5、物联网与可再生能源资源的融合：现状、挑战与机遇

物联网与可再生能源资源的融合：现状、挑战与机遇

1. 引言

在当今世界，全球能源生产主要依赖化石燃料，截至2020年统计，化石燃料占世界关键能源消耗的84%。为了支持全球能源需求，政府和私营部门都开始关注化石燃料枯竭以及温室气体排放对气候变化的影响等问题。为了减少温室气体排放并实现可持续的能源转型，将可再生能源整合到电网中变得十分必要。

1.1 物联网及其必要性

现代设备除了执行自身功能外，还能实现有效的相互通信，这有助于系统的高效运行。在第四次工业革命中，机器人系统、无线通信、物联网（IoT）、云计算等技术占据主导地位。设备之间相互交互的原因在于，通过有效通信可以关闭系统中的冗余功能，以节约能源并优化系统运行。同时，通过通信实时收集的设备数据和环境数据等操作信息，可用于数据分析，以预测或衡量设备性能，避免系统意外故障，还能根据未来需求对系统进行改进和调整。

过去十多年，机器之间主要通过机器对机器（M2M）通信进行交互，这是一种一对一的通信方式。而当传感器和执行器与设备结合用于数据收发和设备监控时，传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）被用于通信设备之间的大量信息传输。1999年，凯文·阿什顿提出了“物联网”（IoT）这一术语，其最初基于射频识别（RFID）设备通信，与如今基于IP的连接方式有很大不同。2011年后，随着IPv4和IPv6网络层的发展，物联网迎来了蓬勃发展，目前已有64亿个互联设备和传感器，且每天还有550万个设备接入物联网。

1.2 可再生能源资源面临的挑战

全球配电系统中波动的电力需求，可通过将可变可再生能源资源（VRES）整合到配电系统中，并借助脱碳效应来管理。太阳能电网系统和风力电网系统等VRES在电力