近十年，能源互聯(lián)網技術與應用逐漸成熟。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《關于推進“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展的指導意見》發(fā)布，由此能源互聯(lián)網發(fā)展走上快車道，成為我國踐行能源革命和“互聯(lián)網+”戰(zhàn)略的有力抓手。
能源互聯(lián)網的基本認識
能源互聯(lián)網是以互聯(lián)網理念構建的新型信息—能源融合“廣域網”，它以大電網為“主干網”，以微網、分布式能源、智能社區(qū)等為“局域網”，以開放對等的信息—能源一體化架構，真正實現(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新能源的接入。能源互聯(lián)網借鑒互聯(lián)網理念的開放、對等、互聯(lián)、分享，希望實現(xiàn)能量的交換像互聯(lián)網信息交換一樣方便快捷，最終為用戶提供更多價值服務。
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，分布式的特點是從配用側邊緣做起，例如園區(qū)級的、區(qū)域性的能源微網、分布式能源、智慧社區(qū)等都可以作為能源互聯(lián)網的基礎，接入分布式新能源的同時實現(xiàn)“源網荷儲”的局域互動，自下而上構建能源基礎設施，實現(xiàn)“局域消納在先，廣域互聯(lián)在后”，與傳統(tǒng)集中式大電網相結合以后，既有分布式新能源靈活接入的優(yōu)勢，又有堅強可靠的保障，以統(tǒng)一的互聯(lián)網架構同時兼顧穩(wěn)定性和靈活性，這就是能源互聯(lián)網的基本理念。
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的發(fā)展實現(xiàn)了局域“源網荷儲”的互動。能源供給模式呈現(xiàn)出從集中到分散的演變趨勢，資源和生產單位的地理分布從特定區(qū)域擴展到無處不在，供給主體從少數能源巨頭轉變?yōu)榧彝ズ蛡€人，大規(guī)模集約生產模式演化為無數微小單位的集成。
能源互聯(lián)網的關鍵技術
從具體功能上看，能源互聯(lián)網主要有五個層面：能量層、信息層、業(yè)務層、價值層和用戶層。能量層包括不同形式的能源和負荷，實現(xiàn)能量多向互動和多能互補；信息層利用新一代信息技術和傳感通信技術對數據進行采集處理；業(yè)務層的核心是能量管理和控制以及大數據分析高級應用；價值層實現(xiàn)價值分享，還原能源和電力的商品屬性，從價值驅動角度給用戶提供更多的增值服務，并反過來通過交易、價值流動促進能量和信息的流動；用戶層是為能源互聯(lián)網參與方、平臺用戶和多元主體提供個性化和交互體驗服務的功能層。五個層面都有不同的關鍵技術。
能量路由器。能量路由器借鑒信息基礎設施中的網絡路由器原理，對能量進行存儲轉發(fā)，是能源互聯(lián)網運行與控制的具體實施裝置。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特征，既是能量管理控制又是能量計量的終端，同時可以跟數據中心等信息基礎設施有機結合，是信息能源基礎設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備，能量控制器是負責數據采集、分析、處理、控制的二次設備，尤其在邊緣側可以采用云邊協(xié)同的架構，實現(xiàn)能源互聯(lián)網的“源網荷儲”精準調控?；?G和AI技術，可以實現(xiàn)數據驅動的能量控制器，一方面基于5G支持大規(guī)模高并發(fā)低時延的電網和負荷數據量測和感知，同時基于AI開展在線實時數據分析與決策，實現(xiàn)高速精準調控，支持實時電網和負載調節(jié)相關業(yè)務，適應園區(qū)、微網等不同場景下差異化目標。
能源大數據。基于能源互聯(lián)網的能源大數據分析，通過對電網和負荷電流、電壓、有功、無功瞬時值和變化量的直接量測和AI算法處理，得到在線實時動態(tài)數據，構建大數據分析應用，實現(xiàn)資源利用的最大化，同時數據資產成為核心競爭力，數據驅動運營管理。通過數據挖掘和深度學習等方法可以構建能源互聯(lián)網高級應用。
能源區(qū)塊鏈。在分布式碎片化的能源系統(tǒng)結算與交易方面，區(qū)塊鏈技術與能源互聯(lián)網本身特點相吻合，支持多能源多主體的系統(tǒng)，而且促進信息與物理系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)能源交易多元化，底層有共識機制，然后通過上層的智能合約實現(xiàn)不同主體之間的交易規(guī)則，用計算機腳本的形式固化在程序里，可以大大提升交易和結算的效率。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)網的分布式交易，進而促進區(qū)域新能源的消納，儲能的應用和需求側管理和響應。
能量管理平臺。能源互聯(lián)網能量管理平臺是構建于基礎設施之上的信息管理系統(tǒng)，具有多元主體接入、全景數據展現(xiàn)、能量信息透明、智能分析應用、價值閉環(huán)驅動等特征。在互聯(lián)網思維指導下，能量管理平臺不僅僅是用能終端用戶的入口，還是供能方、網方、中間方（運營方、服務方）等多方主體的入口。因此能量管理平臺最終構建的是能源互聯(lián)網生態(tài)圈，以此為載體實現(xiàn)能源互聯(lián)網的用戶服務和價值創(chuàng)造。
能源互聯(lián)網的價值實現(xiàn)
能源互聯(lián)網發(fā)展還應注重價值實現(xiàn)，示范工程應遵循需求牽引、價值驅動、用戶中心，價值實現(xiàn)可借鑒互聯(lián)網平臺效應、勇于跨界融合拓展商業(yè)模式，同時增加“雙碳”相關增值服務等。
平臺效應。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)定制化產品，包括研發(fā)售后等都要發(fā)生相應的調整，傳統(tǒng)以價值鏈傳遞為導向的方式不再適用。互聯(lián)網時代強調圍繞用戶的需求去構建價值環(huán)，然后進行價值實現(xiàn)與分享。平臺效應可以通過互聯(lián)網運營的方式體現(xiàn)，本質上是通過平臺可以尋找低效點、提質增效，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，最終達成用戶中心、價值驅動，而行業(yè)本身自我創(chuàng)新、主動跨界的效果。
跨界融合。新基建強調信息、能源、交通基礎設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，加強頂層設計。例如，電網是傳統(tǒng)基礎設施的典型代表，切入新基建應該走融合基礎設施的道路，與信息基礎設施的融合是主要方向，能源互聯(lián)網是主要載體。但關鍵是觀念和視角的轉變，更多從基礎設施的角度去深刻理解電網企業(yè)的業(yè)務和場景。因此電網企業(yè)的價值應該從更好地服務用戶角度去體現(xiàn)，綜合能源服務、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域，與信息和交通基礎設施融合發(fā)展，激發(fā)平臺效應。
增值服務。結合“雙碳”目標，目前碳的數據管理多數還是基于宏觀分析，基于能源互聯(lián)網的數據，未來可以做到更加精細化的管理，而不僅僅是宏觀層面的估計，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、碳交易的管理和碳減排的監(jiān)測等。以能源互聯(lián)網為基礎的碳增值服務是區(qū)域能源運營商的業(yè)務發(fā)展方向之一。
評論