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　　我国是能源第一消费国，电能是我国能源消费的重要形式，其中以火电为代表的传统化石能源发电超过全国发电总量的70%以上；但同时我国能源资源相对匮乏，降低电力碳排放是实现“双碳”任务的重中之重。

　　另一方面，近十年能源互联网技术与应用逐渐成熟并成为主流趋势。2014年我国明确提出了能源生产与消费革命的长期战略。同时，国际上提出第三次工业革命是能源与信息技术碰撞的结果，以能源互联网为主要标志。2016年，由国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部联合制定的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布，由此能源互联网发展迅速走上快车道，成为我国践行能源革命和“互联网+”战略的有力抓手。

　　能源互联网是以互联网理念构建的新型信息—能源融合“广域网”，它以大电网为“主干网”，以微网、分布式能源、智能小区等为“局域网”，以开放对等的信息—能源一体化架构真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用，可以最大限度地适应新能源的接入（如图1）。能源互联网借鉴互联网理念的开放、对等、互联、分享，希望实现能量的交换像互联网信息交换一样方便快捷，最终为用户提供更多价值服务。

　　我国新能源资源多位于西部和北部地区，通过集中式的大电网将新能源电力输送到人口、工商业稠密的东南部用户中心；另外，分布式的特点是从配用侧边缘做起，例如园区级的、区域性的能源微网、分布式能源、智慧社区等都可以作为能源互联网的基础，接入分布式新能源的同时实现“源网荷储”的局域互动，自下而上构建能源基础设施，实现“局域消纳在先，广域互联在后”，与传统集中式大电网相结合以后，既有分布式新能源灵活接入的优势，又有坚强可靠的保障，以统一的互联网架构同时兼顾稳定性和灵活性，这就是能源互联网的基本理念。

　　新能源占比较大的新型电力系统最大挑战在于新能源发电的间歇性和不确定性。比如新能源发电的代表风电和光伏发电，都会受到天气变化等多方面外部因素的影响，无法做出确定性的出力计划。另外，新型电力系统中类似电动汽车充电这类随机性强的负荷比例增加，给负荷预测也增加了难度，总的体现为给电网调度带来更大的困难和挑战。而能源互联网强调冷热电、风光储、源网荷的统筹协调，可实现新能源灵活接入、基于储能的消峰填谷、需求侧管理和响应等，能够最大限度解决这些问题。

　　传统电源如火电、水电等很难分布式部署，而新能源尤其是光伏发电使得分布式电源成为可能，近年来新型储能技术的发展使得可以在局域实现“源网荷储”的互动。2011年美国杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中就指出：“互联网技术和可再生能源结合起来所构成的能源互联网，将是实现能源分布式供应的一种有效模式。”能源供给模式呈现出从集中到分散的演变趋势，资源和生产单位的地理分布从特定区域扩展到无处不在，供给主体从少数能源巨头转变为家庭和个人，大规模集约生产方式模式演化为无数微小单位的集成。

　　能源互联网是信息能源基础设施一体化，在能源互联网支撑下，源网荷储就不仅是独立的环节，它把各个环节组合在一起，在一个小的区域或空间内互联，然后再逐渐地自下而上去拓展和互联。从具体功能上来看，能源互联网主要有五个层面：能量层、信息层、业务层、价值层和用户层。能量层包括不同形式的能源和负荷实现能量多向互动和多能互补；信息层利用新一代信息技术和传感通信技术对数据进行采集处理；业务层的核心是能量管理和控制以及大数据分析高级应用；价值层实现价值分享，还原能源和电力的商品属性，从价值驱动角度给用户提供更多的增值服务，并反过来通过交易、价值流动促进能量和信息的流动；用户层是为能源互联网参与方、平台用户和多元主体提供个性化和交互体验服务的功能层。五个层面都有不同的关键技术。

　　能量路由器借鉴信息基础设施中的网络路由器原理，对能量进行存储转发，是能源互联网运行与控制的具体实施装置。能量路由器具有硬件通用化、软件定制化和即插即用等技术特征，既是能量管理控制又是能量计量的终端，同时可以跟数据中心等信息基础设施有机结合，是信息能源基础设施一体化的核心装备。

　　相对于能量路由器是电力电子一次设备，能量控制器是负责数据采集、分析、处理、控制的二次设备，尤其在边缘侧可以采用云边协同的架构，实现能源互联网的源网荷储精准调控。基于5G和AI技术，可以实现数据驱动的能量控制器，一方面基于5G支持大规模高并发低时延的电网和负荷数据量测和感知新能源互联网，同时基于AI开展在线实时数据分析与决策，实现高速精准调控，支持实时电网和负载调节相关业务，适应园区、微网等不同场景下差异化目标，易移植推广性强。

　　基于能源互联网的能源大数据分析，通过对电网和负荷电流、电压、有功、无功瞬时值和变化量的直接量测和AI算法处理，得到在线实时动态数据，构建大数据分析应用，实现资源利用的最大化，同时数据资产成为核心竞争力，数据驱动运营管理。通过数据挖掘和深度学习等方法可以构建能源互联网高级应用，比如功率预测，负荷建模、运行调度、电能质量分析治理，安全稳定性分析，风险研判、态势感知、能量交易等，所有这些功能都可以基于数据驱动的方法来实现。

　　在分布式碎片化的能源系统结算与交易方面，区块链技术与能源互联网本身特点相吻合，支持多能源多主体的系统，而且促进信息与物理系统的融合，实现能源交易多元化，底层有共识机制，然后通过上层的智能合约实现不同主体之间的交易规则，用计算机脚本的形式固化在程序里，可以大大提升交易和结算的效率。除了适应性，区块链应用于能源互联网还存在许多差异化的内容，例如如何在能源区块链中反映多种价值传递模式、能量交易的灵活性、数据安全、效率提升等。在新能源分布式发展的大趋势下，能源区块链可以支持园区能源互联网的分布式交易，进而促进区域新能源的消纳，储能的应用和需求侧管理和响应。

　　在一个城市或全国范围内，如果有很多区域型或碎片化的能量管理系统，则无法按照传统能源系统的方式进行管理。能源互联网能量管理平台是构建于基础设施之上的信息管理系统，具有多元主体接入、全景数据展现、能量信息透明、智能分析应用、价值闭环驱动等特征。在互联网思维指导下，能量管理平台不仅仅是用能终端用户的入口，奇异果APP官方网站还是供能方、网方、中间方（运营方、服务方）等多方主体的入口。因此能量管理平台最终构建的是能源互联网生态圈，以此为载体实现能源互联网的用户服务和价值创造。

　　能源互联网是新型基础设施建设中融合基础设施的典型代表，能源互联网发展应注重典型的分布式场景应用示范，包括园区综合能源、多站合一、基站微电网、光储充、城市轨道交通等，体现能源、信息、交通融合基础设施特征，能源互联网是新基建重要组成和核心驱动力新能源互联网。

　　图2是能源互联网示范工程的全景图，图中既有气电又有冷热要素，既有分布式能源燃气冷热电联供，又有风光储电动汽车微网的模式，还有社区需求侧管理响应经济运行的要素，在能量层之上还可以通过信息通信的方式实现信息的透明、能量管理和交易等要素，综合园区尤其是工业园区这种场景比较典型，未来也会出现区域能源运营商的新业态。区域能源运营商对区域内部进行各种优化，成为对区域低碳、绿色、节能、提质增效发展的责任主体。另外，也不是所有的场景都必须做到复杂多元，很多能源互联网示范工程也可以针对部分内容有特色地开展。

　　通过发展能源互联网，将数据中心、能源站、变电站、储能站、光伏站等基础设施实现多站合一，进而提高多种基础设施融合的整体效率。多站合一的优势包括：实现资源优化互补、提高能源利用效率；集成化设计节省空间、增加运营面积、提高收益率；减少供电备用、减少静默成本；智慧化设计提高运维效率、集中维护成本降低等。

　　5G时代通信基站用电量成倍增长，同时现有铁塔基站还有供电可靠性受天气等条件变化的影响较大。发展基站交直流混合微电网，可以接入光伏和储能等分布式电源，面向峰谷差利用，控制充放电特性，实现合同能源管理。虽然每个基站容量不大，但基站数量是十分巨大的，聚合起来仍然可以作为电力市场交易层面上的重要因素，因此基站微电网也是源网荷储一体化的典型案例，支持分布式新能源发展。

　　面向电动汽车充电应用，基于能量路由器实现光储充集成化系统，可以通用化实现光伏逆变器、储能PCS、电动汽车充电功率模块、并网变流器等，上层实现能量调度管理、电能质量治理以及电量交易等高级应用。如图3，当源网荷储这样一个能量系统变成一个非常小的规模，实现模式可能变成在设备层面上的一二次融合，随着一体化、集成化和标准化水平不断提高，可以实现全生命周期的成本最低。

　　城市轨道交通系统面临可持续发展难题，可以将电网供电、列车牵引供电、再生制动能量回馈、储能充放电、新能源发电、场站冷热电供应等统筹考虑，搭载电网调峰控制、电能质量调节等高级应用，达到提高全系统效能、降低生命周期成本的目标。城市地铁的牵引用电是直流，地铁站用电也有交流，场站本身就是一个交直流混合的系统，也可以通过类似能量路由器的理念，实现一个集成化的能量、信息、交通融合典型场景。

　　以上典型场景虽然规模不大，但都是面向不同的领域，不同的基础设施，不同的边界条件，可以开展有特色的能源互联网示范工程，达到支撑新能源分布式发展的目的。

　　能源互联网发展还应注重价值实现，示范工程应遵循需求牵引、价值驱动、用户中心，价值实现可借鉴互联网平台效应、奇异果APP官方网站勇于跨界融合拓展商业模式，同时增加“双碳”相关增值服务等。

　　未来能源系统对碎片化和价值分享要求越来越高，要面向用户为中心开发定制化产品，包括研发售后等都要发生相应的调整，传统以价值链传递为导向的方式不再适用。互联网时代强调围绕用户的需求去构建价值环，然后进行价值实现与分享。平台效应可以通过互联网运营的方式体现，如免费模式、O2O、跨界模式、收集长尾效应等，另外有各种各样的用户在平台上就可以实现社群的功能和商业模式。本质上是通过平台可以寻找低效点、提质增效，打破中间无效的环节、打破既有利益分配格局，提升用户体验，最终达成用户中心、价值驱动，而行业本身自我创新、主动跨界的效果。

　　新基建强调信息、能源、交通基础设施具有广泛密切的联系，而不是相互割裂，因此需要相互影响，加强顶层设计。例如，电网是传统基础设施的典型代表，切入新基建应该走融合基础设施的道路奇异果体育官方APP下载，与信息基础设施的融合是主要方向，能源互联网是主要载体。但关键是观念和视角的转变，更多从基础设施的角度去深刻理解电网企业的业务和场景。因此电网企业的价值应该从更好地服务用户角度去体现，综合能源服务、新能源消纳、储能发展、电动汽车充电等都是具体的形式，甚至可以跨出能源电力领域，与信息和交通基础设施融合发展，激发平台效应。因此新型基础设施建设提到的是更广泛和更融合的智慧能源基础设施，应该更多地跳出电网本身看电网，从能源互联的角度、从信息能源交通融合的角度去发挥电网作为核心与其他相关基础设施融合并为终端用户“赋能”的作用。

　　结合我国所提出的“双碳”目标，目前碳的数据管理多数还是基于宏观分析，基于能源互联网的数据，就可以做到更加精细化的管理，而不仅仅是宏观层面的估计，甚至可以在一个园区、工业区、居民小区，乃至一个区域和城市，做到碳资产、碳交易的管理和碳减排的监测等。以能源互联网为基础的碳增值服务是区域能源运营商的业务发展方向之一。

　　总之，“双碳”目标的提出为绿色低碳发展带来挑战和激励，能源互联网是实现“双碳”战略的必由之路。■