/本刊記者 徐暉/

能源互聯(lián)網(wǎng)的思考與探索

/本刊記者 徐暉/

全球能源生產(chǎn)與消費形態(tài)正在發(fā)生巨變，能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來巨大的價值。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動我國能源革命、提高能源利用效率的必然選擇，是第三次工業(yè)革命的創(chuàng)新核心，涉及能源、電工、材料、信息、熱動、數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科交叉，是當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界前沿課題與產(chǎn)業(yè)界科技創(chuàng)新的新焦點。

技術(shù)革新、工業(yè)革命的成果體現(xiàn)在社會新基礎(chǔ)設(shè)施的形成。在21 世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)時代，新基礎(chǔ)設(shè)施的特征必然離不開信息化、網(wǎng)絡(luò)化兩個信息時代的基本要素。隨著消耗的增加，能源領(lǐng)域現(xiàn)有架構(gòu)局限和矛盾的突顯，分布式能源和可再生能源的興起，需求和理念更新等主客觀推動因素的涌現(xiàn)，變革勢在必行，而基于信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化的能源互聯(lián)網(wǎng)提供了一種可行的解決方案。

目前我國面臨能源環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的雙重壓力。我國以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重破壞著生態(tài)環(huán)境，在過去十年，中國環(huán)境污染的成本接近每年國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的10%。而中國人均能源資源擁有量不到世界平均水平的一半，其中70%的能源是基于不可再生的煤炭資源。與此同時，全球能源生產(chǎn)與消費形態(tài)正在發(fā)生巨變，能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來巨大的價值。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動我國能源革命、提高能源利用效率的必然選擇，是第三次工業(yè)革命的創(chuàng)新核心，涉及能源、電工、材料、信息、熱動、數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科交叉，是當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界前沿課題與產(chǎn)業(yè)界科技創(chuàng)新的新焦點。

清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院副院長高峰博士指出，能源互聯(lián)網(wǎng)可分為三個層級，物理基礎(chǔ)是多能互聯(lián)能源網(wǎng)絡(luò)、實現(xiàn)手段為信息物理能源系統(tǒng)、價值挖掘為創(chuàng)新模式能源運營。具體而言，多能互聯(lián)能源網(wǎng)絡(luò)是指能源互聯(lián)以電力網(wǎng)絡(luò)為主體，并融合氣、熱等網(wǎng)絡(luò)，覆蓋整個能源鏈，包括能源生產(chǎn)、能源存儲、能源傳輸、能源轉(zhuǎn)換和能源消費。能源互聯(lián)依賴于高度可靠、安全的主體網(wǎng)架（電網(wǎng)、管網(wǎng)、路網(wǎng)），并具備柔性、可擴展的能力，支持分布式能源（生產(chǎn)端、存儲端、消費端）的即插即用。信息物理能源系統(tǒng)是依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為涵蓋能源生產(chǎn)、存儲、傳輸、轉(zhuǎn)換和消費整個能源鏈條的效率、經(jīng)濟、安全提供有效支撐。

依據(jù)業(yè)界普遍的認(rèn)定，能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是通過互聯(lián)網(wǎng)手段和思維對能源進行提效，即新能源高滲透接入：集中式與分布式并存，分布式能源即插即發(fā)，就近消納，余電上網(wǎng)，可再生能源利用效率高；能量信息深度融合：用先進的傳感器、控制和軟件應(yīng)用程序，將能源生產(chǎn)端、能源傳輸端、能源消費端的數(shù)以億計的設(shè)備、機器、系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)總體效益優(yōu)化；多方主體廣泛參與：能源生產(chǎn)、存儲、傳輸、轉(zhuǎn)換、消費整個能源鏈的所有參與方均能充分參與，體現(xiàn)開放、對等、分享、互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)精神；能源具備商品屬性：能源市場化，激發(fā)所有參與方的活力，以用戶為出發(fā)點，形成創(chuàng)新商業(yè)模式。

政策導(dǎo)向不斷利好

電力網(wǎng)絡(luò)對于能源互聯(lián)網(wǎng)具有重要意義，今年3月出臺的《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》以及陸續(xù)出臺的“新電改”五大配套文件一直備受關(guān)注?！靶码姼摹狈桨缚筛爬椤叭砰_、一獨立、三加強”。放開新增配售電市場，放開輸配以外的經(jīng)營性電價，公益性調(diào)節(jié)性以外的發(fā)電計劃放開，交易機構(gòu)相對獨立，加強政府監(jiān)管，強化電力統(tǒng)籌規(guī)劃，強化和提升電力安全高效運行和可靠性供應(yīng)水平。

高峰表示，“新電改”和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是相互依托、相互促進的關(guān)系?！靶码姼摹睘槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了相應(yīng)的政策環(huán)境，包括放開售電市場、鼓勵電力雙邊交易、發(fā)展分布式和清潔能源以及加強需求側(cè)管理等。

能源互聯(lián)網(wǎng)不僅能夠與“新電改”相互促進，提升能源生產(chǎn)可持續(xù)性水平，更可以借助技術(shù)手段打破封閉的能源行業(yè)格局，化解我國當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護雙重壓力之間的矛盾。此外，隨著能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從低效率向高效率的過程中，將會涌現(xiàn)非常多的商業(yè)模式，甚至出現(xiàn)顛覆性的商業(yè)模式。在即將到來的“十三五”時期，能源互聯(lián)網(wǎng)將對我國能源產(chǎn)業(yè)形成一場貫穿消費、供給、技術(shù)、體制乃至行業(yè)外延機制的鏈?zhǔn)礁锩?/p>

今年7月4日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線圖，能源互聯(lián)網(wǎng)受投資者關(guān)注的熱度進一步提升。該路線圖包括四項措施：推進能源生產(chǎn)智能化、建設(shè)分布式能源網(wǎng)絡(luò)、探索能源消費新模式以及發(fā)展基于電網(wǎng)的通信設(shè)施和新型業(yè)務(wù)。同時國家能源局日前印發(fā)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃（2015-2020年）》也使“十三五”框架下以電力為核心和紐帶的“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念再度升溫?！杜潆娋W(wǎng)建設(shè)改造行動計劃（2015-2020年）》中強調(diào)，實施配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃，就是要加快配電網(wǎng)的智能化升級、提升適應(yīng)性，以持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，提高配電網(wǎng)的核心競爭力，帶動關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為經(jīng)濟社會發(fā)展培育新的增長點。

能源互聯(lián)網(wǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)既是技術(shù)實現(xiàn)和工程建設(shè)的技術(shù)支撐，也是技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)者。智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)證明標(biāo)準(zhǔn)化工作極大地促進了智能電網(wǎng)技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同樣，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也離不開標(biāo)準(zhǔn)化。

能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)相比，更具系統(tǒng)性，復(fù)雜性也更高，亟需統(tǒng)一規(guī)劃和頂層設(shè)計。目前，能源互聯(lián)網(wǎng)在基本概念、術(shù)語定義、概念模型、體系架構(gòu)、評價指標(biāo)等方面尚未形成共識，需要從全社會的層面上對能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化進行統(tǒng)一規(guī)范，以支撐未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

今年3月2日，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/ IEC正式發(fā)布文件，由天地互連主導(dǎo)的IEEE 1888標(biāo)準(zhǔn)通過ISO/IEC最后一輪投票，成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)首個ISO/IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。鑒于IEEE 1888國際標(biāo)準(zhǔn)的影響力及產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，2012年，中國向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC遞交了IEEE 1888的轉(zhuǎn)化申請，ISO/IEC JTC1 SC6正式予以立項接收，這是我國主導(dǎo)的綠色ICT技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)化的重大突破。

IEEE 1888標(biāo)準(zhǔn)又稱為泛在綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，是能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)。通過IEEE 1888標(biāo)準(zhǔn)，將電、水、氣等能源數(shù)據(jù)化，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，達(dá)到提高能效、節(jié)能減排等作用。圍繞IEEE 1888標(biāo)準(zhǔn)，將形成包括終端產(chǎn)品、匯聚產(chǎn)品、多協(xié)議網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品、存儲系統(tǒng)、智能分析平臺、可視化界面、認(rèn)證與安全系統(tǒng)、網(wǎng)管和計費系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、認(rèn)證與測試、合同能源管理服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈。

IEEE 1888發(fā)展至今，已在中國、日本、越南、泰國、印度等全球各地完成了多個成功的示范項目及商業(yè)化的解決方案，某些項目在幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率的同時，甚至產(chǎn)生了45%以上的節(jié)能量，并產(chǎn)生了很多新的商業(yè)機會及商業(yè)模式。

事實上，能源互聯(lián)網(wǎng)或智慧能源標(biāo)準(zhǔn)化工作在國際上還處于萌芽狀態(tài)，國際電工委員會成立的智慧能源系統(tǒng)委員會的工作目前也才剛剛起步，我國可以利用在智能電網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)勢，在國際標(biāo)準(zhǔn)化上積極進取，深入?yún)⑴c國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作，實現(xiàn)在能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域，中國與國際同步。

目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的研究還處于初級階段。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要多方關(guān)鍵技術(shù)的支撐，據(jù)高峰介紹，目前技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向和研究熱點主要集中在總體架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)體系、組網(wǎng)與互操作模型與技術(shù)、建模、仿真與分析技術(shù)、運行與控制裝備與技術(shù)、安全防護、質(zhì)量監(jiān)督與認(rèn)證體系、量測、評價與技術(shù)經(jīng)濟分析等方面。

未來能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將在具有活力的市場環(huán)境下，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、能源傳輸、能源消費、能源存儲、能源轉(zhuǎn)換的整個能源鏈各環(huán)節(jié)以及鏈條之外相關(guān)方的廣泛參與，大批優(yōu)秀企業(yè)將脫穎而出，帶動能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。