【能源革命】没了CPS，能源互联网才玩不转呢

在能源领域中，如果我们能够站在全球角度来看，人类的能源系统正处于巨变中。我们的电力供应模式正从可以随时发电的常规大型集中式电源（核电，火电，大型水电）向不稳定，非集中，低能量密度的可再生能源系统转变。由成熟应用向不成熟应用的变化难以避免会带来阵痛，风能和太阳能不像火电核电一样招之即来，挥之即去，可再生能源是一种气候能源，瞬息即变的天气随时都在影响风能和太阳能的输出。此外，电力消费因时间不同，季节和习惯不同而变化复杂，为了满足这些时刻处于变化中的电力需求，电力供应量总是不得不超过电力需求量。除此以外，在你看不见的地方，还有很多发电机组正处于随时待命状态，以满足突然出现的额外电力需求，这造成了巨大资源和效率浪费。由于以上原因，电力系统的调节空间正在从发电和用电两端被前所未有的压缩，这也对电力系统的调度和控制技术提出了更高的要求。在新的背景下，传统技术和结构已经显得力不从心，只有基于CPS的能源互联网才能满足新型电力系统的要求。


目前被动的、弱信息化的、单向传输的、静态的、封闭式的电网，将进化为市场导向的、服务化的、分布式和集中式相结合的、动态的，开放式系统。未来基于CPS的能源互联网可以持续不断监控每一户家庭，每一辆电动车，每一个工厂，甚至每一台用电器的电力消费数据和使用习惯，通过大数据分析来预测即期，短期，中期以及长期的电力消费。而在发电端和输电端，基于CPS的能源互联网，则可以通过微网技术，储能技术和远程输电技术，大幅提升可再生能源的使用比例和使用效率，大幅降低因为不必要的冗余而造成的巨额浪费。

其实ICT技术在能源系统里面早已被广泛应用，举例来说，现在火电站已经能够做到远程控制，输电网的运行情况在调度中心中能够一目了然，配电网自动化也正在逐渐普及，带有通信功能的智能变电站也正在日益推广；光伏电站和风电站也能做到远程智能控制，全球过亿家庭已经安装了智能电表，带有通信功能的智能电器和智能汽车也越来越多；不仅电力，就连油气开采和油气管输也在日益自动化和智能化，通信和控制已经成为能源电力系统的标准功能配置，但是目前这些系统还是一个个信息孤岛，在孤岛内，基于不同系统的CPS已经出现，但目前还缺乏一个能将消费者，生产者，经销者，管理者和调度者，以及各种设备和服务都连接起来的网络，这个网络就是基于CPS的能源互联网。