能源互联网的形态特征与体系架构-学习小组发言
能源互联网的网络架构与管理
能源互联网的网络架构与管理一、引言能源互联网是将能源系统与信息通信技术相融合的创新发展模式，旨在实现能源领域的智能化、高效化和可持续发展。
网络架构和管理是能源互联网建设中的关键问题，本文将从网络架构设计、安全管理和运营管理等方面进行探讨。
二、能源互联网的网络架构设计1. 分布式架构能源互联网的分布式架构是基于分布式能源资源和能源设备的网络结构。
通过将能源系统的各个环节连接起来，形成一个分布式的网络，实现能源的高效传输和利用。
该架构具有高度的可扩展性和灵活性，能够适应各种能源资源的接入和协同工作。
2.云计算架构云计算架构是能源互联网的关键技术之一。
通过将能源系统中的各种数据和信息存储在云服务器中，实现大规模数据的存储和处理。
这样可以解决能源系统中数据量巨大、计算量复杂的问题，提高能源系统的智能化和自动化水平。
3.安全隔离架构能源互联网的安全是其发展的重要保障。
为保障能源系统的安全运行，必须在网络架构中设置一定的安全隔离机制。
通过采用多级安全防护和访问控制机制，将能源系统内部的信息和外部网络进行有效隔离，确保能源系统的数据和信息安全。
三、能源互联网的安全管理1.密码学技术密码学技术是能源互联网安全管理的重要工具。
通过采用对称加密、非对称加密和哈希算法等技术手段，实现数据的加密传输和身份认证，保障能源系统的数据和通信安全。
2.网络监控与入侵检测网络监控和入侵检测是能源互联网安全管理的核心环节。
通过安装监控设备和入侵检测系统，对能源系统进行实时监控和威胁分析，及时发现并应对网络攻击行为，避免信息泄露和系统瘫痪。
3.安全培训与意识提升在能源互联网的网络架构和管理中，人的因素也是不可忽视的。
通过加强安全培训和意识提升，提高从业人员的安全意识和技能水平，增强应对网络安全威胁的能力。
四、能源互联网的运营管理1.数据管理能源互联网的运营管理离不开大数据技术的支持。
通过对能源系统中各种数据进行采集、存储和分析，提取有价值的信息，为能源互联网的管理决策提供科学依据。
能源互联网与能源互联网市场的体系架构
主线
能源互联网的规划、运行与交易
研全究系面深统入
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项目主要研究内容
三个科学问题
能源流与信息流的融合模型及时空耦合机理 多尺度随机匹配和不确定供需优化 关联多能源的市场交易机制、博弈策略及一体化
市场构建
四项关键技术
能源流与信息流融合建模与仿真技术 供需随机特性建模与分析技术 多能源和供需关联的能源互联网协同规划技术 供需响应与协调的多能源系统随机优化调度技术
项目研究目标与总体框架
研究目标：形成能源互联网规划、运行与交易的基础理论，建立仿真平台，精 细模拟多种能源的生产、传输、存储、转换、消费，推进能源互联 网技术的应用
验证
1套能源互联网验证系统
创建
能源互联网基础理论体系
突破
融合建模、供需匹配优化、市场体系
能源互联网系统建模与仿真 五个课题 能源互联网供需随机特性分析与匹配方法
能源互联网协同规划、市场设计与机制分析 多能源系统的随机动态优化调度、资源分配与竞标 多能源终端接入行为分析、供需转存协调优化与安
全监控
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1.理论研究
项目主要研究进展
• 信息物理融合能源系统（CPES）建模方法 • 多能源网络化系统优化理论 • 能源互联网的协同规划理论及技术 • 能源互联网供需匹配的分布式优化算法
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什么是能源互联网？
能源互联网—电力系统领域
以电网为核心 最大化消纳可再生能源 集中式与分布式并存 多能互补 考虑需求侧响应的综合能源系统
以电网为核心的新一代能源系统
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什么是能源互联网？
能源互联网—信息领域
充分利用信息网络开放、互联、对等的优势特点，对能源系统进行革新
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能源互联网行业分析
能源互联网行业分析能源互联网是指通过互联网技术实现能源生产、传输、分配和使用的集成化、智能化、安全高效的新型能源系统。
能源互联网行业是以互联网技术为基础，利用物联网、大数据、人工智能等技术手段来推动能源产业的变革和升级的新兴行业。
能源互联网行业具有以下特点：1.车电互联：车电互联是能源互联网的重要组成部分，通过互联网技术实现电动车与能源网络的互联互通，使得车辆成为能源网的重要节点。
这样可以实现车辆与电网之间的能量交互、能源共享等功能，提高能源的利用效率。
2.智能能源管理：能源互联网通过物联网、大数据和人工智能等技术手段，实现对能源系统的智能管理和优化调度。
可以通过实时监测和预测能源消耗情况，进行能源规划和智能调度，提高能源的利用效率和供电可靠性。
3.分布式能源：能源互联网推动了分布式能源的发展，通过将能源产生地点更加接近能源使用地点，减少能源传输损耗和供电中断风险，提高能源的可持续性和安全性。
4.碳中和与可再生能源：能源互联网行业关注碳中和和可再生能源的发展。
通过提供碳中和相关的技术和服务，推动能源转型和清洁能源的使用，减少温室气体的排放，实现可持续发展。
能源互联网行业的发展前景广阔。
随着能源供需结构的变化，传统能源系统难以满足需求。
能源互联网作为新一代能源系统的重要组成部分，能够有效整合各种能源资源，提高能源的利用效率和供电可靠性，为能源转型提供技术支持和战略思路。
同时，能源互联网行业也面临一些挑战。
首先是技术挑战，能源互联网需要依赖互联网技术和相关的信息技术进行电力系统的调度和监测，技术的稳定性和安全性是一个重要的问题。
其次是政策挑战，能源互联网的发展涉及到多个部门和利益相关方，需要政府相关政策的支持和规范。
再次是经济挑战，建设能源互联网需要大量的投资和资源配置，如何保证投资回报和经济效益也是一个需要考虑的问题。
综上所述，能源互联网是一个具有巨大发展前景的新兴行业。
通过整合互联网技术、物联网、大数据和人工智能等技术手段，能源互联网可以提高能源的利用效率、推动能源转型和碳中和，为实现可持续发展做出贡献。
能源互联网的形态特征与体系架构
• 在全国范围推广建 设新能源微网，并 形成多元化能源互 补的非化石能源互 联网络
• 非化石能源消费占 一次能源消费
2015
2020
2025
2030
总结
▪ 可再生能源时代的兴起是由于人类社会针对在全球一体化的发展进程中所 面临的生存环境日益恶化的巨大挑战所采取的必要举措
▪ 能源互联网作为可再生能源平等开放高效融入传统能源系统的技术手段， 是信息互联网发展中产生的开源创造和分布架构两种重要思想融入传统能 源系统的必然产物，是生产关系和生产要素互联网化之后传统能源结构演 进的必然结果，是工业文明向信息文明迈进的核心理念和技术体系
▪ 但是巨大的社会经济效益昭示着任务的艰巨性和复杂性，预示着能源 互联网的建设将是一项庞大的系统工程，需要统筹规划，合理安排， 戒急戒躁，稳步发展，努力做好顶层设计和关键技术研发，确保达成 我国既定的能源战略目标
能源互联网的愿景与路线图
• 分布式发电和分布 式储能大规模普及 应用，支撑各种分 布式电源接入；
能源互联网的 形态特征与体系架构
提纲
▪能源互联网的动因 ▪能源互联网的形态 ▪能源互联网的特征 ▪能源互联网的体系架构 ▪能源互联网的愿景与发展路线
能源互联网的动因
▪ 能源互联网作为可再生能源平等、开放、高效融入传统能源系统的技术手段，是信 息互联网发展中产生的开源创造和分布架构两种重要思想融入传统能源系统的必然 产物，是生产关系和生产要素互联网化之后传统能源结构演进的必然结果，是工业 文明向信息文明迈进的核心理念和技术体系
• 基于能源互联网的 多能源交易系统上 线应用；
• 实现多种能源网络 互通互联，多能综 合利用• 能源互联网初步建 成，实现多元化能 源间的智能调度； 分布式发电和分布 式储能在用户侧得 到普及性发展；
能源互联网架构及安全性研究
能源互联网架构及安全性研究一、能源互联网的概念和发展能源互联网是继信息互联网、物流互联网之后新兴的发展方向，它旨在建立一个高效、可靠、安全的能源物流系统，实现能源的智能化管理和高质量供应。
能源互联网的发展史可以追溯到国际能源互联网论坛的成立，其目的是为了促进全球能源互联网技术和应用的研究与发展，推动全球能源转型和绿色发展。
在我国，2015年国务院发布了《关于促进能源互联网发展的指导意见》，标志着我国能源互联网建设进入了快速发展时期。
二、能源互联网的架构特点1.智能化能源互联网的架构核心是信息化与智能化。
通过先进的信息技术，实现对能源生产、传输和消费的全程控制，实时监测和调整能源供需平衡关系。
2.互联化能源互联网是一个集成的、互联的系统。
能源生产、储存、传输、消费等各个环节相互连接，形成一个完整的生态系统。
3.可靠化能源互联网建立在现有能源系统基础上，保证能源系统的稳健性和可靠性。
通过人工智能、大数据等技术手段，对各个环节进行预测、监测和调度，确保能源供应的连续性和可靠性。
三、能源互联网的安全性问题能源互联网建设需要面临各种网络攻击和信息泄露，因此，保障能源互联网的安全性至关重要。
目前，能源互联网安全问题包括以下几个方面：1.数据安全能源互联网需要处理大量的实时数据，包括生产和传输数据等，因此，数据安全成为保障能源互联网系统完整性的关键因素。
针对这个问题，需要完善数据加密传输和存储机制，降低数据泄露风险，提高数据隐私保护能力。
2.设备安全能源互联网涉及各类设备，如传感器、控制器、通讯设备等。
攻击者可能利用该设备漏洞或者人为破坏设备的运行，攻击能源供需平衡的系统。
因此，需要对设备进行专业化安全检测和维护。
3.防止关键信息被窃取可以采用加密、认证和授权等技术，确保重要信息不会被非授权的人员获得。
对于敏感信息的处理，应采取分级管理，进行权限控制，建立监督机制等。
在信息的传输、存储和处理环节也要配备相应的防护措施。
能源互联网的构建和发展
能源互联网的构建和发展随着全球经济不断发展和人们对能源供应的不断需求，传统能源模式已经越来越难以满足人们的需求。
由于可再生能源的推广、能源技术的革新和全球化进程的推动，能源互联网作为未来的能源基础设施将成为一种新的能源模式。
一、能源互联网基本概念所谓能源互联网，是指在智能电网的基础上，通过信息、物流、能源流等全球互联的信息网络，实现可再生能源、化石能源、气体等多种能源资源的发电、传输、配送等全过程的高效协同，将全球能源形成一个开放、交互、共享的新型生态系统。
二、能源互联网的优势1. 提高能源利用效率：能源互联网可以实现各种能源的高效协同，实现能源的最优配置，提高能源的利用效率。
2. 降低能源的成本：能源互联网可以有效节约建设成本、运行成本和维护成本，降低能源的整体成本。
3. 实现能源的可持续发展：能源互联网可以在全球范围内实现多种能源的跨区域调剂和资源共享，遏制污染、减少能源浪费，实现能源的可持续发展。
4. 促进全球能源共享：能源互联网将可以将各国的能源资源紧密相连，实现能源资源共享，提高全球能源的供应安全和供应稳定性。
三、能源互联网需要解决的问题1.技术问题：实现智能电网和大规模的再生能源等技术实现需要的技术进步和规模化应用，并在能源互联网中汇总信息，力图优化全球能源体系。
2.政策问题：要通过制定更加细致的管理政策，促进多种能源的使用。
3.法律问题：能源互联网必须遵守国际法律和公约，同时各国政府也必须针对能源互联网的发展而制定相关法律。
4.安全问题：在能源互联网发展的过程中，必须保障能源互联网的安全性，确保全球能源的供应和稳定性。
四、能源互联网发展的前景和未来趋势能源互联网是未来全球能源的基础设施，它将在全球范围内推动可再生能源、非化石能源和清洁能源等的发展。
其发展趋势是低碳系统、信息化系统、智能化系统、跨国系统和创新系统的完美结合。
未来能源互联网的发展将面临挑战，发展要依托强大的技术支持，并且需要更加细致的政策和法律支持。
能源互联网 演讲稿
能源互联网演讲稿尊敬的各位领导、各位嘉宾、各位同事：大家好！我今天非常荣幸能够在这里向大家分享有关能源互联网的话题。
能源互联网是指通过信息技术和互联网技术，将能源生产、传输、储存和消费等环节进行智能化、数字化和互联互通的一种新型能源系统。
它是未来能源发展的重要方向，也是实现可持续发展的关键之一。
首先，能源互联网可以提高能源利用效率。
通过智能化的能源管理系统，能够实时监测和控制能源的生产和消费情况，从而实现能源的合理分配和高效利用。
例如，通过智能电网技术，可以根据用户的需求和能源供应情况，实现电力的精确调度和优化分配，避免能源的浪费和过度消耗。
其次，能源互联网可以促进能源的清洁和可再生发展。
传统能源系统主要依赖于化石燃料，导致了严重的环境污染和气候变化问题。
而能源互联网可以将分散的可再生能源如太阳能、风能等进行集中管理和调度，提高可再生能源的利用率，减少对化石燃料的依赖，从而实现能源的清洁和可持续发展。
再次，能源互联网可以促进能源的安全和稳定供应。
传统能源系统存在能源供应不稳定、能源价格波动等问题，而能源互联网可以通过多能源互补、多能源互联等方式，实现能源的多元化和互联互通，提高能源供应的可靠性和稳定性，降低能源供应风险。
最后，能源互联网可以促进能源的经济发展。
能源是现代社会发展的基础，能源互联网的建设将带动相关产业的发展，创造更多的就业机会，提升国家的经济竞争力。
同时，能源互联网还可以促进能源的国际合作和交流，实现能源的共享和互利共赢。
尊敬的各位领导、各位嘉宾、各位同事：能源互联网是未来能源发展的重要方向，它将为我们带来更高效、更清洁、更安全、更经济的能源供应。
我们应该加强对能源互联网的研究和推广，加大对相关技术的投入和支持，共同推动能源互联网的建设和发展，为实现可持续发展做出更大的贡献。
谢谢大家！。
互联网与能源系统的融合形态与技术
互联网与能源系统的融合形态与技术一、前言由于资源、环境和气候的多重压力，我国能源体系转型升级已提升到能源革命的国家战略，包括能源结构的低碳化、化石能源清洁化、能源消费总量控制及能源服务的普惠便捷[1~4]。
应用互联网技术与机制改造传统能源行业的生产、传输、消费过程，实现“互联网”智慧能源创新，是近年来蓬勃发展的学术前沿和工程热点领域。
近年来，互联网以其便捷、开放且可实现资源的公开共享、实时交互等优势，被广泛用于改造传统的行业[5~7]。
相比其他领域，能源系统较为封闭，基于互联网对能源系统的改造和创新面临一系列技术与行业壁垒的挑战 [8~10]。
国内外有代表性的探索工作有：美国研发了未来可再生能源传输与管理系统（FREEDM 系统），提出了能源路由器的概念并进行了原型实现 [11]；德国联邦经济和技术部发起 E-Energy 计划，在此基础上创建基于信息和通信技术（ICT）的高效能源系统[12]；日本着力于对“数字电网”的构建，其核心在于电力路由器的研发 [13]；我国则以能源革命战略与电力体制改革为契机，掀起“互联网”智慧能源研究与实践的新浪潮 [14~16]，主要包括：国务院发布了《国务院关于积极推进“互联网”行动的指导意见》，其重点行动领域包括以互联网实现能源系统的升级，即“互联网”智慧能源；国家能源局、国家发展和改革委员会发布的《能源技术革命创新行动计划（2016—2030 年）》将能源互联网技术创新列为一项重点任务；开展一系列能源互联网示范项目建设等。
上述多种措施的探索使能源系统与互联网朝融合的方向迈进了一步，但对互联网与能源系统融合的总体愿景、实施路径规划还缺乏总体描述。
二、互联网与能源系统融合的驱动力（一）推动能源供给革命，提高新能源消纳能力能源供给革命是能源革命的重要支撑。
其主要内容涉及煤炭的清洁高效利用，发展非化石能源，形成煤、石油、天然气、核能、新能源、可再生能源等多能源供应体系 [17]。
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▪ 监管者通过制定政策标准、设置能源交易规则实 现更快速、高效、精准的能源生态价值观的引导， 并通过采用互联网金融交易手段，如绿币等模式， 利用杠杆抑制化石能源、激励清洁能源的生产和 消费。
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能源互联网的形态——经济视图
▪ 能源经济效率通常是以产出单位经济量(或实物量、 服务量)所消耗的能源量为衡量指标，也被称作能 源强度，通常用宏观经济领域的单位GDP能耗和 微观经济领域的单位产品能耗来表示
▪ 通常一个国家的经济增长与能源强度和环境污染 之间呈现出先污染后治理的倒U形曲线形状，即 能源强度和污染水平会随着经济增长和经济实力 的积累呈先恶化后改善的趋势
7.10 6.26
最终修订并定稿 完成能源局中期检查
6.25 完成第三版
6.22 完成第二版
6.19 完成初稿
6.11 完成基本思路和框架
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提纲
▪能源互联网的动因 ▪能源互联网的形态 ▪能源互联网的特征 ▪能源互联网的体系架构 ▪能源互联网的愿景与发展路线
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兴产业发展的瓶颈 – 我国传统产业单位GDP能耗远超发达国家能耗水平，成为经济提质减速与可持
续发展的障碍
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能源互联网的动因
▪ 技术动因
– 互联网技术：互联网正在前所未有的速度与包括能源产业在内的各种传统产业 相互融合，并为能量流与信息流的融合提供了良好的技术基础
– 能源技术：尽管能源互联网对现有能源技术提出了更高要求，但是从硬件到软 件，从组件技术到系统技术的长足发展为能源互联网的发展奠定了基础
▪ 能源子系统之间的信息共享，信息流与能量流通过信息物理融合系统（CPS）紧密 耦合，促使能源系统实现端到端的透明化，信息流将贯穿于能源互联网的全生命周 期，包括其规划，设计，建设，运营，使用，监控，维护，资产管理和资产评估与 交易
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能源互联网的形态——产业视图
▪ 能源互联网形态的产业视图（角度）是由原材料提供商、产品提供商、系统集成商 和系统运营商构成的闭环、循环生态产业链，并以终端用户需求与能量在终端用户 应用所实现的价值为内在推动力促使产业生态链的资源优化配置和产业健康有序发 展
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能源互联网的形态——市场视图
▪ 能源互联网形态从市场的角度看由用户、投资方、运营方和建设方组成
▪ 市场中，消费者的力量崛起与能源网络的发展将 促使传统条块分割的能源产业链发展成为以消费 者用能需求为核心的新型市场生态网络
▪ 企业用户与家庭个人用户得到多种用能需求的个 性化定制服务，运营模式将从B端转向C端
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能源互联网的形态——物理视图
▪ 传统气网、电网、热网、油网与交通网等多种能源网络互联互通融为一体的新型开 放分布式能源系统，具有完整的能源资源利用和能量循环系统耦合结构
▪ 基于互联网技术的面向用户需求的能量管控运营，实现多种能源系统需供互动、有 序配置，进而促进社会的经济、低碳、智能、高效的平衡发展
能源互联网的 形态特征与体系架构
慈松
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课题团队
▪课题牵头单位
–清华大学
▪课题参与单位
–国防科技大学 –国网 –南网 –新奥集团 –远景能源
–中关村储能产业联盟 –中国普天 –中兴通讯 –世纪互联 –天地互联 –国家质检局中国质量认证中心
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时间节点
能源互联网的形态特征与体系架构
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能源互联网的特征
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能源互联网的特征
▪ 能源清洁化：风能、太阳能等多种清洁能源接入，集中式与分布式并存，可再生能 源利用效率高。
▪ 能源信息化：能量流和信息流融合，能源链实现资源和信息共享。 ▪ 能源商品化：能源具备商品属性，通过市场化激发所有参与方的活力，以用户为出
发点，形成创新商业模式。 ▪ 能源虚拟化：盘活能源存量，支持即插即用，利用虚拟发电厂等方式提升资源利用
能பைடு நூலகம்互联网的动因
▪ 能源互联网作为多种能源形态平等、开放、高效融入传统能源系统的技术手段，是 信息互联网发展中产生的开源创造和分布架构两种重要思想融入传统能源系统的必 然产物，是生产关系和生产要素互联网化之后传统能源结构演进的必然结果，是工 业文明向信息文明迈进的核心理念和技术体系
▪ 能源互联网的动因主要包含四个方面：产业动因、民生动因、技术动因与市场动因
民生动因
技术动因
产业动因
能源互 联网的 动因
市场动因
© 2015 清华大学
能源互联网的动因
▪ 产业动因
– 我国能源产业缺乏协同发展 – 我国在新能源产业政策执行效果方面并不理想 – 我国正处在能源产业结构调整以及体制改革的关键时期
▪ 民生动因
– 我国经济增长过程中面临着严峻的能源供给问题 – 国家战略新兴产业的能耗逐年升高，能效提升与可持续发展问题已成为战略新
– 物理信息融合技术是解决多能互联传输、融合与高效利用技术的有效手段
▪ 市场动因
– 打破能源行业长期存在的行政垄断、自然垄断以及价格垄断 – 盘活民间投资和技术创新 – 促进社会分配收入的公平性
© 2015 清华大学
能源互联网的形态
能源互联网是信息演变成为一种新的生产资料之后与传统能源系统的产业链和价值链 相融合的新型生态化能源系统，其形态表现为能源系统的各个形式要素在不同的时空 颗粒度上，依照市场规律的引领，采取不同的组合方式、不同的功能指向，所呈现出 的具有相对稳定的外部形式（视图）和内部构造的不同样态
▪ 传统能源产业链之外的个人或企业以投资者、运 营者的身份渗透到传统能源行业服务以外的价值 高地
– 用户可以利用可再生能源发电、用电、售电体系， 利用微电网等新型局域能量传输网络将电能在一定 的区域内配置
– 企业等用电大户可能利用园区与屋顶等碎片化空间 成为独立的太阳能电站，真正实现可再生能源的就 地采集，就地使用，余电共享的高效利用模式