電力科技信息

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能源互聯網將顛覆性變革智能電網

在2015年7月4日，國務院印發的《推進互聯網行動意見》（下稱《意見》）提出，要“通過互聯網促進能源系統扁平化，推進能源生產與消費模式革命”。

華北電力大學能源與電力經濟研究咨詢中心主任、國家能源互聯網行動計劃專家組組長曾鳴表示，《意見》對目前能源行業的影響是全方位、多層次的，是顛覆性的。能源互聯網是國務院總理李克強“互聯網”概念的具體延伸，也是未來一段時間中國能源領域工作的重點。他認為，在互聯網概念引導下，能源基礎設施領域無疑要產生深刻的變革。現在，這一變革的序幕悄然拉開。

1 構建能源互聯網不落后歐美

能源互聯網被認為是能源和互聯網的結合。美國經濟學家里夫金所寫的《第三次工業革命》則被認為是關于能源互聯網的最“正宗”的構想。

里夫金認為，可以通過互聯網技術與可再生能源相融合，將全球的電力網變為能源共享網絡，使億萬人能夠在家中、辦公室、工廠生產可再生能源并與他人分享。

但里夫金的構想在技術上仍存在缺陷。西南電力設計院原副總工程師吳安平最近撰文提出質疑：“世界上不存在沒有界限、工作原理類似于互聯網的能源共享網絡，也沒有不受約束可以在任何范圍內自由傳輸的能源（電力）。但如果僅在一個局部區域，采用先進的信息和自動控制技術進行智能化協同調度管理，實現里夫金的構想則是可能的。 ”

在吳安平看來，能源互聯網的內涵可表述為“在規劃建設中融入互聯網理念和現代信息技術，實現低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送與配置能量的網絡”。因此，建設能源互聯網就是建設符合這些要求的能源網絡。

國家發改委能源研究所原副所長的李俊峰表示，能源互聯網一定會成為現實。他對此極具信心，中國在構建能源互聯網的技術上并不存在問題，也不落后于歐美國家。

2 智能電網將成為基礎平臺

業界普遍認為，中國發展能源互聯網的一個主要目的是應對能源危機。中國一次能源中石油55%是進口的，需要開發更多的可再生能源才能保障能源的安全供應。

但有專家認為，智能電網或將成為能源互聯網的基礎支撐平臺和資源配置中心，李俊峰則舉例稱，智能電網技術的進步，破解了太陽能和風能這種不穩定的能源輸送。

吳安平認為，能源互聯網與智能電網也可以看作是宏觀指導思想與具體技術模式的關系，能源互聯網概念揭示能源和電網的發展方向，為智能電網建設提供具體的技術方案。“也就是說，能源互聯網的實現需要更加穩定、高效、安全的電網，以及實現以風能和太陽能為代表的新能源大規模替代化石能源，電網將不可避免地走向智能化和分散化。”他表示。

3 能源消費者將獲得自主權

國家能源局已多次組織企業座談會，對國家能源互聯網行動計劃的構架與主要內容進行前期調研。在被邀請的企業中，有中國五大發電企業，有中國兩大電網壟斷企業，有神華這樣大型的能源企業，還有阿里巴巴、聯想這樣互聯網領域的先鋒企業。

南方電網副總經理王久玲曾表示，過去，傳統的電力行業在供求關系方面不能夠完全反映市場規律，能源消費者不能夠完全地像大眾商品那樣參與到商業行為當中來。“我認為，智能電網第二個要解決的問題，就是要盡量讓電力這種商品與商業模式更加接近于大眾商品模式。”

業界普遍認為，能源產業在互聯網化進程中，必定涌現出很多的商業模式，其中有不少商業模式則是顛覆性的。

比如，在能源企業的生產模式方面，能源企業從提供單一的能源產品轉變為提供綜合能源服務，已在大數據和物聯網的支持下成為趨勢，如協鑫電力正在利用能源站集成、智能化控制和云計算技術將天然氣、太陽能、風能、地熱能和儲能等清潔能源集成構建的能源微網模式。這種模式被認為是比傳統能源系統在效率上更高。

同時，電網企業的服務模式也將因能源互聯網的到來而發生巨變。國家電網和南方電網這兩大電網壟斷央企正在與互聯網公司進行相關的合作，試圖在這方面實現轉型。

1個最新的例子是：7月15日，南方電網麾下的深圳供電局與螞蟻金融服務集團和阿里云計算有限公司達成戰略合作協議，三方將攜手打造“互聯網城市電網服務”，利用互聯網、大數據應用技術，提供移動繳費、能效管理、節能等一系列便利安全的智能供電服務。這就打破了傳統能源行業的信息不對稱，促使信息透明化，讓消費者得到了更多自主權。

來源：第一財經日報

全球能源互聯網發展初期——智能電網階段

互聯網能源是互聯網和新能源技術相融合的全新的能源生態系統。它具有“五化”的特征：能源結構生態化、市場主體多元化、能源商品標準化、能源物流智能化及能源交易自由多邊化。互聯網能源的優勢在于用更低的成本，為消費者提供更優的服務，同時賦予消費者更自主的權利。

近些年來，隨著以太陽能為主的可再生能源發電比例在全球各國的不斷增加，全球能源系統發生了顯著變化，可再生能源的分布式發電已逐漸成為某些國家電力供應的重要組成部分。為了更大范圍地提高可再生能源電力在能源中的比例，大力發展分布式能源供應就成為全球能源結構調整的主要工作內容。

在這樣的背景下，“能源＋互聯網”這個概念應運而生。世界各國除了出臺一系列的相關政策進行鼓勵、支持外，運用信息和通信這一發展成熟的現代化技術，有效平衡電力供給與需求的智能電網技術和高效能儲能技術，也是發展可再生能源分布式發電的重要驅動力。

目前全球“能源＋互聯網”的發展還處于初級階段，也就是“智能電網”的發展階段。對于智能電網的定義和發展模式，各國也不盡相同。

1 美國：“立體”式智能電網

美國電科院對于智能電網的定義是：由多個自動化的輸電和配電系統構成以協調、有效和可靠的方式運作，包括先進的通訊和控制技術應用和電力輸送基礎設施實現現代化。

美國的智能電網又稱統一智能電網，是指將基于分散的智能電網結合成全國性的網絡體系，主要包括：實現美國電力網格的智能化，解決分布式能源體系的需要，以長短途、高低壓的智能網絡聯接客戶電源，實現可再生能源的優化輸配。

2010—2013年，美國電力行業花費180億美元用于智能電網技術部署。2014年減少到25億美元的年度支出，其主要原因是先進的測量基礎設施的花費減少，成本由此降低了。然而，據美國行業分析師預計，智能電網分配系統的年度花費量會逐漸增多，大約會由2011年的12億美元增加到2017年的19億美元，不過，先進的測量基礎設施的花費仍然會不斷降低，從2011年的36億美元降到2017年的12億美元。

2 德國：“互動”式智能電網

德國對于智能電網的定義是：集創新工具和技術、產品與服務于一體，利用高級感應、通信和控制技術，為用戶的終端裝置及設備提供發電、輸電和配電一條龍服務，它實現了與用戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需要參與率及能源效率。

德國智能電網是把所有能源產生的電量都放在一張電網上進行傳輸，與此同時，智能電網發電最大的特點是應用了大量的IT技術，使其更像一張互聯網，因此具有極強的互動性。

近兩年以來，德國不斷加大智能電網和儲能技術的創新和發展，并以現代信息和通信手段，將智能電網和儲能技術應用于大量的微電網、節能建筑等多種分布式能源示范項目，有力推動了分布式能源的快速發展。

3 其他國家智能電網發展情況

英國政府已制定出“2050年智能電網線路圖”，并支持智能電網技術的研究和示范，建設工作將嚴格按照路線圖執行。蘇格蘭坎伯諾爾德研究中心正在研究智能電網的優化問題，其目標無疑是提升發電效率。該中心利用微電網對新技術進行測試，這是蘇格蘭智能大電網戰略的一部分。

丹麥政府在2013年就已經啟動了新的智能電網戰略，由此推進消費者自主管理能源消費的步伐。該戰略將綜合推行以小時計數的新型電表，采取多階電價和建立數據中心等措施，以此鼓勵廣大消費者在電價較低時用電。

加拿大政府標準委員會公布的智能電網標準路線圖中，明確建議建立一個指導委員會，來推進智能電網標準化和政策目標制定工作。該路線圖的制定是在加拿大自然資源部和國際電工委員會下屬加拿大國家委員會的監管下完成的。

巴西圣保羅國家輸電公司在2013年8月正式宣布其智能電網項目將采用無線城域網技術。到2015年，智能電網的發展將逐漸延伸及巴西圣保羅的各個城市區，用以滿足6萬家用戶的電力需求。

4 未來發展趨勢

互聯網能源的顯著特點表現為，互聯網能源基于可再生能源和氣體能源利用特點，形成眾多產能用能一體的市場單元，依托能源物理網和互聯網相融合的開放平臺，自主、平等地進行能源相關產品和服務的多邊交易，實現能源系統效率最優和能源價值的最大化利用，是能源結構生態化、產能用能一體化、資源配置高效化的全新能源生態系統。

在人們的日常生活中，小到客戶單獨使用的智能電表，大到覆蓋整個電網的智能電網調度控制系統、無處不在的用電控制系統，都屬于智能電網建設的研究范圍。這是因為，智能電網突破了傳統意義上的電網概念，成功實現了新能源、信息、電力電子等多種先進技術的交叉融合，無論在性能、效率上，都實現了一種革命。

據IDC（互聯網數據中心）發布的針對智能電網的投資報告顯示，預計到今年年底，全球智能電網投資將超過464億美元，其中智能電表的安裝量將持續保持高增長。

IDC在《2010—2015全球智能電網投資預測》中指出，到2015年，全球范圍內針對智能電網硬件、軟件和服務的投資將在2010年的基礎上增加17.4%，達到464億美元。這份報告明確指出，在此之前在北美和歐洲許多國家興起的智能電表安裝熱潮，如今已成為全球趨勢。

資料顯示，2011年全球智能電表銷量已經達2 540萬只，預計到2016年將增至1.4億只，而在此期間，全球智能電表銷量的年均增速將保持在33%左右，在這里需要格外提到的是，其中亞太地區國家將會有強勢表現。

來源：中國經濟網