1 能源互聯(lián)網(wǎng)是推動能源革命的重要戰(zhàn)略支點
構建以系統(tǒng)扁平化、設備智能化、能量互補化、供需分散化等為主要特征,能夠實現(xiàn)個性化能源定制,提高用戶用能體驗的清潔、高效的能源互聯(lián)網(wǎng),將作為開啟我國能源革命的重要戰(zhàn)略支點,為我國能源產(chǎn)業(yè)帶來一場貫穿消費、供給、技術、體制的鏈式革命。
當前,以“互聯(lián)網(wǎng)+”和“智能化”為主要特征的全球新一輪產(chǎn)業(yè)革命正在孕育興起,先進信息技術及互聯(lián)網(wǎng)理念與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的不斷融合,推動著新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生與發(fā)展,為相關產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展進入“新常態(tài)”及資源環(huán)境約束的持續(xù)趨緊,能源產(chǎn)業(yè)急需探尋新的發(fā)展模式。習近平總書記和李克強總理分別主持召開中央財經(jīng)領導小組第六次會議和新一屆國家能源委員會首次會議,提出了“推進能源消費、供給、技術、體制革命和全方位加強能源國際合作”的能源工作總要求,明確了“節(jié)約、清潔、安全”的能源戰(zhàn)略方針,為當前及今后一個時期我國能源工作指明了方向。
構建以系統(tǒng)扁平化、設備智能化、能量互補化、供需分散化、數(shù)據(jù)透明化、信息對稱化、交易自由化為主要特征,能夠實現(xiàn)個性化能源定制,提高用戶用能體驗的清潔、高效的能源互聯(lián)網(wǎng),將作為開啟我國能源革命的重要戰(zhàn)略支點,為我國能源產(chǎn)業(yè)帶來一場貫穿消費、供給、技術、體制的鏈式革命。
首先,能源互聯(lián)網(wǎng)建設能有效支撐能源消費和供給革命。我國現(xiàn)有能源結構以化石能源為主體,新能源和可再生 能源比例偏低,能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展日益受到生態(tài)環(huán)境的制約。依托于能源互聯(lián)網(wǎng)這一技術平臺,實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與可再生能源協(xié)同發(fā)展,實現(xiàn)能源點對點自由交易,解決集中式與分布式可再生能源消納問題,從而提高可再生能源在能源結構中的比重,推動能源消費中的“兩個替代”,提升用戶用能體驗,構建清潔、高效的能源供需新模式,為能源消費和供給革命提供重要支撐。
其次,能源互聯(lián)網(wǎng)建設能有效支撐能源技術和體制革命。當前我國能源技術創(chuàng)新和體制創(chuàng)新已進入深水區(qū),能源互聯(lián)網(wǎng)的構建,能夠為一次、二次能源的傳輸、配送、轉化及利用提供技術支撐,為不同類型分布式能量單元、儲能、電動汽車以及相關負載設備提供并網(wǎng)接口,為市場中各參與主體創(chuàng)造一個基于能源開發(fā)與消費的開放、靈活信息交互和創(chuàng)新平臺,從而顛覆了能源行業(yè)自上而下的傳統(tǒng)結構,形成扁平化的行業(yè)新格局。這個過程將有效引導各類技術創(chuàng)新要素集聚,產(chǎn)生萬眾創(chuàng)新的“聚變效應”,并為能源體制創(chuàng)新源源不斷地提供新思想、新動力,最終推動能源生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系革命。
2. 關于能源互聯(lián)網(wǎng)的總體構想
電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì),較高的能源轉化效率以及在終端能源消費中的便捷性,決定了智能電網(wǎng)將成未來我國能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心,是實現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。
從目前的認識來看,信息雙向流動和數(shù)據(jù)交互將在未來的產(chǎn)業(yè)組織中占據(jù)越來越重要的位置,傳統(tǒng)自上而下的剛性組織架構將被靈活的、適應性更強的扁平化組織取代,而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為這種扁平化組織結構提供了充分的技術支撐。構建能源互聯(lián)網(wǎng)的基本邏輯是:將開放、對等、共享、互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)理念融入能源體系,通過互聯(lián)網(wǎng)技術、先進控制技術等技術手段逐步消除各類能源網(wǎng)絡之間的隔離性以及能源供應體系中的供需界限,打破相對封閉的行業(yè)格局。鑒于此,能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)至少應包含以下元素:一是泛能源系統(tǒng)。即煤、油、氣、熱、電等一、二次能源協(xié)同發(fā)展,以用戶用能體驗為核心,打通相關能源品類之間的轉化通道,并突出各類能源之間的“可替代性”,為實現(xiàn)“兩個替代”奠定基礎。二是扁平化系統(tǒng)。即推動信息與能源基礎設施高度融合,通過信息技術實現(xiàn)供能、輸能、用能等各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)優(yōu)化,打破能源產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的供需界限,并推動不同體量的能量單元具有平等的市場地位。三是開放式系統(tǒng)。有兩層含義:一方面,開放的體系結構,可實現(xiàn)可再生能源、儲能、電動汽車以及相關用能裝置的“即插即用”;另一方面,開放的商業(yè)形態(tài),能量流、信息流、價值流三流自由雙向交互,有效聯(lián)結能源生產(chǎn)和消費,信息指導能量,能量提升價值,并衍生出各具特色的商業(yè)形態(tài)。
能源互聯(lián)網(wǎng)的主要功能至少應包含以下幾個方面:一是提升能源利用效率和資源配置水平。能源互聯(lián)網(wǎng)將最大程度地促進多類型能源互聯(lián)、互通、互補,推動能源供需協(xié)調(diào)互動,實現(xiàn)輕資產(chǎn)增量對重資產(chǎn)存量的盤活,并更好地促進能源市場發(fā)展,促進能源回歸商品屬性,從而提高整個系統(tǒng)的能源利用效率和資源配置水平。
二是提升能源系統(tǒng)的清潔低碳發(fā)展水平。基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺,集中式和分布式可再生能源、儲能設備以及負載設備能夠無差別對等互聯(lián),系統(tǒng)對可再生能源的消納能力將大幅提升。此外,互聯(lián)網(wǎng)技術及思維與傳統(tǒng)化石能源產(chǎn)業(yè)融合,將有力提升傳統(tǒng)化石能源開發(fā)利用的精細化程度,從而大大提升系統(tǒng)的清潔低碳發(fā)展水平。
三是提升能源行業(yè)管理精細化水平?;谀茉椿ヂ?lián)網(wǎng)平臺,能源生產(chǎn)、傳輸、交易、消費等信息和數(shù)據(jù)能實時產(chǎn)生、記錄和分析,為能源統(tǒng)計預測,能源規(guī)劃、能源市場監(jiān)管和能源安全監(jiān)管提供數(shù)據(jù)分析基礎,從而提升能源行業(yè)管理的科學化和精細化水平。
四是提升用戶用能體驗和效益。能源互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)自下而上能量自治單元之間的對等互聯(lián),每一個能源的消費者,同時都可以是能源的生產(chǎn)者。此外,用戶可基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺,對用能設備進行精細化管理,提升用能效益;同時,各類參與主體可進行點對點的能源自由交易,增加用戶對能源的自主選擇權,提升用能體驗。
五是提供一個基于能源開發(fā)與消費的開放式創(chuàng)新平臺?;ヂ?lián)網(wǎng)技術為能源產(chǎn)業(yè)注入充足的信息對稱性和系統(tǒng)透明度,為能源系統(tǒng)內(nèi)的參與者提供了一個基于能源開發(fā)與消費的開放式創(chuàng)新平臺,并為各類參與者提供了平等的參與機會和創(chuàng)新舞臺,將促使每一個參與者將創(chuàng)造性發(fā)揮到極致并形成“聚變效應”。
3. 智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎支撐平臺和資源配置中心
(一)智能電網(wǎng)的發(fā)展過程隨著電力電子技術、通信技術、自動控制技術以及“大數(shù)據(jù)”技術的發(fā)展,智能電網(wǎng)的內(nèi)涵也不斷得到深化,從最早強調(diào)電網(wǎng)自動控制與保護,逐步發(fā)展到注重網(wǎng)絡信息流的價值以及電網(wǎng)中能量流與信息流的整合。簡單來講,目前對于智能電網(wǎng)的定義就是將ICT技術、自動遠程控制技術和先進的輸配電基礎設施高度集成而形成的新型電網(wǎng)結構,其已經(jīng)具有以下幾點特征:第一,系統(tǒng)自愈性。智能電網(wǎng)具有先進監(jiān)測與控制設備,能夠實現(xiàn)自動故障檢測,對網(wǎng)絡中突發(fā)情況做出反應,隔離故障器件或者局部網(wǎng)絡,實現(xiàn)網(wǎng)絡的快速重構以及各局部網(wǎng)絡的孤島與并網(wǎng)運行狀態(tài)的平滑切換,保證系統(tǒng)內(nèi)正常的電力供應。
第二,兼容開放性。智能電網(wǎng)具有靈活的網(wǎng)架結構,能夠接納各類型發(fā)電設備、儲能設備的柔性接入,能夠為集中式以及分布式可再生能源并網(wǎng)提供技術支撐。
第三,交互可視性。智能電網(wǎng)的交互可視性主要體現(xiàn)在:一方面,能夠使用戶直觀地了解系統(tǒng)運行以及自身用能情況,從而更好地協(xié)調(diào)需求側與供應側資源互動優(yōu)化;另一方面,信息的實時交互能夠使系統(tǒng)與電力市場實現(xiàn)無縫對接,豐富電力市場的參與主體,更好地發(fā)揮市場在促進資源優(yōu)化配置方面的作用。
(二)智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的對接與整合電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì),較高的能源轉化效率以及在終端能源消費中的便捷性,決定了智能電網(wǎng)將 成未來我國能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心,是實現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。智能電網(wǎng)作為未來電力系統(tǒng)重要技術支撐已經(jīng)具備了能源互聯(lián)網(wǎng)一些特征,在智能檢測、智能表計、自動控制、電力電子、數(shù)據(jù)處理、信息交互等多個層面為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一定的技術基礎。
首先,智能電網(wǎng)在用戶側的AMI系統(tǒng)要向雙向、智能、多能源計量(冷、熱、氣、水、電)以及多功能方向發(fā)展,能夠與能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源互聯(lián)相銜接。一方面,借助于互聯(lián)網(wǎng)技術、“大數(shù)據(jù)”與“云計算”技術對AMI系統(tǒng)的通信模塊和數(shù)據(jù)管理模塊進行升級,增強其數(shù)據(jù)吞吐處理能力以及信息實時交互功能。
能夠對用戶各類型能源消費數(shù)據(jù)和用能相關數(shù)據(jù)(比如溫度、濕度、日照強度等)進行實時收集,能夠實現(xiàn)系統(tǒng)運行情況以及市場交易情況的實時信息交互。另一方面,與智能控制終端相互整合。能源互聯(lián)網(wǎng)中AMI系統(tǒng)應具有通用的數(shù)據(jù)接口,能夠與可再生分布式電源、分布式儲能、智能用能設備、移動智能終端進行數(shù)據(jù)交互,承擔用戶側數(shù)據(jù)管理與控制中樞功能,方便為用戶提供涵蓋水、熱、氣、電等多類型能源一體化消費方案,是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)中需求側綜合能源管理的重要技術支撐。
其次,在能源供應與輸配環(huán)節(jié),智能電網(wǎng)通過先進的電力電子、自動控制、交直流柔性輸電等技術能夠實現(xiàn)電力網(wǎng)絡的自動故障檢測、隔離與修復,網(wǎng)絡的快速重構,能夠保證各類分布式電源、分布式儲能以及電動汽車的安全接入。智能電網(wǎng)在智能變壓器、集中式與分布式可再生能源發(fā)電和運行技術、儲能技術以及超導技術等方面的技術 積累,使得其能夠為能源互聯(lián)網(wǎng)中各層級的能量管理系統(tǒng)、能源路由器等關鍵技術的研發(fā)提供一定的技術基礎。能源互聯(lián)網(wǎng)是多能源網(wǎng)絡的耦合,未來能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源供應與輸配網(wǎng)絡,不僅要考慮電力網(wǎng)絡的運行控制,還需要考慮其他能源網(wǎng)路的優(yōu)化協(xié)同,包括各類一次能源的互補協(xié)同控制,各類型能源轉化,多類型能源網(wǎng)絡協(xié)同優(yōu)化運行等相關技術解決方案。智能電網(wǎng)需要為各類型能量單元提供具有高度兼容性的并網(wǎng)接口,從而更好地發(fā)揮在能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心和基礎支撐平臺作用。
(三)能源互聯(lián)網(wǎng)推動智能電網(wǎng)的外延與發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)是一個泛能源體系,其建設將會使得各類型能源供應與輸配網(wǎng)絡得到整合和延伸,實現(xiàn)各類能源的互聯(lián)共享,是對現(xiàn)有能源供需結構的顛覆性革命及傳統(tǒng)能源行業(yè)觀念的根本性變革。一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)中一次與二次能源最優(yōu)轉化技術,廣義 “源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調(diào)運行技術以及基于互聯(lián)網(wǎng)技術的能源市場綜合運行、綜合控制、綜合交易以及針對用戶的綜合能源服務將最大程度地發(fā)揮智能電網(wǎng)在 “源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調(diào)控制以及優(yōu)化資源配置方面的技術潛能,同時也使得智能電網(wǎng)的范圍和內(nèi)涵得到擴展,向著智能綜合能源網(wǎng)絡的方向發(fā)展。另一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)建設過程中,“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”互聯(lián)網(wǎng)思維將為智能電網(wǎng)的建設營造更為開放的環(huán)境,依托于智能電網(wǎng),將會衍生出更多的商業(yè)模式和附加價值,從而豐富了建設參與主體,推動智能電網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
4. 我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策建議
能源互聯(lián)網(wǎng)建設是一項復雜的系統(tǒng)工程,不僅涉及大量相關高新技術的攻關與集成應用,也需發(fā)展與之配套的宏觀政策及相應的市場機制。為此,提出以下建議:開展能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設計、能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術攻關、能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范,同時研究制定能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。
能源互聯(lián)網(wǎng)是助推我國能源革命的“下一個風口”,是近一個時期我國可能領先世界的為數(shù)不多的幾個領域之一。能源互聯(lián)網(wǎng)建設是一項極為復雜的系統(tǒng)工程,不僅涉及大量相關高新技術的攻關與集成應用,也需發(fā)展與之配套的宏觀政策及相應的市場機制。為此,提出以下建議:一是開展能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設計。從我國能源革命的實際需求出發(fā),立足世界能源技術及互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展前沿,研究制定我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展指導性文件,明確我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設的指導思想、基本原則、目標定位、重點任務及相關保障措施,充分調(diào)動能源、信息等相關行業(yè)資源,營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的良好生態(tài),有序推進能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與建設工作。
二是開展能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術攻關。
立足我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有信息、控制等技術發(fā)展水平,研究設立能源互聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新專項,有針對性地支持建設若干能源互聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新平臺,圍繞能源路由器、智能供能、智能用能、能源電商交易、智能能效服務等一批關鍵技術開展集中攻關,盡快突破制約我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設的重大技術瓶頸。
三是開展能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范?;谖覈F(xiàn)有基礎,選擇具有代表性的地區(qū)支持開展各具特色的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設,發(fā)展相應的市場機制和商業(yè)模式,建設一個基礎設施智能化、生產(chǎn)消費互動化、信息流動充分化的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)絡,協(xié)同解決能源供應、能源消費、能源安全、環(huán)境治理、資源利用等關鍵問題,為我國能源互聯(lián)網(wǎng)的推廣積累經(jīng)驗。
四是研究制定能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。
建立統(tǒng)一的標準規(guī)范是推動我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié),也是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多能源互聯(lián)以及信息實時交互的根本保障。建議相關政府部門盡快組織能源、信息等行業(yè)力量,依托現(xiàn)有電力、油氣、煤炭、互聯(lián)網(wǎng)等相關標準體系,整合形成我國能源互聯(lián)網(wǎng)體系框架,并持續(xù)優(yōu)化形成開放的能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。




