“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的技術特征與發(fā)展路徑解析

張耀軍，張軍保，邵 陽

（大唐海南能源開發(fā)有限公司，海口 570203）

0 引言

人類進入工業(yè)時代以后，加大了對自然資源的開發(fā)力度。人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)效率更高的生產和質量更高的生活，發(fā)明出越來越多的設備，這些設備的動力來源主要是消耗石油、煤炭、木材等自然資源，久而久之，人類生產生活中燃燒自然資源排放的廢水、廢氣對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。

為了保護生態(tài)環(huán)境，發(fā)展新能源技術迫在眉睫。經(jīng)過多年的研究，新能源技術的研究與應用已經(jīng)取得顯著的效果，在互聯(lián)時代背景下，能源的轉換與互聯(lián)技術的融合孕育出“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術。在世界范圍內，“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”不僅被諸多學者展開深入研究，更是許多行業(yè)實現(xiàn)更好、更快發(fā)展的一個重要契機。

1 “互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術特征

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”是互聯(lián)時代背景下誕生的一項融合技術。各行各業(yè)在此技術的支持下可以更好地實現(xiàn)生產、運輸、貯存、消費，助力能源市場實現(xiàn)更加深度的融合和新形態(tài)的發(fā)展。

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”作為一項融合技術，主要具備了設備智能化、多功能協(xié)同化、信息對稱化、市場供需分散化、市場交易開放化等一系列特征。在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”的支持下，新能源的技術、模式、業(yè)態(tài)正在重新興起。

1.1 物理層面

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術物理層面的特征主要表現(xiàn)在以多功能協(xié)同為支持條件下的能源技術高性能、多能流耦合分析控制技術、用于監(jiān)控云平臺的運維技術。其多功能協(xié)同的物理層面特征可以助力全系統(tǒng)實現(xiàn)高效綠色的運轉。

真正的“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術可以實現(xiàn)多網(wǎng)絡智慧互聯(lián)、能源轉換，通過這種轉換形式實現(xiàn)多維度的能量互補，最終優(yōu)化全系統(tǒng)的運行，使某特定單元的運載負荷下降，同時也實現(xiàn)了系統(tǒng)配置的優(yōu)化。

分布式能源是未來的主流趨勢，可以直接使用分布式能源向用戶所需要的能源轉換，如此一來，電網(wǎng)將不再是唯一的能源來源。微網(wǎng)單元建設作為能源互聯(lián)網(wǎng)主要特征，微網(wǎng)也就是在用戶對多種能源的需求基礎上構建的一種多能源耦合系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)獨立運行，也可以和外部區(qū)域主干網(wǎng)實現(xiàn)并列運行。“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”可以實現(xiàn)不同能源系統(tǒng)之間的優(yōu)點互補，防止出現(xiàn)能源的二次轉換，使能源的綜合利用率得到提升；還可以將可再生能源的消納水平進一步提升，實現(xiàn)分布式小微能源的并網(wǎng)、用戶的靈活互動和管廊、網(wǎng)點的有效整合，從而實現(xiàn)資源的高效利用。

1.2 信息層面

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術信息層面的特征主要表現(xiàn)在信息的透明度與共享度。具體來說，“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”的信息透明度主要通過能源設備的狀態(tài)情況、網(wǎng)絡的實際運行情況、市場交易情況來體現(xiàn)。在大數(shù)據(jù)技術、云計算技術、智能技術的支持下，“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術可以實現(xiàn)對能源設備各項狀態(tài)進行實時監(jiān)測，也可以實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的實時狀態(tài)在線風險評估，由此可以對電網(wǎng)的實際運作能力進行在線評估，包括電網(wǎng)市場價格在內的市場實況信息。

包括電網(wǎng)在內的能源網(wǎng)絡的共同特征就是垂直分布的網(wǎng)絡結構，但從電網(wǎng)公司的角度來講，這種垂直的網(wǎng)絡分布結構使電網(wǎng)公司可以占據(jù)的能源信息比重高達99%以上，不過即便如此，電網(wǎng)公司與用戶之間仍然存在嚴重的信息不對稱問題。隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術的發(fā)展，這種信息不對稱的問題正在逐漸消失。在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術的支持下，電網(wǎng)公司可以與用戶實現(xiàn)實時信息共享，包括電網(wǎng)公司與各電廠之間也可以實現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃與信息的實時共享。這種局面形成以后，傳統(tǒng)的電力資源完全壟斷垂直結構的局面會被打破，而代替垂直格局的是更加多元化參與者的扁平化結構，利于市場業(yè)務的順利開展。

1.3 市場層面

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術在信息技術與互聯(lián)技術的支持下，實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)與能源技術的深度融合，進而使互聯(lián)技術在配置資源的過程中體現(xiàn)出更加突出的優(yōu)化和集成優(yōu)勢，從而催生全新的發(fā)展形態(tài)與商業(yè)模式，能源消費者之間的能源共享效率也會更高。在互聯(lián)技術的支持下，所收集到的數(shù)據(jù)可以被整個能源網(wǎng)當中的生產者、消費者所應用，從而實現(xiàn)多方面利益的同時優(yōu)化。

（1）借助互聯(lián)網(wǎng)可以構建公平、公正、公開的市場環(huán)境，突破不同能源行業(yè)之間的信息屏障，多種能源可以實現(xiàn)效益、效率雙層面優(yōu)化，構成真正的開放交易。“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”激發(fā)了能源市場的活力，使更多的主體有機會加入能源市場，從用能需求出發(fā)提供更加多樣化的服務，確保多個能源供應商可以實現(xiàn)相對公平的市場競爭，使市場從整體上呈現(xiàn)出開放狀態(tài)。經(jīng)過電力改革，能源市場獲得了許多確保市場自由發(fā)展的條件，用戶和其他市場一樣可以實現(xiàn)能源開放與自由交易。

（2）“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”構建信息共享平臺，實現(xiàn)政策、市場引導用戶加入能源管理工作中，提升整體上的能源利用效率。在大量用戶的基礎上收集負荷數(shù)據(jù)對未來的電價變化趨勢進行分析，再對用戶的電力數(shù)據(jù)進行挖掘并實現(xiàn)優(yōu)化，提供需求側相應服務與系列輔助服務，降低電價，使電網(wǎng)資產利用率得到有效提升。

（3）新能源市場背景下，“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”為發(fā)展更多的能源商業(yè)模式和業(yè)態(tài)創(chuàng)造條件，產生了更多新經(jīng)濟增長點。

在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”背景下，全新的發(fā)展形態(tài)與商業(yè)模式的誕生，進一步實現(xiàn)生產者與消費者之間能源共享的高效性。根據(jù)互聯(lián)數(shù)據(jù)同時優(yōu)化多方效益可知，這也是“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術與升級版智能電網(wǎng)的本質區(qū)別所在。

2 “互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術發(fā)展路徑

2.1 在智能材料與傳感分布的基礎上打造升級能源

“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術順利應用的基礎就是多種多樣的能源設備。因此，為了提高能源設備的質量與性能，能源公司需要從基礎材料的角度出發(fā)對設備研制進行分析。除此之外，通過設備的多次融合，在設備中應用微型傳感器的方式提高能源設備信息物理方面的集成程度，最終實現(xiàn)能源設備的高品質、高精度，以更好地支持“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術發(fā)展。

2.2 從物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)構建智能化能源網(wǎng)絡，使分布能源的接入更加靈活

在物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上，結合豐富多樣的標準協(xié)議接口為能源能夠隨時接入創(chuàng)造條件，而這一點正是實現(xiàn)能源批量化接入、微型發(fā)電技術發(fā)展的基礎技術，更是最大限度實現(xiàn)能源清潔化的重要手段之一。為了實現(xiàn)能源的隨時接入，我國需要標準的協(xié)議、信息安全保障、可靠的物聯(lián)網(wǎng)技術，同時構建智能化的能源網(wǎng)絡。

2.3 邊緣計算能源系統(tǒng)分布的自治與高效

在信息透明、泛化的互聯(lián)能源網(wǎng)絡基礎上，使用邊緣計算技術、能源分布自治理念可以打造智慧能源終端，最終實現(xiàn)能源系統(tǒng)邊緣化管理與應用。“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”可以實現(xiàn)消費終端的智慧化升級，能源高效消納，能源系統(tǒng)整合效率得到提升，打造智慧微能源電網(wǎng)。

2.4 智能決策

云計算技術可以進一步為智慧能源系統(tǒng)實現(xiàn)分布式感知、集中決策創(chuàng)造條件，以此來推動能源系統(tǒng)進一步實現(xiàn)智慧化；在區(qū)塊鏈技術完善的基礎上進一步完善能源市場的交易體系，構建透明化、智慧化能源系統(tǒng)。

2.5 能源轉型升級

自“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”誕生之日起，國內許多地區(qū)致力于將“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”投入社會實際生產活動中，在提升社會生產效率的同時提升居民的生活質量，從而推動能源的轉型升級。在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”推動能源轉型升級的過程中，公司需要將能源設備作為技術支撐，進一步推動“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下智慧能源的轉型升級。

在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”背景下，公司需要盡可能提升能源設備物理信息水平，在此基礎上提升能源設備的集中能力和設備融合基礎材料研制水平。同時，能源會實現(xiàn)高精度、高可靠度感知，從而提升智慧能源應用水平和資源優(yōu)質化水平，最終實現(xiàn)轉型升級。

2.6 分布式能源

“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”背景下，分布式能源發(fā)展得到創(chuàng)新，結合互聯(lián)技術實現(xiàn)動力能源設備的轉換，在綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術的基礎上實現(xiàn)技術創(chuàng)新。“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”結合智能技術、網(wǎng)絡監(jiān)控技術、遠程遙控技術，從本質上提升人員作業(yè)水平與能源實際使用效率，實現(xiàn)無人監(jiān)控。

在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”技術支持下，越來越多的能源公司促成了社會化服務體系的建成，無論在能源生產供應還是系統(tǒng)運行管理水平都得到提升，并為日后深入開展能源研究提供了重要的條件與方向。“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”進一步推動能源實現(xiàn)供給側，市場上逐漸形成良性競爭，對分布式能源的發(fā)展而言也必然呈現(xiàn)出積極走向。一些地區(qū)已經(jīng)率先使用“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”發(fā)展分布式能源，這些地區(qū)都存在一些相對先進的分布式能源企業(yè)，同時建立相應的營業(yè)網(wǎng)點，便于占據(jù)分布式能源市場。分布式能源在“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”背景下需要實現(xiàn)不斷創(chuàng)新，建設周期更短且投資更少，安全性、可靠性都更具有保障性，同時能夠滿足網(wǎng)絡全覆蓋、經(jīng)濟統(tǒng)籌協(xié)調發(fā)展、資源環(huán)境生態(tài)保護的需求。

3 結語

時代的發(fā)展和環(huán)境的變化迫使人們需要進行能源的轉型。“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”技術可以很好地實現(xiàn)傳統(tǒng)能源向清潔能源的轉型。相較于升級版的智能電網(wǎng)，“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”技術可以更好地解決能源信息不對稱性的問題，更能實現(xiàn)能源的隨時接入，如此一來，其在給電網(wǎng)公司、發(fā)電廠帶來更好效益的同時，也給用戶帶來了更好的體驗，從而實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。

以大數(shù)據(jù)、云計算為基礎，實現(xiàn)能源生產、轉換、轉移、運用等多個環(huán)節(jié)形成的產業(yè)鏈，促使“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”在形態(tài)上實現(xiàn)信息流、能量流、資金流自由接入與共享。“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源”技術可以解決現(xiàn)階段能源行業(yè)提升消納的比重和能源利用率等多方面存在的迫切需求，打造全新的發(fā)展形態(tài)、商業(yè)模式，使能源消費者與其他用戶可以實現(xiàn)能源高效率共享。將數(shù)據(jù)應用于能源網(wǎng)生產者，最大限度實現(xiàn)多方利益優(yōu)化，促使能源的生產、消費更加智慧化，滿足人們的需求。