究能量和㶲传递、转换的动力学行为特征，构建公理化的能量网络理论，建立能量网络方程；2、研究能量网络方程的实用化模型，并提出求解的数值方法；3、深入研究能量和㶲在各种能源传递、转换、储能单元以及不同综合能源系统中的动力学行为特征；4、以按能源品位梯级综合利用为主线思路，借鉴㶲经济学的思路，研究综合能源系统的优化规划与优化运行的基础理论，并从理论研究向工程应用拓展。

能源互联网以电网为核心平台，鼓励可再生能源接入，跨越电力、热力、天然气、交通等4天能量传输网络，实现多万面的互联互通。能源互联网的核心理念是开放，意在打破原来电、热、冷、气、交通等能量子网络相对割裂的状态，实现多类型能源开放互联。 多能互补是能源互联网的核心特征之一，是能源互联网区别于智能电网的关键特征，表示多类能量相互转换、耦合和作用。

松山湖能源互联共享平台（以下简称：平台）作为广东电网有限责任公司承接国家《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》（发改能源〔2016〕392号）相关要求，开展的第一批“互联网”+智慧能源项目，其建设内容在国内处于试点探索阶段，因此对于项目组来讲极具挑战。 平台以信息化和智能化为基础，推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展，推动能源领域供给侧改革，支撑和推进能源革命。平台“大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能”等技术，结合电网电力供应，分布式能源电源布局、企业用户的供用能需求以及电动汽车运营要求，建立一个集网络化、信息化、智能化一体的能源信息共享平台。 平台建立了全国首个全景数字电网模型，基于时空GIS构建主配用、源网荷储和物联监控一体的实现电网“站线变户”模型全贯通和新能源“源网荷储”模型全衔接，并通过物联网平台将物模型与电网模型挂接，实现了从500kV电压等级到380/220V电压等级的全域能量网络中的全面实时感知，并基于大数据平台实现对全域能量网的调度和优化； 平台基于物联网技术和移动技术实现了设备的纵向物联，服务的横向互联，利用5G、Lora等通信技术实现通信“最后一公里”的搭建，利用云计算、大数据和移动应用为能源生产、运营、监管、服务、消费各方提供“五位一体”的能源应用服务。实现了全域能量网络的全面状态感知和优化调控。平台注册用户可以通过手机APP快速查询被授权的相关能源设施运行信息，使能源消费上下游实现信息即时贯通。 平台还以松山湖区局大楼三联供燃气机组为试点，分层研究了楼宇级、园区级和区域级多能互补综合能源系统能效评估模型和方法，并在平台进行了固化，实现了综合能源与电力网络的优化互补和电能的削峰填谷的需求响应，为区域能源的优化、节能提供了基础支撑。 在平台建设和研究期间，除完成平台建设外，还申请了发明专利20项、已发表和录用论文共14篇（其中SCI检索论文1篇、中文核心期刊4篇、EI检索论文9篇）。 通过平台与物理层的协同，预计到2025年，松山湖高新产业园区清洁能源发电量将占园区总用电量的15%以上，园区单位GDP能耗将降至0.142吨标准煤/万元以内。不仅能为区域节约能源，降低能源使用成本，还能优化区域商业环境，实现区域环境的绿色低碳，支撑粤港澳大湾区的建设和发展。