近十年，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用逐漸成熟。2016年，由國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部聯(lián)合制定的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》發(fā)布，由此能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展走上快車道，成為我國踐行能源革命和“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的有力抓手。

能源互聯(lián)網(wǎng)的基本認(rèn)識

(資料圖片)

能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構(gòu)建的新型信息—能源融合“廣域網(wǎng)”，它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以微網(wǎng)、分布式能源、智能社區(qū)等為“局域網(wǎng)”，以開放對等的信息—能源一體化架構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用，可以最大限度地適應(yīng)新能源的接入。能源互聯(lián)網(wǎng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念的開放、對等、互聯(lián)、分享，希望實(shí)現(xiàn)能量的交換像互聯(lián)網(wǎng)信息交換一樣方便快捷，最終為用戶提供更多價值服務(wù)。

我國新能源資源多位于西部和北部地區(qū)，通過集中式的大電網(wǎng)將新能源電力輸送到人口、工商業(yè)密集的東南部用戶中心；另外，分布式的特點(diǎn)是從配用側(cè)邊緣做起，例如園區(qū)級的、區(qū)域性的能源微網(wǎng)、分布式能源、智慧社區(qū)等都可以作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，接入分布式新能源的同時實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”的局域互動，自下而上構(gòu)建能源基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)“局域消納在先，廣域互聯(lián)在后”，與傳統(tǒng)集中式大電網(wǎng)相結(jié)合以后，既有分布式新能源靈活接入的優(yōu)勢，又有堅(jiān)強(qiáng)可靠的保障，以統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)同時兼顧穩(wěn)定性和靈活性，這就是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本理念。

傳統(tǒng)電源如火電、水電等很難分布式部署，而新能源尤其是光伏發(fā)電使得分布式電源成為可能，近年來新型儲能技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了局域“源網(wǎng)荷儲”的互動。能源供給模式呈現(xiàn)出從集中到分散的演變趨勢，資源和生產(chǎn)單位的地理分布從特定區(qū)域擴(kuò)展到無處不在，供給主體從少數(shù)能源巨頭轉(zhuǎn)變?yōu)榧彝ズ蛡€人，大規(guī)模集約生產(chǎn)模式演化為無數(shù)微小單位的集成。

能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

從具體功能上看，能源互聯(lián)網(wǎng)主要有五個層面：能量層、信息層、業(yè)務(wù)層、價值層和用戶層。能量層包括不同形式的能源和負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)能量多向互動和多能互補(bǔ)；信息層利用新一代信息技術(shù)和傳感通信技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理；業(yè)務(wù)層的核心是能量管理和控制以及大數(shù)據(jù)分析高級應(yīng)用；價值層實(shí)現(xiàn)價值分享，還原能源和電力的商品屬性，從價值驅(qū)動角度給用戶提供更多的增值服務(wù)，并反過來通過交易、價值流動促進(jìn)能量和信息的流動；用戶層是為能源互聯(lián)網(wǎng)參與方、平臺用戶和多元主體提供個性化和交互體驗(yàn)服務(wù)的功能層。五個層面都有不同的關(guān)鍵技術(shù)。

能量路由器。能量路由器借鑒信息基礎(chǔ)設(shè)施中的網(wǎng)絡(luò)路由器原理，對能量進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，是能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行與控制的具體實(shí)施裝置。能量路由器具有硬件通用化、軟件定制化和即插即用等技術(shù)特征，既是能量管理控制又是能量計(jì)量的終端，同時可以跟數(shù)據(jù)中心等信息基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)結(jié)合，是信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化的核心裝備。

能量控制器。相對于能量路由器是電力電子一次設(shè)備，能量控制器是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、分析、處理、控制的二次設(shè)備，尤其在邊緣側(cè)可以采用云邊協(xié)同的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的“源網(wǎng)荷儲”精準(zhǔn)調(diào)控?；?G和AI技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的能量控制器，一方面基于5G支持大規(guī)模高并發(fā)低時延的電網(wǎng)和負(fù)荷數(shù)據(jù)量測和感知，同時基于AI開展在線實(shí)時數(shù)據(jù)分析與決策，實(shí)現(xiàn)高速精準(zhǔn)調(diào)控，支持實(shí)時電網(wǎng)和負(fù)載調(diào)節(jié)相關(guān)業(yè)務(wù)，適應(yīng)園區(qū)、微網(wǎng)等不同場景下差異化目標(biāo)。

能源大數(shù)據(jù)。基于能源互聯(lián)網(wǎng)的能源大數(shù)據(jù)分析，通過對電網(wǎng)和負(fù)荷電流、電壓、有功、無功瞬時值和變化量的直接量測和AI算法處理，得到在線實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，同時數(shù)據(jù)資產(chǎn)成為核心競爭力，數(shù)據(jù)驅(qū)動運(yùn)營管理。通過數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)等方法可以構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)高級應(yīng)用。

能源區(qū)塊鏈。在分布式碎片化的能源系統(tǒng)結(jié)算與交易方面，區(qū)塊鏈技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)本身特點(diǎn)相吻合，支持多能源多主體的系統(tǒng)，而且促進(jìn)信息與物理系統(tǒng)的融合，實(shí)現(xiàn)能源交易多元化，底層有共識機(jī)制，然后通過上層的智能合約實(shí)現(xiàn)不同主體之間的交易規(guī)則，用計(jì)算機(jī)腳本的形式固化在程序里，可以大大提升交易和結(jié)算的效率。在新能源分布式發(fā)展的大趨勢下，能源區(qū)塊鏈可以支持園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的分布式交易，進(jìn)而促進(jìn)區(qū)域新能源的消納，儲能的應(yīng)用和需求側(cè)管理和響應(yīng)。

能量管理平臺。能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理平臺是構(gòu)建于基礎(chǔ)設(shè)施之上的信息管理系統(tǒng)，具有多元主體接入、全景數(shù)據(jù)展現(xiàn)、能量信息透明、智能分析應(yīng)用、價值閉環(huán)驅(qū)動等特征。在互聯(lián)網(wǎng)思維指導(dǎo)下，能量管理平臺不僅僅是用能終端用戶的入口，還是供能方、網(wǎng)方、中間方（運(yùn)營方、服務(wù)方）等多方主體的入口。因此能量管理平臺最終構(gòu)建的是能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，以此為載體實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的用戶服務(wù)和價值創(chuàng)造。

能源互聯(lián)網(wǎng)的價值實(shí)現(xiàn)

能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還應(yīng)注重價值實(shí)現(xiàn)，示范工程應(yīng)遵循需求牽引、價值驅(qū)動、用戶中心，價值實(shí)現(xiàn)可借鑒互聯(lián)網(wǎng)平臺效應(yīng)、勇于跨界融合拓展商業(yè)模式，同時增加“雙碳”相關(guān)增值服務(wù)等。

平臺效應(yīng)。未來能源系統(tǒng)對碎片化和價值分享要求越來越高，要面向用戶為中心開發(fā)定制化產(chǎn)品，包括研發(fā)售后等都要發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整，傳統(tǒng)以價值鏈傳遞為導(dǎo)向的方式不再適用。互聯(lián)網(wǎng)時代強(qiáng)調(diào)圍繞用戶的需求去構(gòu)建價值環(huán)，然后進(jìn)行價值實(shí)現(xiàn)與分享。平臺效應(yīng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營的方式體現(xiàn)，本質(zhì)上是通過平臺可以尋找低效點(diǎn)、提質(zhì)增效，打破中間無效的環(huán)節(jié)、打破既有利益分配格局，提升用戶體驗(yàn)，最終達(dá)成用戶中心、價值驅(qū)動，而行業(yè)本身自我創(chuàng)新、主動跨界的效果。

跨界融合。新基建強(qiáng)調(diào)信息、能源、交通基礎(chǔ)設(shè)施具有廣泛密切的聯(lián)系，而不是相互割裂，因此需要相互影響，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。例如，電網(wǎng)是傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的典型代表，切入新基建應(yīng)該走融合基礎(chǔ)設(shè)施的道路，與信息基礎(chǔ)設(shè)施的融合是主要方向，能源互聯(lián)網(wǎng)是主要載體。但關(guān)鍵是觀念和視角的轉(zhuǎn)變，更多從基礎(chǔ)設(shè)施的角度去深刻理解電網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)和場景。因此電網(wǎng)企業(yè)的價值應(yīng)該從更好地服務(wù)用戶角度去體現(xiàn)，綜合能源服務(wù)、新能源消納、儲能發(fā)展、電動汽車充電等都是具體的形式，甚至可以跨出能源電力領(lǐng)域，與信息和交通基礎(chǔ)設(shè)施融合發(fā)展，激發(fā)平臺效應(yīng)。

增值服務(wù)。結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，目前碳的數(shù)據(jù)管理多數(shù)還是基于宏觀分析，基于能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，未來可以做到更加精細(xì)化的管理，而不僅僅是宏觀層面的估計(jì)，甚至可以在一個園區(qū)、工業(yè)區(qū)、居民小區(qū)，乃至一個區(qū)域和城市，做到碳資產(chǎn)、碳交易的管理和碳減排的監(jiān)測等。以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的碳增值服務(wù)是區(qū)域能源運(yùn)營商的業(yè)務(wù)發(fā)展方向之一。

（作者系清華大學(xué)信息技術(shù)研究院研究員 曹軍威）

責(zé)任編輯：周小博

關(guān)鍵詞： 路徑分析