當(dāng)前世界范圍內(nèi)信息通信、新能源、智能電網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展，給能源、制造、交通等多個領(lǐng)域帶來深刻影響。能源互聯(lián)網(wǎng)被視為信息通信技術(shù)與能源技術(shù)融合的產(chǎn)物，將為轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供可能的解決方案，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。當(dāng)前對能源互聯(lián)網(wǎng)的研究正在興起，技術(shù)方案白花齊放，概念理解尚未達(dá)成統(tǒng)一，可以按照緣起和特點(diǎn)分為3類。

　　1）源于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而來的能源互聯(lián)網(wǎng)。主要針對用戶側(cè)分布式可再生能源、電動汽車等智能終端大量接入產(chǎn)生的設(shè)備即插即用、能量信息雙向流動等需求，借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放對等的理念及體系架構(gòu)，對電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備、形態(tài)架構(gòu)、運(yùn)行方式及發(fā)展理念等進(jìn)行深刻變革。里夫金提出了人們可分散白由生產(chǎn)可再生能源并共享的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展愿景fll。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念下，能源互聯(lián)網(wǎng)的核心設(shè)備是電力路由器，它起著與信息網(wǎng)中路由器類似的關(guān)鍵作用，多位學(xué)者就電力路由器開展了研究。美國北卡羅萊納州立大學(xué)研制了基于電力電了技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力流和信息流融合的能源路由器（energy muter）裝置。日本早稻田大學(xué)和VPEC公司聯(lián)合研制了集群電網(wǎng)電力路由器，根據(jù)蓄電池的剩余電量改變輸出電力的頻率。東京大學(xué)研發(fā)的數(shù)字電網(wǎng)電力路由器可根據(jù)“IP地址”識別電源及區(qū)域電網(wǎng)。美國克萊門森大學(xué)Corzine教授則借鑒互聯(lián)網(wǎng)中傳輸信息包的方式研制了傳輸能量包 （energy packet）的電路。清華大學(xué)信息技術(shù)研究院的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)是以大電網(wǎng)為主干網(wǎng)，以微網(wǎng)和分布式能源等能量白治單元為局域網(wǎng)的新型信息能源融合廣域網(wǎng)。另外，中國電力科學(xué)研究院、國防科技大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)均基于互聯(lián)網(wǎng)思維對能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了研究。

　　2）源于大電網(wǎng)發(fā)展而來的能源互聯(lián)網(wǎng)。主要針對電網(wǎng)在配置范圍、調(diào)控能力、雙向互動等方面存在的局限性，利用信息通信技術(shù)與能源電力技術(shù)的融合，全面提升電網(wǎng)性能，促進(jìn)清潔能源大規(guī)模利用。德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部與環(huán)境部提出E-Energy促進(jìn)計劃，基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)使得電網(wǎng)和信息網(wǎng)深度融合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)從最初大型發(fā)電廠統(tǒng)一供電的方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际桨l(fā)電主導(dǎo)的供電方式。劉振亞提出以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以輸送清潔能源為主導(dǎo)，全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的全球能源互聯(lián)網(wǎng)理念。趙俊華等提出了基于信息物理融合系統(tǒng)（cyber-physical system CPS）的電網(wǎng)、信息網(wǎng)融合的基本理論和方法，討論了模型的建立、分析和控制等問題。

　　3）源于多種能源綜合優(yōu)化發(fā)展而來的能源互聯(lián)網(wǎng)。主要強(qiáng)調(diào)多種能源網(wǎng)絡(luò)的高度禍合。瑞典聯(lián)邦理工學(xué)院Favre-Perrod等提出了能量集線器 （energy hub）的概念，能夠?qū)崿F(xiàn)電能、天然氣、熱能等多種能源相互轉(zhuǎn)化和存儲。董朝陽教授將能源互聯(lián)網(wǎng)視為電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、天然氣網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)4個緊密禍合而成的網(wǎng)絡(luò)。武建東提出了包含水、電、氣甚至熱力的智能能源網(wǎng)。新奧集團(tuán)提出由基礎(chǔ)能源網(wǎng)、傳感控制網(wǎng)和智慧互聯(lián)網(wǎng)組成的泛能網(wǎng)。

　　從已有的研究成果可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇有廣義和狹義之分。廣義上，能源互聯(lián)網(wǎng)涵蓋電力系統(tǒng)、油氣管網(wǎng)、能源運(yùn)輸物流網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)集合；狹義上，能源互聯(lián)網(wǎng)涵蓋智能電網(wǎng)、發(fā)電設(shè)備設(shè)施及分布式能源系統(tǒng)。雖然范疇上有所差異，但其本質(zhì)上均蘊(yùn)含著信息通信技術(shù)與能源系統(tǒng)深度融合而引起的能源系統(tǒng)價值創(chuàng)造方式的深刻變化。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息通信網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，并衍生出了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”全面興起。以分散、共享、扁平、高效、透明、開放等為代表的互聯(lián)網(wǎng)思維背后蘊(yùn)含著新的基于信息網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的變化。本文將以價值為主線在狹義能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇內(nèi)進(jìn)行研究和探討，首先從互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)下價值創(chuàng)造方式的變化入手，分析用戶需求視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的價值主張，進(jìn)而提出能源互聯(lián)網(wǎng)從能源融合、信息融合和業(yè)務(wù)融合三個層面實(shí)現(xiàn)價值創(chuàng)造的基本架構(gòu)和可能途徑。

　　從價值創(chuàng)造的角度看，能源互聯(lián)網(wǎng)是以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，連接各類發(fā)電設(shè)施、各類用電終端及分布式能源系統(tǒng)的智能化、互動化的能源網(wǎng)絡(luò)，并融合互聯(lián)網(wǎng)理念形成能源電力新型業(yè)態(tài)。其基本概念示意圖如圖所示。

能源互聯(lián)網(wǎng)基本概念示意圖

資料來源：公開資料整理

　　與互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)類似，能源互聯(lián)網(wǎng)將由能源獲取系統(tǒng)和利用設(shè)備構(gòu)成“端”，由分布式和集中式能源輸送配置網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成“網(wǎng)”，由信息網(wǎng)絡(luò)及智能控制系統(tǒng)構(gòu)成“云”，由多元業(yè)務(wù)和商業(yè)模式構(gòu)成“服務(wù)”，端一網(wǎng)一云一服務(wù)形成有機(jī)、開放的平臺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力流、信息流及多種能源流的深度融合、雙向互動。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)有：

　　1）在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上納入各種電源和負(fù)荷轉(zhuǎn)化設(shè)備，具有集中式與分布式相結(jié)合、系統(tǒng)優(yōu)化與局部白治相得益彰的互聯(lián)、分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過推動網(wǎng)一源一荷的深度互動，并促進(jìn)多種能源形式的優(yōu)化梯級利用，最大程度上支撐清潔能源的發(fā)展。

　　2）互聯(lián)網(wǎng)及信息通信相關(guān)技術(shù)與能源融合，通過互聯(lián)互通、開放共享的信息網(wǎng)絡(luò)和功能平臺，提升能源系統(tǒng)智能化水平，推動新價值創(chuàng)造。

　　3）互聯(lián)網(wǎng)理念滲透下形成能源生態(tài)系統(tǒng)，用戶將依托設(shè)備級無縫接入、系統(tǒng)級優(yōu)化配置、能源信息的雙向互動，滿足對能源提供和多元使用者的身份訴求，并孕育發(fā)展新商業(yè)模式。

　　傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個剛性系統(tǒng),電源的接入與退出、電能量的傳輸?shù)榷既狈�彈�?致使電網(wǎng)沒有動態(tài)柔性及可組性；垂直的多級控制機(jī)制反應(yīng)遲緩,無法構(gòu)建實(shí)時、可配置、可重組的系統(tǒng)；系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實(shí)體冗余；對客戶的服務(wù)簡單、信息單向；系統(tǒng)內(nèi)部存在多個信息孤島,缺乏信息共享。雖然局部的自動化程度在不斷提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系統(tǒng)中多個自動化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的,不能構(gòu)成一個實(shí)時的有機(jī)統(tǒng)一整體, 所以整個電網(wǎng)的智能化程度較低 。

　　互聯(lián)網(wǎng)能源對能源行業(yè)的重要意義體現(xiàn)在以下方面：首先，我國傳統(tǒng)能源（如煤炭、石油與天然氣等非可再生能源）供應(yīng)正日趨緊張，發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)能源有利于提高能源使用效率、避免能源浪費(fèi)，是可持續(xù)性發(fā)展的需要。

　　其次，對可再生能源而言，互聯(lián)網(wǎng)能源可加速這類能源的普及與推廣。正在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，用光伏、風(fēng)電等新能源替代煤炭為主的火力發(fā)電形式。不過，光伏與風(fēng)電具有間歇性與波動性的特點(diǎn)，集中式電網(wǎng)運(yùn)行架構(gòu)無法完成這兩類可再生能源的接入，這是當(dāng)前我國“棄光棄風(fēng)”現(xiàn)象存在的重要原因。在此背景下，互聯(lián)網(wǎng)能源能解決光伏、風(fēng)電消納問題，確保新能源快速發(fā)展。

　　最后，發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)能源將加快電力體制改革進(jìn)程。互聯(lián)網(wǎng)能源不是對現(xiàn)有電力架構(gòu)的替代，而是對后者的有益補(bǔ)充，通過借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念提供一種自下而上的新型組網(wǎng)方式，互聯(lián)網(wǎng)能源保證了電力系統(tǒng)可靠性、保持了一定的利用率，并降低了大電網(wǎng)的安全風(fēng)險。

　　能源系統(tǒng)是能源生產(chǎn)和俏費(fèi)所有技術(shù)體系的總稱，包括能原的生產(chǎn)、加工轉(zhuǎn)換、傳輸配送、存儲、終端消費(fèi)等各個環(huán)節(jié)，是十分龐雜繁復(fù)的。

智慧能源=能源系統(tǒng)+信息系統(tǒng)

資料來源：公開資料整理

智慧能源的普適性架構(gòu)

資料來源：公開資料整理

能源互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

資料來源：IOE

　　能源互聯(lián)網(wǎng)是一種能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新 形態(tài)，相關(guān)技術(shù)、模式及業(yè)態(tài)均處于探索 發(fā)展階段。為促進(jìn)能源互聯(lián) 網(wǎng)健康有序發(fā)展，計劃近中期分為兩個階 段推進(jìn)，先期開展試點(diǎn)示范，后續(xù)進(jìn)行推廣應(yīng)用。具體來看，2016年至2018年，重點(diǎn) 推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范工作，建成一批不同類型、不同規(guī)模的試點(diǎn)示范項(xiàng)目， 攻克一批重大關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備，能 源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。要初 步建立能源互聯(lián)網(wǎng)市場機(jī)制和市場體系，形成一批重點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，探索 一批可持續(xù)、可推廣的發(fā)展模式，積累一 批重要的改革試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。2019 年至 2025年，著力推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)多元化、 規(guī)模化發(fā)展，初步建成能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè) 體系，形成開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài) 環(huán)境，能源綜合效率明顯改善，可再生能 源比重顯著提高。

　　我國已成為可再生能源第一投資大國，以投資增速20%計算，到2020年可再生能源與相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈增加值將可超過6000億美元，能源供應(yīng)與新增能效投資市場規(guī)模將達(dá)到3000億美元。

　　頻繁的政策獲利下，能源互聯(lián)網(wǎng)將逐漸走向?qū)嶋H應(yīng)用，市場空間不斷打開，并成為能源領(lǐng)域的重心，投資價值也將不斷凸顯。能源互聯(lián)網(wǎng)價值鏈中，發(fā)電、輸電、配電與售電/用電是主要環(huán)節(jié)，圍繞四大環(huán)節(jié)開展業(yè)務(wù)的公司如發(fā)電企業(yè)、儲能企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)等將迎來發(fā)展利好。

能源互聯(lián)網(wǎng)的價值鏈與參與者

資料來源：公開資料整理

　　圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)價值鏈，又可將能源互聯(lián)網(wǎng)分為智能發(fā)電，智能電網(wǎng)，智能儲能，智能用電，智能能源交易，智能管理和服務(wù)6大板塊，其中，智能發(fā)電、智能電網(wǎng)與智能儲存是三大重心，值得投資者關(guān)注。

　　2015年，全國能源生產(chǎn)總量36.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比2012年增長3.1%，年均增長1%，比2005年至2012年年均增幅低5.3個百分點(diǎn)，保持了穩(wěn)定增長的態(tài)勢。其中，原煤生產(chǎn)在2013年達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的39.7億噸之后，2014年和2015年分別降至38.7億噸和37.5億噸，分別比上年下降2.5%和3.3%。2015年，原油生產(chǎn)21456萬噸，比2012年增長3.4%；天然氣生產(chǎn)1346億立方米，比2012年增長21.7%；電力生產(chǎn)58106億千瓦時，比2012年增長16.5%，其中新型能源（核電、風(fēng)電以及其他新型能源）發(fā)電4375億千瓦時，比2012年增長1.3倍。

　　在一次能源生產(chǎn)構(gòu)成中，原煤占72.1%，比2012年下降4.1個百分點(diǎn)；原油占8.5%，與2012年持平；天然氣消費(fèi)占4.9%，比2012年提高0.8個百分點(diǎn)；一次電力及其他能源占14.5%，比2012年提高3.3個百分點(diǎn)。煤炭生產(chǎn)比重的持續(xù)降低和清潔能源比重的不斷提高，表明我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)正朝著多元化的目標(biāo)不斷前進(jìn)。