清华电机系主任康重庆：信息能源促进智慧能源发展 给智慧能源系统提供很好的支撑

“四网融合是解决电力行业、能源行业所提出的方案，所以我觉得这个技术是很好的信息技术和能源技术结合的结合点。所以基于这样，能不能探讨信息能源技术，我们广义的来说能源技术的发展，说它的智慧化、能源化，是为我们能源系统服务，这是一个方向。反过来说，我们能源系统在信息系统服务，在信息系统中有更好的供电出现，所以信息能源是智慧能源发展中非常重要的构成部分，也是给智慧能源系统提供很好的支撑。”在9月10日下午，清华大学电机系主任、清华能源互联网创新研究院院长康重庆在智慧能源与绿色发展论坛上发表了重要讲话，并主题分享《信息能源技术与智慧能源》。

清华大学电机系主任、清华能源互联网创新研究院院长

专题链接：现场直播丨智慧能源与绿色发展论坛

以下为会议实录：

康重庆：谢谢李主任！尊敬的各位专家、各位来宾，大家好。我的报告题目有所调整，刚才的题目是早期定的，今天讲的主题是信息能源技术与智慧能源，跟今天主题更切合一些。

分四个部分，首先说一下信息能源技术和智慧能源基本背景。今天希望探讨智慧能源背景下，一个方面是这个环境经济发展压力，这个方面大家谈的非常多，第二个动因是高比例可再生能源的发展，我们怎么样以智慧化方式，在可再生能源比例越来越高的情况下，对这样两个动因，我列两个，一个是关于综合能源系统这个事情，清华大学能源互联网研究院有一批专门做这个事情，已经做了实际的工程，在师范，包括园区，包括小的地方做这些示范，这些地方做了很多的尝试。

另外围绕智慧能源的发展这个高比例的事情怎么发展。我们最近也是在国家科技部十三五计划中有研究项目，可再生能源比例越来越高之后，我们要从方方面面去应对它的不确定性，提出很多新问题。解决这个问题还有一些用信息技术解决的方案，这里头举的一个例子，就是南方电网，其中有一个他们结合能源互联网的示范工程做了一个事情，就是在广州推广四网融合业务，解决“最后一公里”问题。同时实现三表集抄，四网融合是解决电力行业、能源行业所提出的方案，所以我觉得这个技术是很好的信息技术和能源技术结合的结合点。所以基于这样，能不能探讨信息能源技术，我们广义的来说能源技术的发展，说它的智慧化、能源化，是为我们能源系统服务，这是一个方向。反过来说，我们能源系统在信息系统服务，在信息系统中有更好的供电出现，所以信息能源是智慧能源发展中非常重要的构成部分，也是给智慧能源系统提供很好的支撑。

第二是谈一下信息能源技术的基本问题。信息能源发展是跟信息技术发展密切相关。现在大家谈5G的事情，大家很渴望，有很多期许，有什么变化我们都在期盼之中。5G时代跟以往的1G、2G、3G相比有很多的变化，搞互联网的人提出很多方面，总的来说网络性能有很多的提高，这种变化需要大量的支撑，基础单位支撑，包括大型数据中心、海量的微基站等等，否则5G网络很难支撑这么大的流量。

5G时代的供电问题问题非常突出，它整体问题在于什么地方？5G供电容量，随着5G时代网络性能的大幅度提升，它的供电容量也会大幅度，甚至数量级提升，这里涉及到数量问题、密度问题、模式问题，数量是点上，密度是单点和蓄电量方面非常重要，模式是行业应用方面有很多的变化，这种变化对电力行业、能源行业的人需要研究的事情，包括数据中心怎么建设、供电方案怎么实施，在5G时代更加强调可靠性，这个可靠性提高是更大的备电方式来说的，对我们提出很高的要求。

现在分析当前配电网跟5G时代发展需求不相适应，数量、密度、模式方面当前配电网不太适应，所以要在5G时代到来之际要把这个形势进一步改良。第一个就是支持高质量分布式电源的接入，第二个是支持高效的供电模式。第三个就是支持信息能源交叉融合的模式。今天早上朱主任介绍的融合的问题，在我们这个地方也是适用的。所以信息能源技术可能面临三个方面的问题，从源荷的单向供电体系怎么演进到5G分布式弹性供电体系，第二是如何构建5G直流供电体系。

信息能源总体结构，比特管控瓦特，在5G时代我们可以提出很多模式，瓦特是能源系统，至少是电力系统，支持5G单元中我们要有很好的电源支撑，实现比特管控的目标。

第三个是谈一下信息能源领域关键技术。目前我们信息系统供电模式比较单一，上面的图主要是供电形式，看任何一个数据中心，看任何一个信息系统的供电方案基本都跑不出这个圈，供电系统、供电模式有两个根本性变化，第一个是供电系统中的柔性不足，要去改进它的柔性，柔性改进是新型供电系统方案。目前来看电池这种载体出现很多问题，需求量很大，维护工作量很大，它浮充的效果非常严重，一年用不了几次，运维成本很高，资产利用率非常低。围绕这两个方面谈里面的关键技术。一个是电池的方案，在这个电池这个方面我们专门研究了所谓电池系统数字化的问题。我们看以往电池储能方式，确实它有非常好的优点，我们可以用比较廉价的方式构成储能电池组，当你需求量大的时候需求就出来了，对单体要求比较高，要求单体尽量一致性，以特斯拉为例，但是我们很多在使用一段，如果出现个体的问题就造成整个电池组的损坏。

用动态的电池网络管理的技术来实现动态的重构，在具有一定冗余的情况下来达到解决差异性的问题，对整体输出的影响比较小，把它差异性尽可能消除在电池组之中，避免差异所带来的影响。这个概念我们叫能量信息化技术，也就是跟硬盘格式化道理一样，实现数字能量碎片的效果。

我们我做的很多这个方面的研究，做了电池网络管控的芯片，用这个芯片管控所有，在100毫秒内调用所有电池个体来实现电池网络的重构，里面实现高速能量交换背板来实现这个技术。

这个给出的效果非常好，以前我们认为模拟的组建，现在通过这个实现数字电池系统，是能量信息化非常直接的体现。

这是做了一些仿真的效果，还进行了实际验证的研究。我们验证的效果是说，它所有前期设计的指标都可以在这个指标中达到，跟实际的结合起来可以应用。

第一个挑战是供电形态的问题，围绕这两个挑战就设想了信息能源技术平台这个概念，希望在电网输入情况下，继续在这个事情上做研究工作，第一个是5G数字能源装备，第二个是5G直流供电系统，第三个是5G虚拟电厂，5G数字能源的核心设备，也就是动态可持续动态网络，也是最核心的部件，基于它再把电子系统装进去，在这个平台上既可以做研究，也可以做测试，将来有的设备之后可以做检测，这个非常重要。

现在很多电器都在谈直流化，在中国移动现在已经探讨这样的形式，一方面是在大型的数字中心研究直接的直流供电的方案，一个是5G的基站，在5G所涉及的单元里头可以实现直流供电的方案。

第三个是5G虚拟电厂，基于可靠性要求，很多数字中心需要配置更加大量的电源，这个电源的量是惊人的，希望把5G时代海量碎片化能源资产利用起来，我们在电网需要的时候可以通过调用5G所面对所具有的能量资产储能资产对电网发挥作用，起到支撑的效果。虚拟电网的概念是非常重要的概念，这个地方专门应用于信息能源5G时代的基站等等方面的电源，这样可以提高备用电源的资产利用率，同时也为5G时代的效益问题，也就是搞信息口的效益提供支持。我们跟四川广电去支持，如果能把几个亿降下来是非常有价值的事情。

最后一个是信息能源技术的典型应用场景，我举几个例子都是已经在做的事情。一个是广州铁塔，他们有2万多个移动基站，他们可以把移动基站中的备用电池，因为每个里头都有备用电池，作用能量资产给应用起来，对闲散资源的利用是非常有价值。

这是基于互联网共享经济模式的闲散电池资产高效利用，是基于数字储能的管控系统来做，我们做了云储能系统，让闲散共享经济系统能够上云，上虚拟的云、计算的云、普通所说的云，这个地方的云是虚实的结合，通过虚拟云端的调用在电网上起到支撑的效果，是很典型的云储能系统。在云端实现储能。

第二个是南沙做一个低碳微网，电池的无损递次利用，对循环利用等等方面都非常有价值。

第三个是数字能源机柜，这个跟我们前面介绍的是密切相关，上面的照片是中国移动的尚冰董事长参观机柜的照片，把电池管控的技术实现了，把这个电池组作为好的管理模式放到单元中去，比正常的冗余量是非常多的，可以把基站做的更少一些。

最后一个是关于信息系统和电力系统的联合运行，不同的运营商都在建运营中心，还有一些其他的信息提供商也都在做自己的数据中心。数据中心的计算负荷是耗电最大，以前大家说的挖矿对电的消耗是不得了的。对电能的需求跟建设的地点是密切相关，如果是建在电力符合的中心就加大了电力负荷，但问题是数据中心可能会出现在一个边缘地带或者偏远地区，电力系统负荷有高峰低谷，我们希望能够把这两个在时间和空间上都错开。时间上错开是整体的问题，空间上的错开就有道理了，如果我们在源端实现的电力系统，电力系统的源端恰好是我们能源输出地方，所以它本身当地的电力负荷是比较轻的，如果在那个地方建立负荷中心，如果内蒙，从北京调到内蒙去，内蒙用电负荷增加了，北京降低了，是有好处的，这方面使得信息系统和电力系统的联合调度出现非常紧迫的需求，这是我们在做的事情。

我们的愿景是将能量数字化虚拟化为一种新型互联网资产和数字资产，目前我们有个工作，我们承担教育部和中国移动联合的建设项目，叫信息能源建设项目，目标是把它做成信息能源重点实验室。

以上不当之处请大家批评指正，谢谢！

（发言为北极星太阳能光伏网根据速记整理，未经本人审核）