高校能源互联网科研服务体系研究

陈月从,刘宗歧,李 宁

(1.华北电力大学图书馆,北京 102206;2.华北电力大学 对外联络与合作部,北京 102206)

高校能源互联网科研服务体系研究

陈月从1,刘宗歧1,李 宁2

(1.华北电力大学图书馆,北京 102206;2.华北电力大学 对外联络与合作部,北京 102206)

能源互联网的提出和发展对能源类高校提供了创新的思路和发展方向,同时也对科研的软硬件提出了新的要求,本文从高校发表的能源互联网相关文献出发,从图书情报角度进行分析,指出能源互联网背景下学科交叉互补的特点及存在的问题,提出了“横向协同、纵向互补”的能源互联网科研服务体系设想,希望能够促进能源类高校在能源互联网领域发展,提升科研创新力和学科互补融合。

能源互联网;学科交叉;学科服务;图书情报服务

随着信息技术的高度发展,“互联网+”正在影响着各行各业,能源行业也不例外,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征的一种新的能源利用体系应运而生,被称之为“能源互联网”。能源互联网是以电力为核心,以大数据、云技术、物联网和移动应用等前沿信息技术为基础,以分布式可再生能源为主要一次能源,与天然气网络、供热(冷)网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的复杂多网流系统。能源互联网的发展给能源类高校带来了机遇,也带来了挑战,以往电气、热能、水利、信息等各专业独立承担的科研工作在能源互联网中增加了耦合度,产生了很多交叉领域,局部出现重复研究和跨领域研究。本文从图书情报角度对能源类高校在能源互联网领域的科研现状进行分析,指出学科交叉互补的特点及存在的问题,并提出加强图书情报服务和学科服务的方法,希望能够促进能源类高校在能源互联网领域的发展,提升科研创新力和学科互补融合[1-5]。

一、能源互联网关键技术和专业分布

能源互联网关键技术是指可再生能源的生产、转换、输送、利用、服务环节中的核心技术,包括新能源发电技术、大容量远距离输电技术、先进电力电子技术、先进储能技术、先进信息技术、需求响应技术、微能源网技术、低碳环保技术等。其中先进电力电子技术、先进信息技术是关键技术中的共性技术。这些关键技术在能源类高校大都有对应的科研团队,分布甚广并存在跨院系、跨科研团队,甚至跨校区的情况。

表1以清华大学、华北电力大学、天津大学、北京交通大学几所学校为例分析,统计了各关键技术对应的专业及院系分布情况。表中可见各高校都存在同一关键技术对应多学院的情况,而学院内部跨科研团队更是常见,在资源共享、协作创新方面存在管理等各方面阻力。作为能源类综合院校领头羊,清华大学率先成立了清华能源互联网研究院,研究院充分考虑能源互联网跨专业的特点,将电机、信息、新能源、热能、环境等专业纳入研究院实现协同互补,除部分游离在能源互联网研究院之外的分支外,在一定范围内提升了清华大学在能源互联网研究方面的创新能力。华北电力大学、天津大学也相继建立了能源互联网研究中心以及能源互联网学科交叉平台[6-8]。

表1 几所能源类高校能源互联网关键技术分布

二、能源类高校能源互联网交叉研究的特点及存在的问题

针对各能源类高校的能源互联网研究情况,本文基于中国知网CNKI的中国学术期刊数据库和国内外重要会议论文全文数据库,将主题中含有能源互联网且作者所在机构是高校或者含有高校的307篇学术论文进行了分析。

(一)按学科进行分类统计

目前投入研究的主要有电力(含电力电子)、新能源发电、经济管理、信息与计算机、环境工程这几个方向,其中电力、经济管理、信息与计算机是能源互联网研究中最为活跃的三个学科,反映了能源互联网的以下特征:

1.电力是综合能源冷、热、电的核心,也是其中最复杂的能源;

2.能源互联网市场化、用户需求响应的要求推动经济与管理层面的研究;

3.能源互联网的“互联网+”属性对能源层面的物联网、大数据等信息化研究也有较大推动。

图1 各学科能源互联网学术论文统计

(二)学科交叉研究统计

如表2所示,由于能源互联网的综合性,各学科根据专业需要,已逐步开展学科外的一些研究,电力、信息与计算机、经济管理三个学科都出现了明显的跨学科现象,其中以信息与计算机学科更为明显。相关跨学科技术呈现如下几种情况:

1.确实存在跨学科研究的需要,不再是单一学科能够独立解决问题的,如电力市场营销(能源市场营销)、热电协调等;

2.纵向存在交叉需求,有可能存在重复研究,如大数据、能源管理系统等;

3.对其他学科的研究内容感兴趣,相当于转行研究的,如经济管理学科做能源协调控制、电力网络建模等。

表2 能源互联网学术论文跨学科统计

(三)能源互联网对学科的影响的特点

1.能源互联网推动了电力、信息与计算机、经济管理这几个学科的科研发展,但是以火电、水电经验为主的发电、热能专业在新能源领域的研究并不活跃,能源互联网所倡导的绿色能源也没有在环境工程相关学科产生较强的影响。

2.电力、信息与计算机、经济管理几个学科间出现了不少跨学科研究工作,总体上看是积极的,有利于部分跨学科技术的互补和融合发展。

(四)文献检索和科研实验环境存在的局限

本文在数据分析过程中也发现,除清华大学能源互联网研究院和部分比较活跃的教授的科研论文存在跨学科联合发表外,大部分还是各学科独立研究和发表论文,造成重复投入,以及非擅长领域科研工作不够深入等问题。同时,在文献检索和学校的科研实验环境方面也需要改进。

1.文献检索词容易受技术方向的限制,重点检索同学科人员的参考文献,注重同行业的做法,难以吸纳跨学科的优秀经验。

2.实验环境重点以本学院、本学科为主,以外购系统或者自身的积累为主,校内的优秀资源并未得到有效共享。

三、“横向协同、纵向互补”的能源互联网科研服务体系

能源互联网的研究方兴未艾,从科研论文可以看出学科间的各种协同互补的需求,从横向看,电能、热能等能源供给方面的融合和生产环节的协调控制,尤其是出现冷、热、电三联供的燃机等新型供能设备,要求电力、热能等学科开展横向的协作;从纵向看,信息技术的大数据、云平台、物联网、移动应用等新技术是能源互联网中能源协调管控的基础,而基于这些技术之上的能源协调管控的高级分析应用是电力、热能等学科的强项。因此,能源类高校应当为实现“横向协同、纵向互补”的能源互联网科研服务体系做出必要的投入,以促进能源互联网创新研究能力的提升。

(一)建设图书馆网站的能源互联网专栏和能源互联网信息推送服务

图书馆是联系学校不同学科的一条纽带,在各学科间具备交叉互补的情况下,可以有效地创新服务职能,使得科研人员能够及时得到全面的跨学科资讯。

1.调研并搜集能源互联网各关键技术的关键字,将多能互补、微电网、主动配电网、冷热电三联供、用户需求侧服务、数据挖掘等关键字组合成各方向对应的检索式进行自动检索与数据库检索结果的跟踪订阅,得到的最新检索结果发布在网站;

2.关注能源互联网最新的会议、新闻及各产业联盟的重大活动,发布在网站;

3.从发布的信息中,筛选最新的重要资讯或文献通过公众号推送。

该专栏和公众号建设完成后,可有效地实现能源互联网信息的共享,不同学科的人通过专栏和推送信息可方便地关注到其他学科的最新资讯和科研成果,有助于扩大视野,推进学科间交叉协作。

(二)建设融合学校优势资源的能源互联网实验室

能源互联网专栏和公众号的建设促进了资讯互通、扩大了视野,也增加了学科间交叉协作的可能性。但是,从本文前面所分析的高校能源互联网研究现状中,目前,各高校的能源互联网研究都处于探索、尝试阶段,已经建立了能源互联网研究试点的高校如天津大学、华北电力大学等,是将相关院系人员组合起来建立能源互联网相关机构,由牵头教授在能源互联网领域积极探索并发表了一些相关论文。为了更好地发展能源互联网,应该汇集各学科的优势资源,由学校牵头建设各学科共用的能源互联网实验室,构建能源互联网的软硬件框架,从而在交叉协作的需求方面做出实质性的推动,为科研人员提供良好的科研环境,有效降低重复投入,实现增量研究。

本文结合能源互联网相关专业技术构建了能源互联网实验室框架结构,如图2所示,实验室由学校牵头建设,电力、热力、电子、信息等学科分别将科研积累的软硬件资源部署在实验室,相关资源简述如下:

图2 能源互联网实验室框架

1.电力仿真平台,可实现包括风电、光伏、水电、火电、核电等已有化石和非化石清洁能源下的电力发电、输电和用电等过程的传统过程仿真;

2.热力仿真平台,可实现发电厂热力过程、供热系统热力过程等热力相关分仿真;

3.储能管理平台,可基于电力电子技术和材料技术,实现对储电、储热等功能的控制管理;

4.大数据平台,可实现工业运行数据、实验室实验数据的信息管理,并支撑基于数据平台的挖掘通用技术,为各专业的科研提供纵向支撑。

基于以上几个部分,以及学校可能组织的更多优势资源,各学科可基于校内已有资源,增量地开展类似图2斜线部分所述的基于热力、电力仿真技术的多能互补技术、基于电力、储能或者热力、储能的协调控制技术、基于大数据平台的电力或热力能效分析、需求侧分析等研究等工作,在“横向协同、纵向互补”的科研服务体系下,承担科研工作的专家、老师和学生都将减少在非擅长领域的额外投入,强强联合,做出有利于科技创新、改善环境和提高生产力的科研成果。

[1]刘春年,陈通.基于共词聚类的能源互联网研究热点及发展脉络分析[J].现代情报,2015(11):127-133+137.

[2]马钊,周孝信,尚宇炜,盛万兴.能源互联网概念、关键技术及发展模式探索[J].电网技术,2015(11):3014-3022.

[3]田世明,栾文鹏,张东霞,梁才浩,孙耀杰.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报,2015(14):3482-3494.

[4]马钊,尚宇炜,张伟,李子韵,许洪华.全球能源互联网背景下IPv6技术在智能配电网中的应用研究[J].电力信息与通信技术,2016(3):42-48.

[5]董朝阳,赵俊华,文福拴,薛禹胜.从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J].电力系统自动化,2014(15):1-11.

[6]清华大学能源互联网研究院[EB/OL].http://www.eiri.tsinghua.edu.cn/publish/eiri/index.html.

[7]华北电力大学成立能源互联网研究中心[EB/OL].[2015-11-02].中国能源报,http://www.cnenergy.org/hzwz/201511/t20151102_199092.html.

[8]天津大学学科建设.第二期“知学讲坛”讨论智能电网与能源互联网[EB/OL].[2016-06-03].http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyODMy NzI0Mg%3D%3D&idx=1&mid=2247483745&sn=cfcb8112152fc8d1bea0584e4994e84d.

(责任编辑:杜红琴)

The Energy Internet Scientific Research Service System development of Colleges and Universities

CHEN Yue-cong1,LIU Zong-qi1,LI Ning2
(1.Library of North China Electric Power University,Beijing 102206,China;2.Foreign Liaison and Cooperation Department,North China Electric Power University,Beijing 102206,China)

The appearance of Energy Internet provides new ideas and development directions to the colleges and universities of energy field.At the same time,it also puts forward new requirements for the hardware and software environment of scientific research.On the basis of papers about"Energy Internet"of colleges and universities,the interdisciplinary development was the new characteristics under the Energy Internet.Then the"Horizontal Collaboration and Vertical Complementarity"scientific research service system was proposed to promote the development of colleges and universities in the field of energy internet.

energy internet;interdisciplinary;subject service;library&information service

G252;G258

A

1008-2603(2017)04-0137-04

2017-04-18

陈月从,女,华北电力大学图书馆工程师。