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用互联网思维能准确理解『能源互联网』吗?

上周跟热能专家学习了朗肯热力学循环的一点知识,据说,19世纪英国有一个叫朗肯的人,发明了一种热力学的循环机制,后人称之为『朗肯循环』,成为今天火电厂的技术原理基础,目前常见的制冷系统,例如空调和冰箱,也是基于朗肯循环的原理,只不过,循环的工质不再是水,而是有机物,用有机物工质做循环的机器,又叫有机朗肯循环(ORC:Organic Rankine Cycle)。


去年8月份,莫师傅带队很荣幸的拜访了低温余热发电技术专家、天津大学环境学院的张于峰老师,张老师低温余热发电装置最神奇的莫过于他的有机工质了,张老有一句话给我的印象很深刻,这句话大约是:当年上大学学习热能时,也没想到热能在今天会有这么大的价值。作为热能领域的外行,我们似乎能够理解,张老师的意思大概是热能与其他能源的联系和转换越来越多了。


最近有几位热能的专家和老师悄悄的告诉我,热能的原理很简单,但实现热能高效利用的技术和工艺却很复杂、相当有难度。是的,今早我还在想,现在的火力发电厂,如果能用成本可控的有机工质代替水,发电效率是不是还可以进一步的提高呢?


我最近几个月一直偷偷的思考一个问题:张老师发明的低温余热发电技术装置,是不是可以有两个发展方向,一是往小里做,例如家里煤气灶上也能用的;二是往大里做,突破余热利用的范畴。


一、能源路由器到底是啥?

好几个月前有朋友问我能源路由器的事儿,一下子就把我搞蒙了,傻了天才想明白,传统发电厂就是能源路由器,把一种能源转换成另一种能源的装置都是能源路由器,大的像水利枢纽工程、火力发电厂、核电站,小点的像张于峰老师做的能放在一间房子里的工业余热发电装置;再小的还有巴掌大小的太阳能发电板子。


关于能源路由器,我今天看了一下百度百科,按照百度百科上的说法,所谓能源路由器有广义狭义两种说法,一是我比较认同的广义说法,即不同能源之间相互转换的装置;二是狭义的说法,在电能范围之内,不同电压之间、交直流之间的转换装置,这么一说,手机充电器也是一个能源路由器了,貌似有点颠覆我们的传统认知了。


能源路由器,无论是广义的还是狭义的,都不是互联网上IP路由器的意思,但是,网上的确有人是这样想的、这么理解的;甚至还有人把能源互联网说成是『互联网+能源』,这就引发了今天讨论的主题:用互联网思维能准确理解『能源路由器』和『能源互联网』吗?


二、能源互联网到底是啥?

能源互联网中的『互联网』跟我们所讲的互联网Internet完全不是一个概念。能源互联网中的『互联网』是指多种能源之间的相互转换与有序使用,互联网思维曾经被作为是传统产业商业模式创新的代名词或者风向标,但互联网思维也不是万能的,不能到处乱用,例如用互联网路由器去理解能源路由器,很有可能就会误入歧途。


电这东西就像水一样,一座发电厂发的电涌入电网后,就像往水缸里添加了一碗水,这碗水进去之后,很难再搞清楚你这碗水在水缸里的哪一部分,似乎也没有必要搞清楚这个问题,为什么呢?因为商业上讲,电这东西是高度同质化的单品,犹如涓涓细流汇入江河,江河下游用水的人们,没有人去思考、去追究这水是上游哪个支流过来的。同样,发电厂也不会在乎他们的某一碗电到底都是谁给用了?即便是有了更直接的电力交易,电厂也不会关心上午十点发的一碗电和十点十分发的另一碗电都给了哪个用户?

从前的电能供应链是这样的,从逻辑上讲,发电在那一头,用电在这一头,潮流基本是一个流向。

现在和将来,电网正在变成这种模样,初步可以这么理解,110kV以下尤其是10kV的网段,电能的潮流变得更加复杂了,因为过去很多单纯的电负荷,逐渐变成了具有甚至还有的综合性微电网了。这样一来,或许用户高兴了,但是这些问题所导致的电网的复杂性,以及这些复杂性给电网调度和运行带来的风险和挑战,也只有电网公司和监管部门心里头能感受到了。


但这似乎又是不可阻挡的发展趋势,更复杂的还有人畅想电动汽车将来也可以作为电网的储能单元,我认为这件事几乎没有什么实操性,为此写了下面的文章《电动汽车,能参与电力需求侧管理吗?》。


无论从用户自身的经济效益,还是基于电网安全的考虑,我一向是主张用户侧发电以自用为主,不要上网的。理由很简单,自用的经济账可以按照一般工商业电价核算;而上网呢,电价就比较低了,投资回报率明显不同。对电网公司来说,10kV网段线损是比较高的,电网公司买你家那点电,一个来回线损就先干掉了至少10%的电能。


影响用户侧储能参与电网调峰积极性的主要因素是什么


这个世界有时候是莫名其妙的冲动和亢奋,我想,等更多的用户真正想明白了,不会有太多人去盲目的追求上网了,对自己好,对电网也好,对电网好,就是对社会好,你发电坚持自用不上网,说不定未来就是最崇高的高风亮节。


三、能源互联网和综合能源是什么关系?

我认为,能源互联网和综合能源(服务)从本质上讲是一回事(除了某种单一能源的梯级利用外),都是多能之间的转换,差别是前者在电网侧,后者在用户侧,前者用户看不到或者不知道多能转换的装置在哪里,后者就在你眼前、甚至小到可以装在一间房子里,并触手可及,就像你进入一间10kV配电室的那种感觉。


有件事,大概其在电网侧叫能源互联网,在用户侧叫综合能源服务


而能源互联网,尤其是综合能源服务,最最关键的两件事,一是多能之间的能量转换效率;二是利益共享机制,前者影响了后者,但后者未必取决于前者。


能源互联网,最重要的利益共享机制和能源转换效率


四、互联网技术在能源互联网能干啥?

其实,说互联网技术在能源互联网里能干啥并不准确、也不全面,应该说信息技术在能源互联网里能干点啥,例如,电厂和电网过去和现在所用的各种控制和管理软件以及二次设备、传感器检测装置。在多能相互转换和有序利用的大场景里头,微网的负荷预测、调度、控制与能源计量,都离不开信息技术的支持;在设备安全运营环节,未来比较高级、很上档次的基于大数据和人工智能分析的故障模型和故障树的电力设备故障监测和预测性维修,也离不开信息技术和通讯网络的支持。

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