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前言分布式光伏是能源網際網路的重要組成元素，本文將從推動分布式光伏發展、促進能源網際網路建設的角度，在分布式光伏發電智慧型化、分布式光伏能源網路、分布式光伏電能利用模式、分布式光伏通訊網路和新型業務四個領域，**分布式光伏如何與能源網際網路結合，列舉分布式光伏可能的應用形式和需要結合的相關技術。
一、概念
（1）能源網際網路的概念
根據清華大學能源網際網路創新研究院定義，能源網際網路分為三個層次：首先，是物理基礎層面，能源網際網路是以電力為主，氣、熱、水等多種能源互補融合的網路，涵蓋能源生產、儲存、能源傳輸、能源轉換和能源消費多個環節，實現能源利用的最優化和綠色能源利用的最大化。其次，是物理和資訊融合層面，能源網際網路是資訊、物理融合的網路，為實現能源資訊共享、各種能源協同優化，資訊網路是物理網路的大腦，讓物理網路更有智慧型。
最後，是價值挖掘層面，通過創新的商業模式、網際網路的思維來改變整個能源產業鏈。
（2）能源網際網路的內涵
根據***[2015]40號文《關於積極推進「網際網路＋」行動的指導意見》，能源網際網路內涵廣泛，主要涉及：
a）推進能源生產智慧型化。包括能源生產的執行監測、故障診斷、負荷**、資訊共享、協同執行、精準排程、智慧型管理、安全高效等。
b）建設分布式能源網路。包括光伏和風力發電站建設，儲能、微網、主動配電網技術研究，實現能源和資訊的雙向流動等。
c）探索能源消費新模式。包括電力市場交易，電動汽車、港口岸電等電能替代技術應用，電力需求側管理，使用者端智慧型化用能，能源共享經濟等。
d）發展基於電網的通訊設施和新型業務。包括能源網際網路資訊通訊系統、家庭能效管理等。
二、分布式光伏與能源網際網路的結合
分布式光伏是能源網際網路的重要組成元素。本文將從推動分布式光伏發展、促進能源網際網路建設的角度，**分布式光伏如何與能源網際網路結合，主要包括分布式光伏發電智慧型化、分布式光伏能源網路、分布式光伏電能利用模式、分布式光伏通訊網路和新型業務。
（1）分布式光伏發電智慧型化
a）分布式光伏智慧型生產運營
分布式光伏智慧型生產運營內容：提公升光伏發電生產資訊化建設水平，實現光伏發電生產管理精細化、分析智慧型化、決策科學化、資訊數位化、執行自動化和作業標準化。
管理精細化，主要是指對裝置的全壽命週期管理，對人員行為的全方位管理，對財務費用的實時計算。分析智慧型化，主要是指對光伏發電裝置效能和故障、太陽能資源、光伏電站執行等資料的綜合分析。決策科學化，主要是指對電站選址、發電裝置採購、發電備件管理、發電維護模式的科學決策。
資訊數位化，主要是指生產監控、管理及分析的資料和過程全面數位化。執行自動化，主要是指裝置點檢自動化，光伏電站功率準確預報。作業標準化，主要是指光伏發電執行、維護和檢修知識的積累、經驗的沉澱和行為的規範。
b）分布式光伏與虛擬電廠
虛擬發電廠是將一定區域內的傳統發電廠、分布式電源、可控負荷和儲能系統有機結合，通過乙個控制中心的管理，合併為乙個整體參與電網執行和電力市場。
分布式光伏通常安裝在工廠屋頂或商業地產屋頂，在工廠內通常可能具備了冷藏倉庫、空調系統、熱幫浦等可調負荷，通過虛擬電廠控制中心，可以優化虛擬電廠範圍內各組成物件的能源**（即分布式光伏的發電計畫和可調負荷的供電計畫），並**發電和用電負荷資訊，提供發電和用電負荷的費用資訊。
傳統電廠與虛擬電廠的電量交易
虛擬電廠控制軟體功能包括：發電單元監視和優化排程、新能源發電功率**、用電負荷**和管理、資料分析、費用成本計算等。
c）分布式光伏與功率**
通過對光伏電站執行資料、輻照資訊和中長期氣象資料的分析、對比及資料探勘，採用光伏電站局地高解析度數值天氣預報模型，對光伏電站所在區域未來1-3天的氣象要素進行**，同時結合光伏電站歷史執行資料的功率**模型，將數值氣象數值模式的**結果轉換成光伏電站的功率輸出。其中數值天氣預報採用wrf數值氣象模式，利用高解析度的地形、地貌、水陸分布等資料，結合觀測資料進行資料同化，建立光伏電站局地氣象預報模型；功率**模型主要是通過建立單台逆變器歷史資料的統計方法，消除地形和位置所帶來的微環境影響，結合裝置狀態及執行工況，給出光伏電站未來有功功率的時間序列。
（2）分布式光伏能源網路
a）分布式光伏與儲能
儲能技術是解決分布式光伏功率輸出不穩定、電能質量不符合電網要求的重要手段。
光伏電站儲能方式較為成熟的主要是化學儲能，化學儲能主要有鈉硫電池儲能、液流電池儲能、磷酸鐵鋰電池儲能、鉛酸電池儲能及超級電容器等多種形式。
鈉硫電池具有能量密度大、充電效率高的優點，但是由於需要在高溫下工作，具有一定的安全隱患，而且生產工藝複雜，目前專利權主要掌握在日本公司手中，成本相對較高。
液流礬電池具有能量密度較高，放電深度可達100%的優點，但是由於正負極電解液容易交叉汙染，對環境影響較大，目前還需解決一些問題後方可大規模推廣。
超級電容器儲能一般作為快速響應的儲能系統，由於能量密度低及單位成本高，不適合整體作為大型儲能系統配置，可作為大型儲能系統的補充。
鉛酸蓄電池是目前最為成熟的儲能系統方案，具有技術成熟、成本低廉、可構建大規模儲能系統的優點。但是其對執行溫度要求較高，且儲能密度低，放電深度低（常規放電深度應不超過30%，特殊運用也不應超過50%），充放電次數有限的缺點，制約了在大型儲能系統，特別是氣候惡劣、交通不便的西部微網系統中的應用。鉛酸蓄電池在製作過程中產生的酸霧也對環境造成汙染，不利於環保方面的要求。
磷酸鐵鋰電池是近幾年發展較為迅速的一類電池，由於其具有能量密度較高、迴圈壽命較長、放電深度較大、放電電流大的特點，被大家所看好。磷酸鐵鋰電池正常執行時放電深度可達80%以上，其成組後的充放電次數也能達到1500次以上，非常適合作為需要頻繁充放電的系統。但是磷酸鐵鋰電池對充放電系統控制的要求較高，這也在一定程度上制約了其發展。
b）分布式光伏與微網
微網是能源網際網路的重要組成部分，能促進分布式能源的大規模接入，實現內部電源和負荷的一體化執行，並通過和主電網的協調控制，可平滑接入主網或獨立自治執行，充分滿足使用者對電能質量、供電可靠性和安全性的要求。
根據美國電氣可靠性技術解決方案聯合會（certs）給出的定義，微網是一種由負荷和分布式電源共同組成的系統，它可同時提供電能和熱能；微網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，並提供必需的控制。微網相對於外部電網表現為單一的受控單元，可同時滿足使用者對電能質量和供電安全等的要求。
微網結構示意圖
微網包括發電、傳輸、儲存、分配和用電全過程，具有內部分布式電源種類和並網形式多樣等特點，存在獨立執行和聯網執行兩種模式。
微網相關技術體系主要涉及：微網計算與**、微網可靠性分析、微網設計與規劃、微網儲能、微網保護及接地、微網通訊、微網執行與控制、微網能量管理、微網電能質量。
c）分布式光伏與主動配電網
主動配電網是可以綜合控制分布式能源（分布式發電、柔性負載和儲能）的配電網，可以使用靈活的網路構架實現潮流的有效管理，分布式能源在其合理的監管環境和接入準則基礎上承擔對系統一定的支撐作用。
分布式光伏通過自動有功無功調節技術的應用和配套儲能裝置，減少功率波動，並提供一定的無功支撐能力。
分布式光伏應滿足gb/t 19964-2012光伏電站接入電力系統技術規定的要求，具備有功功率連續平滑調節的能力，應能夠接收並自動執行電網排程機構下達的有功功率及有功功率變化的控制指令，同時，分布式光伏併網逆變器應滿足額定有功出力下功率因素在超前0.95-滯後0.95的範圍內動態可調。
分布式光伏通過配備的小型儲能裝置，可以對其輸出功率進行平滑，可以減少對電網的衝擊。
（3）分布式光伏電能利用模式
a）分布式光伏與電動汽車
相對傳統基於電網的電動汽車充電方式來說，太陽能充電成本目前依然相對較高。但對於建設了分布式電站的屋頂來說，如果就地消納比例不高，增加電動汽車充電樁，是有效消納光伏電站所發電量的途徑。
b）分布式光伏與電力需求側管理
電力需求側管理是指通過採取有效的激勵措施，引導電力使用者改變用電方式，提高終端用電效率，優化資源配置，改善和保護環境，實現最小成本電力服務所進行的用電管理活動，是促進電力工業與國民經濟、社會協調發展的一項系統工程。
對於餘量上網的居民使用者分布式光伏發電站，如果存在可調負荷，可通過積極參與需求側響應，增加相應時段的上網電量，獲取相應的激勵費用，提高專案的經濟性。
c）分布式光伏與使用者端智慧型化用能
智慧型用電是將供電端到客戶端的重要裝置，通過靈活的電力網路、高效裝置和資訊網路相連，形成高效完整的用電和資訊服務體系，並對其中資訊加以整合分析，指導使用者或直接進行用電方式優化，提高供電質量，優化資源。
能源網際網路通過在分布式發電裝置、儲能裝置、用電裝置等環節部署各類感測器和資料採集控制單元，實現發電、用電、環境及安全資料的實時採集，實現用電智慧型化，提公升能源效率，保障能源安全。
示例：ayla
ayla是乙個成立於2023年的物聯網雲平台服務提供商，它與晶元製造商合作，面向家電製造商提供物聯網服務，使其生產的家電具有智慧型控制的功能。一方面繫結晶元製造商，一方面直接面向家電製造商。
睡覺前開啟手機應用，於是燈自動關閉，空調定時運轉，**的音量漸漸降低伴你入眠……這是對智慧型家居最基本的想象。ayla想要「簡單地連線一切」。家電到了消費者手裡，**應用或登入**，即可按照說明書啟用自己的ayla賬戶，接入ayla雲平台。
各個終端的ayla系統一旦被啟用，ayla的雲平台就開始收集來自終端的資料，處理之後再迅速傳遞給家電使用者，使用者通過應用客戶端或網頁介面發出指令，就可以簡便地遠端監測或管理自己的家電了。
ayla最大的優勢在於它提供的是乙個雲平台，十幾個人的團隊依然可以處理龐大的資料，無需實驗室或生產線上大量的科研人員和製造人員。ayla引以為傲的就是雲平台的靈活性，可以支援多種作業系統和傳輸標準如wi-fi、藍芽、zigbee、linux、android以及ios。
同時，它可以依據不同廠商的要求，設定賣給對方的ayla系統，以決定從家電中收集什麼資料、給使用者終端傳送什麼資料。比如，乙個寵物碗生產商所需要資訊就是碗裡的水或食物是否空了，如果收到的資訊是「空了」，使用者在app端就可以通過動動手指來給寵物加水或食物；而恆溫器製造商，需要的就是溫度資料。
示例：autogrid
autogrid的核心為其能源資料雲平台——energy data platform（edp），它收集並處理其客戶接入智慧型電網的智慧型儀表等裝置的資料，面向其客戶或合作者提供droms——需求響應優化及管理系統（demand response optimization and management system）。
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