能源互联网.ppt

能源互联网与大数据 CONTENTS 目录 一 能源互联网的内涵与定位 能源互联网发展的层次划分 能源互联网的定义与定位 能源互联网的基本特征 1 能源互联网的基本特征 设备智能化 供需分散化 信息对称化 支撑 2 能源互联网的层次划分 多能源耦合的区域能源互联网 智慧城市 能源互联网 能源互联网利用ICT技术实现各类能量单元的协调运行未来能源互联网的建设应该是以电力系统为核心的能源互联网绝不是单纯的电力互联网 应该是多类型能源网络的高度耦合 能够实现不同类型能源的综合优化 以智能电网为主要技术支撑的电力互联网将会成为能源互联网的资源配置中心和枢纽能源互联网的发展趋势一定是在当前智能电网或者电力互联网的基础上 向综合能源系统以及综合能源交易的方向发展 实现各类型能源网络的互联互通和资源的整体优化配置 发展层次 发展趋势 2 能源互联网的层次划分 信息物理系统 CPS 运营机制与商业模式 多能量流 信息流 价值流 信息流 对区域内不同规模的电力 燃料以及供热系统等能源网络从规划和运行两个层面进行优化 形成一个洲际的多能源互联系统 为终端用户提供不同类型的能源服务 推动能源系统与经济社会中其他系统的整合 综合能源系统 能够充分反映能源网络运行的物理和信息过程 体现两者融合机理和相互作用机制 CPS系统构建能够使信息流逐步引导控制能量流 利用能源大数据 更好地发挥能源互联网中的系统信息价值 物理以及信息网络支撑着分散化的能源交易 信息流和能量流影响能源互联网中能量价值 商业模式的创新 赋予能源互联网在市场层面开放兼容的体系架构 使得能源互联网在物理层面所具有的开放兼容的特性能够在价值层面有所反映 能源互联网基本架构 3 能源互联网的定义与定位 能源互联网是一种互联网与能源生产 传输 存储 消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态 具有设备智能 多能协同 信息对称 供需分散 系统扁平 交易开放等特征 定位 定义 能源互联网是推动我国能源革命的重要战略支撑 对适应可再生能源规模化发展 提升能源开发利用效率 推动能源市场开放和产业升级 形成新的经济增长点 提升能源国际合作水平具有重要意义 3 能源互联网的定义与定位 能源互联网将推动能源体制革命售电侧市场放开培育多元化市场主体形成有序竞争的市场体系 能源互联网将推动能源消费革命用户的用能智能化水平提高用能效率提升成本降低实现多元化用能更多的自主选择权 能源互联网将推动能源生产革命新型商业模式降低能源市场的准入门槛能源消费者可以同时成为能源生产者 能源互联网是能源革命的标志性技术广域电力网络互联技术多能源融合与储能技术能源路由器技术用户侧自动响应技术电动交通及其与电网的交互技术 能源互联网是我国进行能源革命的技术支撑平台 二 能源互联网行动计划解析 建设能源互联网的主要任务 建设能源互联网的指导思想与基本原则 建设能源互联网的政策机制及保障措施 1 建设能源互联网的指导思想与基本原则 适应和引领经济社会发展新常态 着眼能源产业全局和长远发展需求 以改革创新为核心 以 互联网 为手段 以智能化为基础 以适应绿色 低碳发展为重点 促进信息和能源深度融合 推动能源互联网新技术 新模式和新业态发展 支撑和引领能源革命 为实现我国从能源大国向能源强国转变和经济提质增效升级奠定坚实基础 指导思想 1 建设能源互联网的指导思想与基本原则 发挥互联网在变革能源产业中的基础平台作用 营造开放公平的发展环境 以适应分布式可再生能源发展为重点 促进小微企业与个人 家庭等参与能源交易 营造开放包容的创新环境 鼓励多样化的技术 机制及模式创新 形成万众创新良好氛围 发挥市场在资源配置中的决定性作用 驱动人才 资金 资源 技术等要素的流通与集聚 发挥试点项目的示范带动作用 建立健全试点容错机制 及时总结推广试点经验 适应能源互联网新业态及大数据应用发展要求 创新能源与信息深度融合下的安全监管和市场监管机制 2 建设能源互联网的主要任务 5 解析源互联网如何推动能源革命 1 2 3 4 加快能源消费智能化设施建设 推进化石能源清洁高效智能化生产设施建设 推动集中与分布式储能基础设施建设 推动可再生能源智能化生产和联网交易设施建设 1 建设能源生产消费智能化基础设施 2 建设能源互联网的主要任务 推进综合能源网络的基础设施建设建设以智能电网为基础 与热力管网 天然气管网 交通网络等多种类型网络互联互通 多种能源形态协同转化的综合能源网络 促进能源接入转化与协同调控基础设施建设推动不同能源网络接口设施的标准化 模块化建设 支持各种能源生产 消费设施的 即插即用 与 双向传输 大幅提升可再生能源 分布式能源及多元化负荷的接纳能力 2 建设多能协同综合能源网络设施 2 建设能源互联网的主要任务 3 建设与能源深度融合的信息通讯基础设施 2 建设能源互联网的主要任务 4 营造开放共享能源互联网生态环境 生态环境 2 建设能源互联网的主要任务 03 02 01 新能源 电动汽车运行新模式 发展储能网络化管理运营模式 发展车网协同的智能充放电模式 鼓励整合多类型的分布式储能设备建设储能设施数据库 将存量巨大的多种类型的储能设备通过互联网进行管控和运营 建设基于电网 储能 分布式用电等元素的新能源汽车运营云平台促进电动汽车与智能电网间能量和信息的双向互动 应用电池能量信息化和互联网化技术 因地制宜地建设风光储一体的智能充电站等基础设施 实现电动汽车与新能源的协同优化运行探索电动汽车利用互联网平台开展能源直接交易的新模式 5 发展储能和电动汽车应用新模式 2 建设能源互联网的主要任务 构建用户自主的能源服务新模式 逐步培育虚拟电厂 负荷集成商 第三方增值服务供应商等新兴市场主体 增加灵活性资源供应 拓展综合用能增值服务新模式 鼓励提供更多差异化的能源商品和服务方案 搭建用户能效监测平台并实现数据的互联共享 提供个性化的能效管理与节能服务 明确能源领域创新创业的政策导向 完善基于互联网的智慧用能量测系统与交易平台建设 建设基于智能家居 智能楼宇 智能小区 智能工厂的能源综合服务中心 6 发展智慧用能和增值服务新模式 2 建设能源互联网的主要任务 7 培育绿色能源灵活交易市场模式 2 建设能源互联网的主要任务 8 发展能源大数据服务应用新模式 第一 实现能源大数据的集成和安全共享 实施能源领域国家大数据战略 积极推动能源大数据采集范围的拓展 第二 创新能源大数据的业务服务体系 鼓励基于能源大数据的创新创业 积极促进基于覆盖能源生产 流通 交易 消费等全链条的能源大数据的新业务应用与增值服务 第三 建立基于能源大数据的行业规划与监管体系 探索建立基于能源大数据技术 精确需求导向的能源规划新模式 推动多能协同的综合规划模式 2 建设能源互联网的主要任务 9 推动能源互联网的关键技术攻关 第一 支持能源互联网的核心设备研发 研制能量路由器 能量网卡等新型设备 为高比例可再生能源接入 能源互联网设施自下而上的自治组网 分散式网络化协同控制提供硬件支撑 第二 支持信息物理系统关键技术研发 研究信息物理系统能源流和信息流高效融合的调度管理与协同控制等关键技术 研究信息 能量耦合的统一建模与安全分析关键技术 第三 支持系统运营交易关键技术研发 重点研究多能融合下能源系统的建模 分析与优化技术 研究集中式与分布式协同的计算 控制技术 支持能源互联网的市场机制设计 交易体系构建等关键技术研究 2 建设能源互联网的主要任务 10 建设国际领先的能源互联网标准体系 制定能源互联网通用技术标准 建设能源互联网质量认证体系 研究建立能源互联网标准体系 优先制定能源互联网的通用标准 与智慧城市和中国制造2025等相协调的跨行业公用标准和重要技术标准 推动建立能源互联网相关国际标准化技术委员会 努力争取核心标准成为国际标准 建立全面 先进 涵盖全产业的产品检测与质量认证平台 建立国家能源互联网质量认证平台检测数据共享机制 建立国家能源互联网产品检测与质量认证平台及网络 建设能源互联网企业与产品数据库 定期发布测试数据 建立健全检测方法和评价体系 引导产业健康发展 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 政治环境分析 社会环境分析 经济环境分析 三中全会对于全面进行能源革命的决心 制订能源战略行动计划 以能源互联网为契机推进能源革命 互联网 行动计划对能源互联网的推进作用 随着电力体制改革的推进 能源改革的目标等相关思想得到统一 优势 法律制度欠缺 保障资金安全和市场公平等 政策机制滞后 扶持 税收 投融资政策等 地缘政治因素导致的能源价格波动和能源供应安全 劣势 技术环境分析 1 宏观环境分析 一 能源互联网建设的宏观环境分析 政治环境分析 社会环境分析 经济环境分析 公众能源安全 环境保护的诉求强烈 互联网的引入导致能源行业创新及创业气氛良好 对于进一步加强能源与互联网融合的呼声较高 优势 网络信息安全问题 市场公平性问题 劣势 技术环境分析 1 宏观环境分析 政治环境分析 社会环境分析 经济环境分析 第二大经济主体 拥有多年资本积累 经济新常态下 产业转型需求旺盛 民间资本市场活跃 积极参与能源行业 优势 传统能源与新能源之间的成本差异 国家经济下行压力较大 社会资本参与能源行业的途径和方式不足 劣势 技术环境分析 1 宏观环境分析 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 政治环境分析 社会环境分析 经济环境分析 信息技术与通信技术的快速发展 部分新能源技术 发输电技术得到长足发展 开始投入市场化 国际化成熟技术的引入和升级 优势 部分关键技术无法实现自主研发 国产率低 部分关键设备和技术依赖进口 且存在较强的技术壁垒 适应于能源互联网环境的复合型人才不足 缺乏必要的培养机制 劣势 技术环境分析 1 宏观环境分析 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 2 政策机制 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 1 战略规划层面 发挥举国体制优势 分散规划转变为统筹规划 顶层架构 实现多元能源网络的耦合 构建能源互联网规范和标准化体系 总体需求 加强统筹规划 综合考虑不同能源网络 用能模式 信息系统之间的融合 注重顶层设计 加强政策文件之间的呼应和支持 由国家统一部署制定能源互联网的规范和标准体系 机制设计 能源发展战略行动计划 十三五 规划文件 互联网 行动计划 一个转变 一个设计 一个标准 统筹性 协调性和规范性 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 2 经济政策层面 能源互联网相关产业投资 经营效益如何体现和衡量 能源互联网产品交易中 价格信号如何有效传导 如何保证公平公正 总体需求 政府或第三方平台对能源互联网投资 运营效益进行科学评估 产业层面 为财政扶持力度 优化税收政策和投融资政策提供支持 灵活高效的能源价格机制 实现供需信号的传导 新能源价格体系 反映社会成本和效益 机制设计 一是根据能源生产端的结构性矛盾 建立用户端的价格联动机制 二是建立反映资源稀缺性的能源价格机制 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 3 财税政策层面 能源互联网设施具有一定基础和公共属性 对于部分关键技术和设备 如何在财税方面给与支持 能源互联网产业发展具有资本密集和持续性特点 如何借助财税政策保障产业活力 总体需求 争取国家财政支持 能源互联网公共基础设施的规划和建设 核心技术 设备要分阶段 分类别的给与政府补贴 对引进和研发的核心技术要适当减免税收 并加强保护 考虑成立能源互联网产业发展基金 增强市场抗风险能力 保障持续性投资 机制设计 一是对于购置国产技术和设备的企业 允许投资减免 税前抵扣等优惠措施 二是对于购置或使用进口设备的企业 政府可酌情减免关税等 三是对于能源互联网核心技术和关键设备 实行所得税减免优惠政策 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 4 投融资政策层面 规避能源互联网投融资风险 转变政府为 中心 的投融资模式 要促进和激励不同属性资本 不同渠道资金 不同种类投融资项目参与到能源互联网项目 总体需求 建立直接融资与间接融资互为补充的多元化融资渠道 建设多元化投融资机制 切实落实支持能源互联网发展的金融政策 机制设计 一是利用股票和中长期债券等资本化方式拓宽能源互联网产业的直接融资渠道 二是设立专项贷款 使用第三方融资模式等 打通民营资本和社会资本的进入渠道 三是建立国际金融机构对于能源互联网相关项目的融资体系 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 5 监管机制层面 如何保证监管的公平公正 减小寻租空间 保障市场稳定 如何实现针对能源互联网的专业化监管 弱化行政职能对市场监管的直接影响 总体需求 设置专门的能源互联网管理及服务机构 政监分离 能源互联网融合性强 学科交叉多 建议政府 市场 生产者 消费者等多方主体共同参与管理 机制设计 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 一般而言 保障措施是填补现有制度体系或拟设定的政策机制中没有完全包含或者需要细化突出的部分 从而完善整个政策机制体系 上述内容从战略 经济金融 投资补贴等角度制定了政策机制 但是内容偏宏观 部分描述不够系统 不够细化 不够落地 而且如科技创新和组织引导等关键性措施 尚未体现 因此 能源互联网的保障措施必须统筹考虑以上几个方面 建议从以下四个方向深入展开 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 3 保障措施 构建市场机制 推动工程示范 构建并完善能源互联网市场体系 深化能源体制改革 建立统一开放 有序竞争的现代 能源 互联网 市场体系 进一步发挥优化资源配置的作用 规范能源互联网技术标准 规范市场准入制度 鼓励和引导多元化市场主体依法平等有序进行市场活动 推动能源互联网市场主体的多元化发展 推动示范性工程建设 国家支持能源互联网在相关领域先行先试 通过试点示范 形成带动引领效应 结合区域特色 领域特点和各自基础 组织开展能源互联网试点示范区建设 探索新型建设推广模式 推动云计算 物联网等新一代信息技术和智能微电网系统等智能化物理通道的协调规划 加快应用示范点和产业化基地建设 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 制定法律法规 完善监管机制 健全能源互联网相关法律法规 健全能源法律法规 加快推动能源法制定和电力法 煤炭法修订工作 并制定能源互联网新技术 新应用 新业态发展的相关政策 研究和调整能源互联网相关领域的征税环节和税率 完善节能减排税收政策 建立和完善生态补偿机制 探索建立绿色税收体系 通过税收优惠加大对清洁能源及能源互联网关键技术的扶持力度 完善能源消费政策 实行差别化能源价格政策 加强能源需求侧管理 推行合同能源管理 培育节能服务机构和能源服务公司 构建能源互联网终端消费信息平台 完善监管机制 制定落实国务院进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的实施细则 着力突破智慧能源 互联网服务等规范政策 加快相关产业链发展 完善监管机制 加强产业监管 尽快出台能源互联网技术标准 明确准入门槛 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 加大科技投入 着力科技创新 强化资金保障机制 加强政府对能源互联网科技开发的支持力度 通过资本金注入 贷款贴息 服务外包补贴 融资担保等形式 吸引民资 外资等社会资本参与能源互联网建设 鼓励银行业金融机构按照风险可控 商业可持续的原则 加大对节能提效 能源资源综合利用和清洁能源项目的支持 建立健全能源互联网共性技术研发的投资管理机制 加大对战略性 创新型 前瞻性 示范性项目的支持力度 落实重点项目建设和运维资金保障 鼓励科技创新 积极组建国家重点实验室 国家科技研发中心 产业技术创新战略联盟等创新平台 建立以企业为主体 市场为导向 产学研用相结合的创新体系 引进和培育一批领军型 复合型 专业型人才 形成支持能源互联网建设的智力保障 鼓励多元主体对能源互联网关键技术的创新 着力进行信息网络融合 智能电力系统 传感网络及大数据处理等技术创新研发 推进能源互联网相关技术 应用和管理标准的建立和实施 加强对知识产权的保护 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 加强组织引导 提高公众认知 加强组织领导 充分发挥国家能源委员会的领导作用 加强对能源互联网重大战略问题的研究和审议 指导推动能源互联网产业发展和市场规范 能源局要发挥政府引导带动作用 形成推动能源互联网建设合力 成立能源互联网建设专家委员会 建立专家决策咨询机制 提高公众认知 深入开展宣传 积极推广能源互联网最新研究成果 技术 产品和试点项目 扩大示范带动效应 加强能源互联网相关知识普及 加大关键产品的宣传 培训 支持举办各类专业论坛 专业会展等活动 引导相关企业 社会团体 专家学者和群众参与能源互联网建设 形成更广泛 更深入 更活跃的能源互联网建设氛围 3 建设能源互联网的政策机制及保障措施 三 大数据在能源互联网中的应用 能源互联网中的大数据 大数据在能源互联网中的应用 1 能源互联网中的大数据 对大数据的基本认识 大数据应该具有以下四方面基本特征 完备性大数据要求数据具有完备性 大数据的 大 是相对的 对数据体量的要求不是绝对的 但是数据必须在广域和时域上是完备的 必须包含反映事物特征的关键数据 复杂性大数据应该是具有足够规模以及复杂程度的超级数据集 利用现有的数据处理以及分析技术不能满足相应的需求 需要采用大数据技术 关联性大数据并不仅仅包含数据本身 还应包含数据之间或强或弱的关联性 通过关联性分析研究事物发展趋势和事件之间的因果关系 规律性大数据的规律性 是指大数据要能够揭示事物的本质特征和发展规律 1 能源互联网中的大数据 多能源系统数据包括来自电力 供热 供冷 天然气等多能源耦合网络的生产 传输 消费 交易等相关数据社会经济环境数据包括某一区域天气 气候 环境变化等地理信息系统的数据以及反映社会经济发展状况 政策机制的相关数据用户用能行为数据包括用户收入水平 受教育程度 用能情况 居住情况等相关数据 数据量庞大 能源互联网中 电动汽车 分布式能源 分布式储能等分散能量单元的无差别接入 使得系统参与者增多 表征和影响能源生产 交易 消费的数据都将激增数据结构复杂程度高 除传统的结构化数据外 还包含大量的半结构化 非结构化数据 如客户服务中心信息系统的语音数据 设备在线监测系统中的视频数据与图像数据等数据具有一定的分散性和系统隔离性 能源互联网中的数据来自独立 分散的系统 地理上的分散性以及隔离性 数据系统开发和管理上的独立性 给数据的融合带来了困难数据具有高度的实时性 数据中包含着很多实时性数据 对数据分析结果具有较高的实时性要求 内部性数据 外部性数据 1 能源互联网中的大数据 能源互联网是推动我国能源革命的标志性技术 大数据以及大数据技术在能源互联网中的应用就是互联网技术和互联网思维与传统能源电力行业深度整合的重要表现 是能源互联网实现多能源网络协调规划 运行 推动能源互联网商业模式创新的重要技术支撑 是能源互联网发展的命门所在 没有数据以及相应的辅助决策支撑 能源互联 将是空谈 因此 能源大数据平台的建设关系着我国能源互联网建设的成败 1 能源互联网中的大数据 为多能源系统协同规划以及运行提供辅助决策能源互联网要实现横向多源互补 纵向源 网 荷 储协调规划运行 需要依托于全面 可靠 及时的系统数据收集和数据处理 只有构建多能源的数据融合系统 才能够支撑多种能源网络互联互通以及多种能源的智能生产和配送 为能源互联网的安全稳定运行提供相应数据支撑能源互联网具有较高的系统可靠性以及系统自愈性 大数据技术能够为系统的安全稳定运行监测以及远程控制提供相应的数据支撑 推动能源互联网中商业模式的创新能源互联网中通过对于能源消费 交易以及用户用能行为模式的数据收集和分析 能够为用户提供个性化以及定制化的能源服务 依托于能源互联网开放的体系架构 推动能源互联网中商业模式的创新 提高能源互联网的管理水平通过对能源互联网中能源生产 传输 消费数据的收集分析 能够充分挖掘能源互联网各个环节的能量损失 提高整个能源系统的能源利用效率 同时 利用能源互联网的实时运行以及交易数据 可实现设备的远程控制以及动态定容 提高设备资产的利用率 大数据对于能源互联网建设的重要意义 2 大数据在能源互联网的中应用 依托于目前电力企业构建的相关系统和技术平台 电力能源大数据将在我国能源互联网的建设发展过程中发挥重要作用 服务于能源互联网的统筹规划 服务于能源互联网的协同运行 服务于能源互联网的故障监测和事故处理 服务于能源互联网中的能源服务以及能源交易 2 大数据在能源互联网的中应用 服务于能源互联网的统筹规划 能源互联网能够保证各类型能量单元 即插即发 即插即储 即插即用 分散化的能源生产 消费以及交易模式 给能源网络整体规划带来了更多的不确定性 多能源网络的高度耦合 使得能源互联网的建设需要协调不同类型能源网络的规划建设 还需要与城市规划建设 交通运输网络等规划相协调 大数据技术的应用能够最大程度地整合相关数据信息 协调相关企业的业务规划 保证能源互联网的统筹规划 减少不合理规划带来的资源浪费和安全隐患 2 大数据在能源互联网的中应用 服务于能源互联网的统筹规划 充电桩的规划建设电动汽车的发展是能源互联网建设的重要切入点之一 利用大数据技术 在考虑网络架构 布局以及用户实际需求的条件下 合理规划充电桩的建设 是能源互联网建设的关键点 互联能源网络规划辅助决策大数据技术的应用 能够整合GIS 能源气象 资源分布 能源需求等多个维度的数据 提供相应的数据分析结果 将区域中能源规划的内外部数据进行有效整合 为不同层级区域能源网络的规划提供相应的辅助决策支持 分布式电源以及储能设施在系统中的合理配置分布式电源以及储能设施是未来能源互联网中重要的能量单元 大数据技术的应用 能够提高系统可再生能源出力预测精度 从而为系统合理配置储能设施提供更为精确的决策支撑 提高系统整体运行的经济性 不同类型能量单元的协调规划通过大数据技术 对各区域的地理环境 资源禀赋等相关信息进行整合分析 规划合理的能源或者电源结构以及能源单元空间布局 在保证系统运行经济性的同时 尽可能提高可再生能源在能源生产结构中的比例 关键点 2 大数据在能源互联网的中应用 服务于能源互联网的协同运行 能源互联网是各类能源网络的互联互通 其协同运行是能量流与信息流相互融合的过程 是实现系统中不同类型能量单元协调运行的过程 需要利用大数据技术对不同类型数据进行采集 传输 处理 分析 从而服务于系统的运行和控制决策 保证多种能源网络运行进行协调管理 能源需求预测以及供需双侧协调调度在未来高可再生能源占比的能源生产结构中 用户侧的用能