張勇軍，李立浧, ，陳澤興，徐敏，劉平，蔡澤祥，韓永霞，許愛(ài)東

（1. 華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣州 510641；2. 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣州 510080）

一、前言

由于資源、環(huán)境和氣候的多重壓力，我國(guó)能源體系轉(zhuǎn)型升級(jí)已提升到能源革命的國(guó)家戰(zhàn)略，包括能源結(jié)構(gòu)的低碳化、化石能源清潔化、能源消費(fèi)總量控制及能源服務(wù)的普惠便捷 [1～4]。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)制改造傳統(tǒng)能源行業(yè)的生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源創(chuàng)新，是近年來(lái)蓬勃發(fā)展的學(xué)術(shù)前沿和工程熱點(diǎn)領(lǐng)域。

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)以其便捷、開(kāi)放且可實(shí)現(xiàn)資源的公開(kāi)共享、實(shí)時(shí)交互等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于改造傳統(tǒng)的行業(yè)[5～7]。相比其他領(lǐng)域，能源系統(tǒng)較為封閉，基于互聯(lián)網(wǎng)對(duì)能源系統(tǒng)的改造和創(chuàng)新面臨一系列技術(shù)與行業(yè)壁壘的挑戰(zhàn)[8～10]。國(guó)內(nèi)外有代表性的探索工作有：美國(guó)研發(fā)了未來(lái)可再生能源傳輸與管理系統(tǒng)（FREEDM系統(tǒng)），提出了能源路由器的概念并進(jìn)行了原型實(shí)現(xiàn)[11]；德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部發(fā)起E-Energy計(jì)劃，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建基于信息和通信技術(shù)（ICT）的高效能源系統(tǒng)[12]；日本著力于對(duì) “數(shù)字電網(wǎng)”的構(gòu)建，其核心在于電力路由器的研發(fā)[13]；我國(guó)則以能源革命戰(zhàn)略與電力體制改革為契機(jī)，掀起“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源研究與實(shí)踐的新浪潮[14～16]，主要包括：國(guó)務(wù)院發(fā)布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其重點(diǎn)行動(dòng)領(lǐng)域包括以互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的升級(jí)，即“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源；國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030 年）》將能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新列為一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)；開(kāi)展一系列能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)等。上述多種措施的探索使能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)朝融合的方向邁進(jìn)了一步，但對(duì)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的總體愿景、實(shí)施路徑規(guī)劃還缺乏總體描述。

二、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的驅(qū)動(dòng)力

（一）推動(dòng)能源供給革命，提高新能源消納能力

能源供給革命是能源革命的重要支撐。其主要內(nèi)容涉及煤炭的清潔高效利用，發(fā)展非化石能源，形成煤、石油、天然氣、核能、新能源、可再生能源等多能源供應(yīng)體系[17]。面向能源供給革命的基本述求，推動(dòng)能源供應(yīng)體系的轉(zhuǎn)型升級(jí)核心在于提高可再生能源的利用比例，并基于新能源利用比例的提高，調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)由高碳能源向低碳能源發(fā)展，解決能源資源難以為繼以及生態(tài)環(huán)境不堪重負(fù)的問(wèn)題。我國(guó)新能源裝機(jī)容量正在高速增長(zhǎng)，已成為世界上最大的太陽(yáng)能發(fā)電國(guó)，但當(dāng)前新能源消納能力還有待提高。傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力有限，面對(duì)未來(lái)新能源不斷滲透的場(chǎng)景，僅僅依靠電網(wǎng)來(lái)進(jìn)行消納會(huì)顯得不足?；ヂ?lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，將集合互聯(lián)網(wǎng)中的共性技術(shù)，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等，提升能源系統(tǒng)的靈活性，高比例地利用間歇性、分布式的可再生能源，建設(shè)可持續(xù)的、多元化的能源供應(yīng)體系。

（二）推動(dòng)能源消費(fèi)革命，提高能源綜合利用效率

將傳統(tǒng)重視源端的節(jié)能改造轉(zhuǎn)移到用戶終端，是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的另一重要舉措。對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)，電力終端能效提升的技術(shù)除了一般的更換更節(jié)能的設(shè)備以外，更重要的技術(shù)措施還是實(shí)施電力需求側(cè)管理。電力需求側(cè)管理指的是電力企業(yè)采用行政、技術(shù)或者經(jīng)濟(jì)等手段，與用戶共同協(xié)力提高終端用電效率、改變用電方式。近年來(lái)，我國(guó)的用戶側(cè)電力能效提升技術(shù)發(fā)展迅速，在節(jié)能降耗、維護(hù)生態(tài)環(huán)境方面起到了至關(guān)重要的作用。但仍存在不少問(wèn)題，如監(jiān)測(cè)用戶能耗數(shù)據(jù)不健全，控制用能系統(tǒng)的設(shè)備落后等，這些都有待進(jìn)一步解決。但是，實(shí)際上對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，用能的需求除了電力，還有天然氣、用熱、用冷的用能需求，如果能綜合考慮這些能源，進(jìn)行終端能源的綜合優(yōu)化，利用不同能源之間的互補(bǔ)性，將進(jìn)一步提升能源綜合利用效率。因此，互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，將基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取海量的用戶數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，進(jìn)一步提升用戶節(jié)能空間。

（三）推動(dòng)能源體制革命，提供市場(chǎng)化所需技術(shù)支撐

能源體制革命是能源革命的制度保障。在能源體制革命中，明確提出了要構(gòu)建有效競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)體系，形成主要由市場(chǎng)決定能源價(jià)格的機(jī)制，轉(zhuǎn)變政府對(duì)能源的監(jiān)管方式，并且建立健全能源法治體系[17]。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，還原能源的商品屬性是關(guān)鍵，利用市場(chǎng)機(jī)制、經(jīng)濟(jì)學(xué)去引導(dǎo)能源的生產(chǎn)及消費(fèi)，將會(huì)有效地促進(jìn)能源資源利用效率的提高。

能源體制革命一方面需要制度保障，另一方面也需要技術(shù)的支撐。事實(shí)上，我國(guó)電力市場(chǎng)的概念已提出多年但成效不顯著，隨著“能源互聯(lián)網(wǎng)”“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源等概念的提出，多能源耦合成為趨勢(shì)，相比之下，多能源市場(chǎng)的開(kāi)放相比單一的僅提供電力市場(chǎng)將更加能夠促進(jìn)資源的互通和有效利用。互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合正是在技術(shù)層面上提供了一個(gè)以互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放共享的環(huán)境，打破行業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)能源信息的透明化，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析能源流動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，感知用戶需求，為能源市場(chǎng)的建立提供技術(shù)保障。

三、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合形態(tài)

（一）互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合形態(tài)的基本描述

廣義的能源系統(tǒng)包括了能源生產(chǎn)–傳輸–存儲(chǔ)–轉(zhuǎn)換–消費(fèi)等五個(gè)環(huán)節(jié)，能源形式多樣，包含煤炭、石油、天然氣、可再生能源等一次能源，電、氫等二次能源，能源傳輸網(wǎng)絡(luò)包含了電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、供冷/熱網(wǎng)等?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)與能源系統(tǒng)的融合，正是希望借助互聯(lián)網(wǎng)信息獲取和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)的感知和運(yùn)行優(yōu)化，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和能源利用效率的提升；而互聯(lián)網(wǎng)思維與能源系統(tǒng)的融合則是借助共享、開(kāi)放的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推動(dòng)能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以開(kāi)放的環(huán)境激活能源系統(tǒng)市場(chǎng)。能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合的示意圖，如圖1所示。

圖1以兩個(gè)圓交疊的形式抽象地描繪了能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，重疊的部分可看成互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的程度，交疊部分越多，則表示融合的程度越深。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與思維在能源系統(tǒng)中應(yīng)用的逐步滲透，將逐步推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合程度，本文提出互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的分階段融合形態(tài)，以2020年，2030年及2050年為三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別稱之為智能化、透明化、智慧化三個(gè)階段。

圖1 能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合示意圖

（二）融合形態(tài)1：智能化階段

智能化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的初級(jí)形態(tài)。融合形態(tài)可具體描述為：以大規(guī)模遠(yuǎn)距離交直流輸電系統(tǒng)為載體，實(shí)現(xiàn)化石能源與可再生能源的跨區(qū)域規(guī)模化資源配置；大力發(fā)展分布式電網(wǎng)/能源系統(tǒng)，集中配置與分布消納并舉，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高比例消納，減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象；基于高度自動(dòng)化與智能輔助決策的實(shí)現(xiàn)，電網(wǎng)輸電能力、運(yùn)行可靠性及安全穩(wěn)定水平得到充分提升，可避免大面積停電事故的發(fā)生。

具體來(lái)看，實(shí)現(xiàn)智能化階段的關(guān)鍵路徑在于推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用，以能源大數(shù)據(jù)來(lái)提升能源系統(tǒng)的智能化水平。在能源的生產(chǎn)側(cè)，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合氣象、地理、環(huán)境、能源等多維度信息，可實(shí)現(xiàn)可再生能源功率的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高比例消納，減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，同時(shí)為能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供支持。能源消費(fèi)側(cè)重視智能電表、智能能源表計(jì)的推廣應(yīng)用，獲取用戶的用能信息并基于大數(shù)據(jù)分析充分挖掘用戶的節(jié)能潛力，引導(dǎo)用戶制定優(yōu)質(zhì)的用能計(jì)劃。

（三）融合形態(tài)2：透明化階段

透明化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合在智能化階段的進(jìn)一步升級(jí)，兩者的融合程度進(jìn)一步加深，打造透明能源系統(tǒng)。透明能源系統(tǒng)是指利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如芯片傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)中能源生產(chǎn)、能源傳輸、能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)、能源使用等全環(huán)節(jié)各類設(shè)備的信息監(jiān)控和實(shí)時(shí)感知，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息、能源系統(tǒng)的運(yùn)行信息和能源市場(chǎng)信息實(shí)現(xiàn)透明共享、平等獲取，是互聯(lián)網(wǎng)與能源網(wǎng)技術(shù)深度融合下的能源系統(tǒng)的中級(jí)發(fā)展形態(tài)。

具體來(lái)看，實(shí)現(xiàn)透明化階段的關(guān)鍵路徑在于推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)中芯片傳感器和智能決策技術(shù)的發(fā)展，以能源系統(tǒng)透明化為目的實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。透明能源系統(tǒng)中能源系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)化程度進(jìn)一步加深，擁有先進(jìn)的信息感知與處理技術(shù)，使電網(wǎng)與能源網(wǎng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)化與透明化，并且，人工智能等智能決策技術(shù)在能源系統(tǒng)中高度應(yīng)用，使整個(gè)能源系統(tǒng)的狀態(tài)變得高度可視、高度可控、高度優(yōu)化。

（四）融合形態(tài)3：智慧化階段

智慧化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的高級(jí)形態(tài)。融合系統(tǒng)可具體描述為：基于智能化的能源裝備與控制技術(shù)，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的接入；此外，可再生能源的分布式廣泛接入與用戶側(cè)的產(chǎn)銷一體化，使能源的生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、消費(fèi)及交易趨向零邊際成本，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)效率最優(yōu)化及能源價(jià)值最大化利用；互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)深度融合，形成智慧化、深優(yōu)化、高可靠性、能源觸手可及的泛在能源網(wǎng)。

具體來(lái)看，實(shí)現(xiàn)智慧化階段的關(guān)鍵路徑在于基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建立能源交易市場(chǎng)，推進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。智慧化的融合模式中，一方面能源系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)的信息平臺(tái)支撐，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)的智慧化，即光伏、風(fēng)能等新能源實(shí)現(xiàn)即插即用，能源需求可以得到滿足，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地地使用能源；另一方面則應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)思維，將當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下實(shí)施的較為成功的商業(yè)模式與能源系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，拓展出種類豐富的新型能源商業(yè)模式，比如能源期貨、能源團(tuán)購(gòu)、能源定制、能源點(diǎn)評(píng)等，激活能源行業(yè)，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

圖2 互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的關(guān)鍵技術(shù)體系

四、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的技術(shù)體系

為推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，一方面需加強(qiáng)能源信息支撐技術(shù)的發(fā)展；另一方面則需注重互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與思維在能源系統(tǒng)生產(chǎn)–傳輸–消費(fèi)等環(huán)節(jié)的應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的關(guān)鍵技術(shù)體系，如圖2所示。

（一） 能源信息支撐平臺(tái)技術(shù)

以互聯(lián)網(wǎng)作為信息基礎(chǔ)支撐，是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合的重要技術(shù)，包括互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及信息感知、處理、交互、安全技術(shù)。

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，建設(shè)覆蓋各類能源系統(tǒng)及其各環(huán)節(jié)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的需求，實(shí)現(xiàn)能源信息傳輸?shù)墓饫w到戶，以推動(dòng)社會(huì)資源共享，突破信息網(wǎng)絡(luò)的“最后一千米”瓶頸。

在信息感知技術(shù)方面，加強(qiáng)光纖溫度傳感器、芯片級(jí)傳感技術(shù)的研制和開(kāi)發(fā)，并在實(shí)際工程中實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用；開(kāi)展基于納米光學(xué)的光纖傳感技術(shù)、基于光纖傳感技術(shù)的全光纖設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控結(jié)果的實(shí)時(shí)性、精確性和完整性，推進(jìn)信息感知技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)信息透明化。

在信息處理技術(shù)方面，開(kāi)展云計(jì)算技術(shù)研究，包括支撐信息化建設(shè)的虛擬化應(yīng)用技術(shù)研究和企業(yè)云平臺(tái)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究；開(kāi)展大數(shù)據(jù)技術(shù)研究，包括基于海量信息挖掘技術(shù)的分析、通過(guò)智能化技術(shù)建立“智能、高效、可靠、綠色”的數(shù)據(jù)中心管理體系；研究高性能計(jì)算技術(shù)，開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算的基礎(chǔ)環(huán)境仿真平臺(tái)。通過(guò)虛擬化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的方式有機(jī)整合能源系統(tǒng)的硬件和軟件資源，有效支撐基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠有效的傳輸、存儲(chǔ)和處理。

在信息交互技術(shù)方面，推進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)掌上終端、服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)等多平臺(tái)的信息交互，實(shí)現(xiàn)能源業(yè)務(wù)、管理以及服務(wù)的移動(dòng)化、信息化、電子化和網(wǎng)絡(luò)化。研究與信息交互相關(guān)的智能科學(xué)技術(shù)，重點(diǎn)是人工智能在信息交互技術(shù)中應(yīng)用的研究，通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)人與能源系統(tǒng)之間智能的交互界面，將能源系統(tǒng)調(diào)整到最佳的狀態(tài)來(lái)適應(yīng)人類的需要，提高能源系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

在信息安全技術(shù)方面，開(kāi)展云安全體系研究，解決云計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中面臨的安全問(wèn)題，包括云安全技術(shù)體系、管理體系和評(píng)價(jià)檢測(cè)體系等，確保云計(jì)算系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。構(gòu)建能源系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)安全體系架構(gòu)并開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信息安全體系研究。從用戶端著手規(guī)劃“數(shù)據(jù)安全體系”，解決由于云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的系統(tǒng)邊界模糊化而導(dǎo)致的安全防護(hù)難題。

（二） 能源生產(chǎn)智慧化技術(shù)

1.建立開(kāi)放、共享、標(biāo)準(zhǔn)和集成的能源生產(chǎn)信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)

基于互聯(lián)網(wǎng)建立面向海量能源主體接入的能源生產(chǎn)信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為能源生產(chǎn)、傳輸與消費(fèi)全產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈提供信息交互對(duì)接的基礎(chǔ)平臺(tái)。“開(kāi)放”在于能源生產(chǎn)信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)可由能源生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈中所有用戶自由接入，隨時(shí)獲取能源生產(chǎn)信息；“共享”在于能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)和交易互動(dòng)等信息可跨環(huán)節(jié)、無(wú)壁壘地傳輸及獲取；“標(biāo)準(zhǔn)”在于任意的能源生產(chǎn)、傳輸及用能設(shè)備并網(wǎng)接入后，需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享協(xié)議在能源生產(chǎn)信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布與共享；“集成”在于能源生產(chǎn)信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)集成能源生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)、運(yùn)行、管理和調(diào)度等高級(jí)應(yīng)用于一體。

2.基于大數(shù)據(jù)的新能源發(fā)電智能調(diào)度技術(shù)

融合新能源設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，建立面向隨機(jī)間歇性電源的智能化調(diào)度技術(shù)，充分提升新能源的消納水平，減少甚至避免棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象?；诙嘣磾?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與智能分析手段，研究高精度的新能源發(fā)電預(yù)測(cè)方法；綜合新能源電源與電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，研究自適應(yīng)的智能化隨機(jī)調(diào)度策略；考慮新能源的海量時(shí)空分布特點(diǎn)，研究集中決策–分布控制的新能源發(fā)電分層分級(jí)協(xié)調(diào)控制方法等。

（三） 分布式能源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.基于互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)的能量管理技術(shù)

依托互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建適應(yīng)分布式多能流能源網(wǎng)絡(luò)的能量管理體系，實(shí)現(xiàn)電、氣、熱、冷等能源資源協(xié)調(diào)運(yùn)行與優(yōu)化配置。主要關(guān)鍵技術(shù)包括：構(gòu)建智能化高級(jí)量測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)多樣化能源的精準(zhǔn)量測(cè)、數(shù)據(jù)分析、信息交互及實(shí)時(shí)結(jié)算；計(jì)及間歇性電源和隨機(jī)性負(fù)荷的歷史行為與實(shí)時(shí)狀態(tài)，融合電、氣、熱、冷、智能交通等多網(wǎng)信息，并在此基礎(chǔ)上研究源–荷匹配的智能化調(diào)度潛力預(yù)測(cè)與挖掘技術(shù)；研究分布式能源網(wǎng)絡(luò)中能源生產(chǎn)–傳輸–消費(fèi)–存儲(chǔ)多能流協(xié)同的能量?jī)?yōu)化調(diào)度技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多樣化能源的綜合互補(bǔ)與能源供應(yīng)的協(xié)同管理。

2.分布式能源系統(tǒng)的信息透明化

分布式能源系統(tǒng)的信息透明化技術(shù)是指利用先進(jìn)的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源系統(tǒng)中的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、用全環(huán)節(jié)各類設(shè)備的信息監(jiān)控和實(shí)時(shí)感知，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息、能源系統(tǒng)運(yùn)行信息和能源市場(chǎng)信息實(shí)現(xiàn)透明共享、平等獲取。以分布式能源系統(tǒng)中設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的透明化所產(chǎn)生海量的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度決策的智能化，支撐可再生能源的廣泛接入與精準(zhǔn)發(fā)電預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的消納，科學(xué)分配需求側(cè)負(fù)荷以及提取關(guān)鍵信息實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)與故障辨識(shí)。此外，透明化的分布式能源系統(tǒng)以信息透明對(duì)等為支撐，可促進(jìn)分布式能源就近交易并獲取，用戶逐漸成為能源的產(chǎn)銷者，并以互聯(lián)網(wǎng)交易和共享促進(jìn)能源交易和增值服務(wù)。

3.泛在的分布式能源網(wǎng)

泛在的分布式能源網(wǎng)是能源和信息深度融合的系統(tǒng)，能源網(wǎng)絡(luò)中的所有接入設(shè)備，其二次部分類似于信息網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)單元，具備存儲(chǔ)設(shè)備特性參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄其自身運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)的功能，并依據(jù)統(tǒng)一的通信規(guī)約和協(xié)議，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在小微能源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)信息的充分共享和交互。泛在的分布式能源網(wǎng)對(duì)于接入設(shè)備而言，具有高度靈活的可接入性、可擴(kuò)展性，以及信息分享的廣泛性和安全性。因此可適應(yīng)各類可再生小微能源的接入，逐漸形成泛在能源網(wǎng)，打破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)能源的隨時(shí)隨地接入與使用。針對(duì)泛在分布式能源網(wǎng)的特點(diǎn)，可以總結(jié)出其關(guān)鍵技術(shù)有：①傳感器技術(shù)。需要通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）等傳感技術(shù)隨時(shí)準(zhǔn)確獲取終端的信息。②數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端的信息傳輸。③嵌入系統(tǒng)技術(shù)。綜合計(jì)算機(jī)軟硬件、集成電路技術(shù)等，對(duì)接收到的信息進(jìn)行分類處理。

（四） 能源消費(fèi)智慧化技術(shù)

1.基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的能源交易與多元互動(dòng)

利用互聯(lián)網(wǎng)的信息共享與實(shí)時(shí)互動(dòng)的特點(diǎn)，建設(shè)面向能源供應(yīng)商、能源用戶、大數(shù)據(jù)服務(wù)商等多元化主體的能源交易與能源服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各市場(chǎng)主體信息共享與交易互動(dòng)的公平化、自由化、透明化。構(gòu)建能源交易網(wǎng)上業(yè)務(wù)平臺(tái)，提供PC端、移動(dòng)端等實(shí)時(shí)訪問(wèn)交互渠道；具備多樣化服務(wù)擴(kuò)展能力，為能源資源信息公開(kāi)發(fā)布、用能合理精準(zhǔn)匹配、用能個(gè)性化定制等新服務(wù)形態(tài)提供技術(shù)支撐；建立各類能源主體客戶管理體系，實(shí)現(xiàn)客戶營(yíng)銷統(tǒng)計(jì)分析、潛在客戶挖掘與跟蹤，為客戶建立“綠色用能”和“綠色發(fā)電”數(shù)字化信息檔案，提供個(gè)性化信息定制服務(wù)及用能優(yōu)化解決方案等增值服務(wù)。

2.基于數(shù)據(jù)挖掘的用戶側(cè)能效管理與需求側(cè)響應(yīng)

以能源大數(shù)據(jù)為核心，圍繞用戶側(cè)用能特征、能效水平、調(diào)度潛力等問(wèn)題進(jìn)行深入挖掘與分析，實(shí)現(xiàn)融合控制、優(yōu)化、診斷、維護(hù)等的綜合能效管理。通過(guò)智能表計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用能設(shè)備、用戶側(cè)分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理與顯示；建立考慮電池儲(chǔ)能優(yōu)化配置與電動(dòng)汽車有序充放電的實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，使用戶側(cè)負(fù)荷柔性化，滿足尖峰負(fù)荷需求及提供移峰填谷響應(yīng)能力；基于云計(jì)算與智能決策技術(shù)處理分析能源大數(shù)據(jù)，辨識(shí)用戶用能行為特征模式及可調(diào)潛力，聯(lián)動(dòng)能源市場(chǎng)實(shí)時(shí)價(jià)格機(jī)制和用戶互動(dòng)需求，以降低用能成本和提升能效水平為目標(biāo)參與需求側(cè)響應(yīng)。

（五） 智慧能源新業(yè)態(tài)技術(shù)

1.基于電力光纖到戶推進(jìn)四網(wǎng)“資源”融合

以電力光纖技術(shù)為基礎(chǔ)支撐，推進(jìn)電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和電力網(wǎng)信息資源的融合。電力光纖到戶是指在低壓通信接入網(wǎng)中采用光纖負(fù)荷低壓電纜（OPLC）等線纜，實(shí)現(xiàn)到表到戶。利用光纖數(shù)據(jù)傳輸精度高、速度快的特性，承載信息內(nèi)容的用戶用電信息采集業(yè)務(wù)；集光纖和電力輸配于一身，避免二次布線，實(shí)現(xiàn)信息到達(dá)用戶“最后一千米”成本的降低；使用OPLC配合相應(yīng)的設(shè)備和器件，可在一根傳輸線上實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)，如交互式網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）、互聯(lián)網(wǎng)、電話等，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和拓展性。

2.開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)跨界融合

電動(dòng)汽車作為一種新的技術(shù)，其大規(guī)模市場(chǎng)化后帶來(lái)的新型商業(yè)模式，促進(jìn)了能源、交通、金融和互聯(lián)網(wǎng)的跨界融合。建立充電站綜合信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)充電預(yù)估、開(kāi)放充電商業(yè)模式、移動(dòng)終端管理，是智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的入口及關(guān)鍵技術(shù)；利用電動(dòng)汽車作為能源網(wǎng)和交通網(wǎng)融合的樞紐，完善能源網(wǎng)和交通網(wǎng)間基礎(chǔ)設(shè)施的融合，提高通用性，促進(jìn)服務(wù)主體多元化；打造ICT平臺(tái)，增強(qiáng)電動(dòng)汽車價(jià)值鏈參與者間的聯(lián)系和互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式消費(fèi)電子化；電動(dòng)汽車與電力系統(tǒng)完善融合，成為智慧能源系統(tǒng)的核心之一，發(fā)揮多元作用。

3.能源系統(tǒng)的增值服務(wù)技術(shù)

以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、傳輸為基礎(chǔ)，圍繞新的能源商業(yè)模式展開(kāi)的管理和運(yùn)營(yíng)，可有效實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)營(yíng)維護(hù)、能源定制與租賃服務(wù)、能源金融服務(wù)、媒體廣告服務(wù)等增值服務(wù)。基于智能化的用戶設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)公司可線上管理用戶發(fā)電設(shè)備，降低故障率和上門維修概率，極大地提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)和生產(chǎn)效率；根據(jù)用戶需求和用能特點(diǎn)，為用戶提供定制化、專業(yè)化的能源服務(wù)，提供電力能源設(shè)備的租賃和二手市場(chǎng)服務(wù)，可提高資產(chǎn)利用效率；基于能源與金融之間的資源整合，不斷地推進(jìn)能源行業(yè)與金融行業(yè)兩者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展；利用能源管理平臺(tái)、智能交通平臺(tái)等多種渠道實(shí)現(xiàn)客戶群體信息的有效分析和管理，實(shí)現(xiàn)廣告的精準(zhǔn)投放。

五、結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合是能源行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化，將實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)的智慧化升級(jí)，在供給側(cè)實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)的智慧化，有利于大規(guī)模消納新能源；在需求側(cè)支撐智慧用能，提升能源利用效率；在能源網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其智慧化，有助于多能互補(bǔ)與新能源即插即用。同時(shí)，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推進(jìn)能源市場(chǎng)化改革，還原能源商品屬性，帶動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)和新業(yè)態(tài)，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，還應(yīng)在政策層面上加以引導(dǎo)。如加強(qiáng)多能源網(wǎng)絡(luò)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，補(bǔ)齊多能源物理互聯(lián)和信息互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施短板；進(jìn)一步放開(kāi)能源用戶側(cè)、配售側(cè)、需求側(cè)市場(chǎng)，配電、售電由增量市場(chǎng)擴(kuò)大到存量市場(chǎng)；加強(qiáng)能源產(chǎn)業(yè)體系頂層設(shè)計(jì)；完善市場(chǎng)法律法規(guī)，形成長(zhǎng)效機(jī)制，加快制定并完善能源產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)法律法規(guī)，試點(diǎn)能源產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)負(fù)面清單制度。

[1] 張東霞, 姚良忠, 馬文媛, 等.中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略 [J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2013, 33(31): 1–14.Zhang D X, Yao L Z, Ma W Y, et al. Development strategies of smart grid in China and abroad [J]. Proceedings of the CSEE,2013, 33(31): 1–14.

[2] 李立浧, 張勇軍, 陳澤興, 等. 智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的模式及其發(fā)展前景 [J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2016, 40(11): 1–9.Li L C, Zhang Y J, Chen Z X, et al. Merger between smart grid and energy-net: Mode and development prospects [J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(11): 1–9.

[3] Swaminathan M, Tarun D. Diffusion of innovation model of consumer behaviour—Ideas to accelerate adoption of renewable energy sources by consumer communities in India [J]. Renewable Energy, 2012, 39(1): 162–165.

[4] 劉金朋. 基于資源與環(huán)境約束的中國(guó)能源供需格局發(fā)展研究[D]. 北京: 華北電力大學(xué)(北京) (博士學(xué)位論文), 2013.Liu J P. Development of the energy supply and demand pattern of China under the constraints of resources and environment[D]. Beijing: North China Electric Power University(Doctoral dissertation), 2013.

[5] 黃勇軍, 朱永慶. 新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)淺析 [J] . 電信科學(xué), 2013, 29(4): 1–6.Huang Y J, Zhu Y Q. Analysis of development trend and technology of new generation Internet [J]. Telecommunications Science, 2013, 29(4): 1–6.

[6] 董大海, 范志麗. 互聯(lián)網(wǎng)思維是什么? [J] . 科技與管理, 2016,18(6): 1–8.Dong D H, Fan Z L. Internet thinking [J]. Science-Technology and Management, 2016, 18(6): 1–8.

[7] 王繼業(yè), 孟坤, 曹軍威, 等. 能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究綜述 [J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展, 2015, 52(5): 1109–1126.Wang J Y, Meng K, Cao J W, et al. Information technology for energy Internet: A survey [J]. Journal of Computer Research and Development, 2015, 52(5): 1109–1126.

[8] 張勇軍, 陳澤興, 蔡澤祥, 等. 新一代信息能源系統(tǒng):能源互聯(lián)網(wǎng)[J] . 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2016, 36(9): 1–7.Zhang Y J, Chen Z X, Cai Z X, et al. New generation of cyberenergy system: Energy Internet [J]. Electric Power Automation Equipment, 2016, 36(9): 1–7.

[9] 田世明, 欒文鵬, 張東霞, 等. 能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)與關(guān)鍵技術(shù)[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2015, 35(14): 3482–3494.Tian S M, Luan W P, Zhang D X, et al. Technical forms and key technologies on energy Internet [J]. Proceedings of the CSEE,2015, 35(14): 3482–3494.

[10] 孫宏斌, 郭慶來(lái), 潘昭光. 能源互聯(lián)網(wǎng): 理念、架構(gòu)與前沿展望[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2015(19): 1–8.Sun H B, Guo Q L, Pan Z G. Energy Internet: Concept,architecture and frontier outlook [J]. Automation of Electric Power Systems, 2015(19): 1–8.

[11] Huang A Q, Crow M L, Heydt G T, et al. The future renewable electric energy delivery and management (freedm) system: The energy Internet [J]. Proceedings of the IEEE. 2011, 99(1): 133–148.

[12] Vermesan O, Blystad L C, Zafalon R, et al. Internet of energyconnecting energy anywhere anytime [J]. Active Learning in Higher Education, 2011, 11(11): 189–200.

[13] Boyd J. An Internet-inspired electricity grid [J]. IEEE Spectrum,2013, 50(1): 12–14.

[14] 孫毅, 許鵬, 單葆國(guó), 等. 售電側(cè)改革背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”電能替代發(fā)展路線 [J].電網(wǎng)技術(shù), 2016, 40(12): 3648–3654.Sun Y, Xu P, Shan B G, et al. Road map for “Internet plus” energy substitution in electricity retail market reform in China [J]. Power System Technology, 2016, 40(12): 3648–3654.

[15] 李立浧, 張勇軍, 徐敏. 我國(guó)能源系統(tǒng)形態(tài)演變及分布式能源發(fā)展 [J] . 分布式能源, 2017, 2(1): 1–9.Li L C, Zhang Y J, Xu M. Morphological evolution of energy system and development of distributed energy in China [J].Distributed Energy, 2017, 2(1): 1–9.

[16] 余曉丹, 徐憲東, 陳碩翼, 等. 綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)述[J] . 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2016, 31(1): 1–13.Yu X D, Xu X D, Chen S Y, et al. A brief review to integrated energy system and energy Internet [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(1): 1–13.

[17] 劉龍海, 鐘史明. 能源革命——領(lǐng)悟 “四個(gè)革命”與“一個(gè)合作”[J]. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù), 2016, 29(1): 1–8.Liu L H, Zhong S M. Energy revolution——Grasp study “forth revolution” & “one cooperative” [J]. Gas Turbine Technology,2016, 29(1): 1–8.