能源互聯(lián)網(wǎng)的概念及發(fā)展模式

摘要：通過解析能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，分析了發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的可行性，提出基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、基于分布式能源的2種能源互聯(lián)網(wǎng)模式將形成新的創(chuàng)新、新的業(yè)態(tài)，能夠解決能源與環(huán)境的問題。基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的大型能源互聯(lián)網(wǎng)，是能源系統(tǒng)未來發(fā)展的遠(yuǎn)景目標(biāo)，需要一個實(shí)現(xiàn)的過程；而基于分布式能源的微型能源互聯(lián)網(wǎng)，更加符合當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際，已經(jīng)在我國具備一定的實(shí)踐基礎(chǔ)，并將成為當(dāng)下能源系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；云計(jì)算；分布式能源

0引言

在漫長的人類歷史長河中，人類文明經(jīng)歷了原始文明、農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明3個階段。蒸汽機(jī)的發(fā)明、煤炭的開發(fā)利用，使人類社會進(jìn)入工業(yè)文明。300年的工業(yè)文明以人類征服自然為主要特征，世界工業(yè)化的發(fā)展使征服自然的文化達(dá)到極致。但是，煤炭、石油等化石能源的高度開發(fā)利用，也導(dǎo)致了資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化、發(fā)展與人口資源環(huán)境之間的矛盾日益突出等一系列全球性的生態(tài)危機(jī)，需要開創(chuàng)一個新的文明形態(tài)來延續(xù)人類的生存，這就是“生態(tài)文明”?？梢钥闯?，人類社會文明發(fā)展史同能源的變革史緊密聯(lián)系、不可分割，要促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，首先需要改變能源的開發(fā)利用方式，解決能源和環(huán)境問題。

能源與環(huán)境問題，是指能源的利用使人類物質(zhì)生活不斷得到改善的同時，卻逐漸惡化了人類生存環(huán)境這一矛盾，它與高端制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)融合并稱當(dāng)今世界三大挑戰(zhàn)。人類在謀求可持續(xù)發(fā)展的過程中必須解決好這個矛盾。實(shí)踐證明，我國現(xiàn)有能源發(fā)展體系能源效率低下、結(jié)構(gòu)問題突出，難以徹底解決能源與環(huán)境的問題。近年來，隨著新能源和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，一種新的能源發(fā)展體系得到普遍認(rèn)可，為解決能源與環(huán)境問題提供了合理可行的途徑，即能源互聯(lián)網(wǎng)（Energy Internet）。

1能源互聯(lián)網(wǎng)的概念

能源互聯(lián)網(wǎng)的概念最早由文獻(xiàn)［1］于2004年提出，文中提出要借鑒互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，通過分布式微電網(wǎng)等方式，將傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑摹⒕哂锌焖夙憫?yīng)和自愈能力的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。美國國家科學(xué)基金資助的FREEDM項(xiàng)目（即未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)）［2］建立了未來可再生能源發(fā)電和管理研究中心，研究可實(shí)現(xiàn)分布式設(shè)備即插即用的新一代電力系統(tǒng)，并以此作為能源互聯(lián)網(wǎng)的原型。德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部與環(huán)境部在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上推出E-Energy［3］，提出打造新型能源網(wǎng)絡(luò)，在整個能源供應(yīng)體系中實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字化互聯(lián)以及計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)測的目標(biāo)，充分利用信息和通信技術(shù)開發(fā)新的解決方案，以滿足未來以分布式能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的電力系統(tǒng)的需求。美國學(xué)者Krause等于2011年提出了能源樞紐（energy hub）的概念［4］，稱其為由能源轉(zhuǎn)化設(shè)備和儲能設(shè)備構(gòu)成、能實(shí)現(xiàn)多種能源相互轉(zhuǎn)化和存儲的虛擬實(shí)體，可用于對包括發(fā)電廠、變電站、工廠、大型建筑、微電網(wǎng)等在內(nèi)的各種物理實(shí)體的建模，可作為未來集成電力、天然氣及其他能源形式的多能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建模工具。美國學(xué)者杰里米•里夫金于2011年指出能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具有以下四大特征［5］：①以可再生能源為主要一次能源；②支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入；③基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域能源共享；④支持交通系統(tǒng)由燃油汽車向電動汽車轉(zhuǎn)變。

我國學(xué)者在西方國家研究的基礎(chǔ)上，對能源互聯(lián)網(wǎng)的概念提出了自己的見解。文獻(xiàn)［6］認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)是綜合運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，將大量由分布式能量采集裝置、分布式能量儲存裝置和各種類型負(fù)載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來，以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡(luò)。文獻(xiàn)［7］指出能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構(gòu)建的新型信息-能源融合“廣域網(wǎng)”，它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以微電網(wǎng)、分布式能源等能量自治單元為“局域網(wǎng)”，以開放對等的信息-能源一體化架構(gòu)真正實(shí)現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用，因此可以最大限度地適應(yīng)新能源的接入。文獻(xiàn)［8］認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心、以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ)、以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。國家電網(wǎng)公司提出“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”［9］，其理念是利用特高壓技術(shù)，將全球的能源聯(lián)系在一起。

從上述研究可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)與電力系統(tǒng)有著不可分割的聯(lián)系：能源互聯(lián)網(wǎng)來源于智能電網(wǎng)（Smart Grid），是智能電網(wǎng)的升級版。智能電網(wǎng)是為了實(shí)現(xiàn)可再生能源及分布式能源友好接入、低碳發(fā)展、高效利用，在配電網(wǎng)低端電壓等級的范疇內(nèi)，用信息技術(shù)和控制技術(shù)使電力系統(tǒng)的發(fā)電端和用戶端達(dá)到融合，推動電力系統(tǒng)低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。文獻(xiàn)［8］指出，能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區(qū)別在于物理實(shí)體、能量傳輸和使用形式、能量的消納方式以及信息傳遞技術(shù)的不同。

綜上所述，結(jié)合中國能源發(fā)展特別是電力系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際，本文認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)是以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維，利用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)，將電力系統(tǒng)硬資產(chǎn)與軟資產(chǎn)相融合，支持傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組、分布式能源的友好接入、智能管理，建立信息平臺和虛擬電廠，創(chuàng)新能源、金融服務(wù)營銷體系，實(shí)現(xiàn)綠色低碳、經(jīng)濟(jì)高效、開放對等的多種能源互補(bǔ)的能源網(wǎng)絡(luò)。

2發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的可行性

從能源互聯(lián)網(wǎng)的概念可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律，符合“3E”評判標(biāo)準(zhǔn)；同時，能夠大幅度地提高能源效率，根本解決發(fā)電系統(tǒng)的“三性”問題。

2.1遵循客觀規(guī)律，符合“3E”評判標(biāo)準(zhǔn)

一個新生事物是否能夠具有長久生命力并被認(rèn)可，必須符合歷史唯物主義和辯證唯物主義發(fā)展規(guī)律。在此提出“3E”標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行判斷，即效率（Efficiency）、經(jīng)濟(jì)（Economy）和環(huán)保（Environmental）。效率指給定投入，對經(jīng)濟(jì)資源能帶來最大可能性的滿足程度的利用，即要達(dá)到高效率；經(jīng)濟(jì)是生產(chǎn)或生活上的節(jié)約、節(jié)儉，用最少的投入獲取最大的收益，即要符合經(jīng)濟(jì)性；環(huán)保指能夠降低對環(huán)境的污染，提高環(huán)境質(zhì)量，即要符合環(huán)境友好。“3E”標(biāo)準(zhǔn)說明事物只有同時符合高效率、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性3個標(biāo)準(zhǔn)，才是符合歷史唯物主義和辯證唯物主義發(fā)展規(guī)律的，才能具有長久的生命力。

能源互聯(lián)網(wǎng)通過利用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)，將電力系統(tǒng)硬資產(chǎn)與軟資產(chǎn)相融合，能夠極大提高電力資產(chǎn)的應(yīng)用效率，符合高效率的標(biāo)準(zhǔn)；支持傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組、分布式能源的友好接入和智能管理，建立信息共享平臺和虛擬電量銀行，創(chuàng)新能源、金融服務(wù)營銷體系，能夠大幅度降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，符合經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)；同時，提供多種清潔、低碳的能源產(chǎn)品，符合環(huán)保性的標(biāo)準(zhǔn)。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠提高效率、降低成本、減少排放，完全符合“3E”標(biāo)準(zhǔn)，是能源體系進(jìn)一步發(fā)展的必由之路。

2.2大幅度提高能源效率

發(fā)電系統(tǒng)的廠房、設(shè)備資產(chǎn)通常被稱為硬資產(chǎn)，我國現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)硬資產(chǎn)已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模。到2014年底，發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到1.36×109kW，居世界第一。但是，發(fā)電產(chǎn)品單一、轉(zhuǎn)換效率低下，一直影響著發(fā)電系統(tǒng)的整體能效。而我國大型燃煤電站已經(jīng)全部采用 DCS控制系統(tǒng)，配置了SIS和MIS系統(tǒng)，并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與發(fā)電集團(tuán)總部聯(lián)接，形成龐大的發(fā)電系統(tǒng)軟資產(chǎn)。但是目前各發(fā)電集團(tuán)對于軟資產(chǎn)的開發(fā)利用十分有限，功能單一、效率低下。

如果能將軟資產(chǎn)結(jié)合應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，提高決策能力、提升管理效率，將極大提高發(fā)電機(jī)組能效。同時，信息技術(shù)、發(fā)電技術(shù)融合而形成的智能管理，將能更合理地調(diào)度發(fā)電機(jī)組，提高發(fā)電機(jī)組利用小時數(shù)，減少能源浪費(fèi)，提高能源效率。另外，分布式能源的友好接入，冷源、熱源、電力、水力等多種能源的供應(yīng)，能大幅度提高能源的轉(zhuǎn)換效率。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)是提高能源效率的必要手段。

2.3根本解決發(fā)電系統(tǒng)“三性”問題

發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)展過程中，始終有“三性”問題未能解決，特別是新的電力體制改革后，發(fā)電行業(yè)即將形成完全競爭市場，解決“三性”問題對于發(fā)電企業(yè)而言成為重中之重。一是“為民性”，即如何實(shí)現(xiàn)以客戶為中心，隨時隨地為客戶服務(wù)；二是“開放性”，即發(fā)電企業(yè)與客戶信息不對稱、不開放，難以有效傳遞；三是“互動性”，也可稱為“參與性”，即發(fā)電企業(yè)與客戶之間的互動不通、溝通不暢、參與不強(qiáng)。

“三性”問題主要是發(fā)電企業(yè)與客戶之間的信息交流、溝通服務(wù)存在障礙，其關(guān)鍵在于沒有一個交流和溝通的平臺?；诖髷?shù)據(jù)與云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)，融合協(xié)調(diào)了發(fā)電系統(tǒng)中的硬資產(chǎn)與軟資產(chǎn)，可以開發(fā)出信息共享平臺以及虛擬電量銀行，通過共享平臺使得企業(yè)與客戶之間能夠進(jìn)行信息的充分交流與溝通，虛擬電量銀行讓客戶及時了解企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營狀況，從而可以及時了解、互聯(lián)互動、相互選擇，真正實(shí)現(xiàn)按需營銷、供需共贏、提高能效的目標(biāo)，從根本上解決“三性”問題。

3能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式

從當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)的研究、實(shí)踐來看，普遍認(rèn)為有3種模式。其一是全球能源互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)能源互聯(lián)網(wǎng)的概念及“3E”標(biāo)準(zhǔn)來判斷，全球能源互聯(lián)網(wǎng)并不完全符合效率性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性的標(biāo)準(zhǔn)，對信息技術(shù)的高端運(yùn)用也不夠多，可以認(rèn)為是全球電網(wǎng)的物理互聯(lián)。本文認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)以下述2種模式為主。

3.1基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式

現(xiàn)有發(fā)電集團(tuán)一般由基層發(fā)電企業(yè)和集團(tuán)總部構(gòu)成。發(fā)電企業(yè)，包括傳統(tǒng)能源、新能源企業(yè)，擁有巨額投資的發(fā)電設(shè)備等硬資產(chǎn)，通過DCS、MIS等控制系統(tǒng)，將硬資產(chǎn)聯(lián)接成系列化模塊，產(chǎn)生巨大的生產(chǎn)、經(jīng)營、技術(shù)數(shù)據(jù)，構(gòu)成源頭生成、數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)模式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些集成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又通過互聯(lián)網(wǎng)與集團(tuán)總部相連。但是，這些海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，僅僅用于數(shù)據(jù)生成和生產(chǎn)監(jiān)視，造成大量信息數(shù)據(jù)的浪費(fèi)；同時硬資產(chǎn)的應(yīng)用效率低下，造成能源效率水平較低，難以實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造新的價值。能源企業(yè)（包括電網(wǎng)公司）都存在這樣的問題。

如何對這些硬資產(chǎn)、軟資產(chǎn)加以分析、利用，通過軟資產(chǎn)管理提高能源效率，實(shí)現(xiàn)向客戶開放、向市場開放，創(chuàng)造新的生產(chǎn)模式、營銷模式，創(chuàng)造出新的價值，是能源互聯(lián)網(wǎng)要解決的關(guān)鍵問題。基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式，將通過數(shù)據(jù)分析，為發(fā)電集團(tuán)提供決策依據(jù)，提高管理和生產(chǎn)效率，降低能耗水平；為發(fā)電企業(yè)和用電客戶提供一個廣闊的、開放的信息平臺，使雙方能夠在平臺上共享各種信息；建設(shè)虛擬電廠和電量銀行，通過企業(yè)與客戶互相選擇，提供網(wǎng)絡(luò)營銷和金融服務(wù)，提高發(fā)電機(jī)組利用小時，提升能效與效益，改變生產(chǎn)模式，產(chǎn)生新業(yè)態(tài)。

如圖1所示，基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)，由政府、發(fā)電集團(tuán)總部、基層發(fā)電企業(yè)、客戶四大主體和信息平臺、虛擬電廠、決策體系三大信息系統(tǒng)構(gòu)成，而構(gòu)成整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的應(yīng)用。發(fā)電企業(yè)的軟資產(chǎn)經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析與云計(jì)算，通過互聯(lián)網(wǎng)形成信息平臺和虛擬電廠。信息平臺可以為客戶提供電力生產(chǎn)、經(jīng)營信息，供客戶了解不同區(qū)域、不同時段的電量水平、發(fā)電能力、電力價格等供給信息；同時，客戶將當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)負(fù)荷、電網(wǎng)運(yùn)行方式、競價準(zhǔn)則、輔助服務(wù)等市場需求信息反饋至信息平臺，從而形成發(fā)電市場供給與需求的信息共享平臺。信息共享平臺又將市場供需情況提供給政府，作為政府制定各項(xiàng)政策的參考，用以引導(dǎo)發(fā)電集團(tuán)和監(jiān)管用電客戶。虛擬電廠是將電廠的建設(shè)、生產(chǎn)、運(yùn)營等情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時模擬，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作、維護(hù)、維修；同時，虛擬電廠通過模擬生產(chǎn)出來的電量，可以經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向客戶提供，由客戶通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)訂、選購，必要時可以存儲在虛擬電廠之中，當(dāng)需要時在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中提取，形成虛擬電量銀行。信息平臺、虛擬電廠通過與政府、客戶的共享、互動，形成一套完整的決策體系，供集團(tuán)總部用于管理決策，用以指導(dǎo)發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展及管理。
 
基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)，形成一種嶄新的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營模式，能夠充分利用目前發(fā)電企業(yè)龐大的軟資產(chǎn)，挖掘現(xiàn)有硬資產(chǎn)的巨大潛力，大幅度提高能源企業(yè)的能源效率，為能源企業(yè)創(chuàng)造新的價值。其顛覆了能源行業(yè)傳統(tǒng)的行業(yè)結(jié)構(gòu)、市場環(huán)境、商業(yè)模式、技術(shù)體系和管理體制，利用互聯(lián)網(wǎng)理念，構(gòu)建一個新型的信息物理社會能源融合的網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)調(diào)“自由多邊、廣泛參與、信息對稱、用戶體驗(yàn)”的互聯(lián)網(wǎng)思維，通過改變能源生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)模式，從根本上解決能源效率低下、電力市場競爭的問題，真正向客戶提供多元化的產(chǎn)品和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)以客戶為中心的目的。同時，能有效避免出現(xiàn)盲目投資、資源浪費(fèi)、效率低下和污染排放等問題，產(chǎn)生新的業(yè)態(tài)，創(chuàng)造新的商業(yè)模式，形成新的業(yè)務(wù)板塊。

3.2基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)模式

基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)模式可以稱為大型能源互聯(lián)網(wǎng)，與之相對應(yīng)，以分布式能源為中心、實(shí)現(xiàn)多能源互供的能源供應(yīng)體系是一種更加符合目前發(fā)電集團(tuán)實(shí)際的微型能源互聯(lián)網(wǎng)模式?；诜植际侥茉吹哪茉椿ヂ?lián)網(wǎng)，是以分布式能源為核心，以電網(wǎng)、氣網(wǎng)、水網(wǎng)、熱網(wǎng)、冷網(wǎng)為架構(gòu)，利用互聯(lián)網(wǎng)將能源技術(shù)與金融技術(shù)相融合，向客戶提供多元化產(chǎn)品的微型能源互聯(lián)網(wǎng)體系，作為大型能源互聯(lián)網(wǎng)的重要補(bǔ)充。分布式能源不是狹義上的天然氣冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，而是位于用戶側(cè)、將各種清潔能源和可再生能源轉(zhuǎn)化為用戶所需的二次能源和其他能源產(chǎn)品的一種生產(chǎn)形式。與傳統(tǒng)的集中發(fā)電相比，分布式能源具有安全、經(jīng)濟(jì)、低碳、便捷4個主要特征，便捷包含便宜和方便2層意思?，F(xiàn)階段，分布式能源作為集中式發(fā)電和大電網(wǎng)的有效補(bǔ)充，可以利用與大電網(wǎng)互補(bǔ)互助的關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)，主要應(yīng)用于工業(yè)園區(qū)、智能樓宇、智能工廠等場所，能夠根據(jù)樓宇式和區(qū)域式能源負(fù)荷點(diǎn)的不同負(fù)荷特性來設(shè)計(jì)不同的服務(wù)產(chǎn)品，根據(jù)不同的負(fù)荷需求來構(gòu)建中心能源站和中心能源系統(tǒng)。能源技術(shù)和金融技術(shù)服務(wù)的結(jié)合，以打包的方式通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供最佳的能源產(chǎn)品組合及金融資金結(jié)算，從而使用戶體驗(yàn)到節(jié)省、舒適的綜合性能源服務(wù)；這將成為分布式能源未來發(fā)展的必然趨勢，也是發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必要手段。

基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)模式，通過多種能源供給組合，能夠大幅度提高能源轉(zhuǎn)換效率，可以大量節(jié)約能源、減少排放、提升效益，無論是對我國相對發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還是對目前正在開展的城鎮(zhèn)化建設(shè)，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日趨苛刻，化石燃料發(fā)電所占比重的進(jìn)一步減少，基于分布式能源的微型能源互聯(lián)網(wǎng)將得到飛速發(fā)展。

4基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐

基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的能源互聯(lián)網(wǎng)，是“互聯(lián)網(wǎng)+能源”的發(fā)展趨勢，是發(fā)電系統(tǒng)的未來目標(biāo)。而當(dāng)前，與發(fā)電集團(tuán)結(jié)合更為緊密、更為實(shí)際的是基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)，并已具備了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。

以中國華電集團(tuán)為例，截至2015年12月，中國華電集團(tuán)共投產(chǎn)10個分布式能源站，分布于北京、上海、廣東等區(qū)域，應(yīng)用于工業(yè)園區(qū)、智能樓宇、新型城鎮(zhèn)等場所，裝機(jī)容量共計(jì)599.6MW，形成了冷、熱、電等多能供給的微型能源互聯(lián)網(wǎng)；另有1142MW的分布式能源站正在建設(shè)或待開工建設(shè)。

其中，已經(jīng)投產(chǎn)的上海莘莊工業(yè)區(qū)分布式能源站一期建有2臺60MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組、溴化鋰機(jī)組、燃?xì)庹婵斟仩t，為莘莊工業(yè)區(qū)提供熱、電、冷等產(chǎn)品服務(wù)，能源綜合利用效率可達(dá)80%。該項(xiàng)目應(yīng)用了中國華電集團(tuán)研究開發(fā)的智能設(shè)計(jì)優(yōu)化工具和智能運(yùn)行決策優(yōu)化系統(tǒng)（iDOS系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了微型能源互聯(lián)網(wǎng)的理念。該項(xiàng)目解決了附近地區(qū)用電需求，為工業(yè)園區(qū)內(nèi)的企業(yè)提供熱源、冷源，降低能源結(jié)構(gòu)中的耗煤比重，減少環(huán)境污染，符合上海以環(huán)境友好方式利用資源、保護(hù)環(huán)境、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率和走綠色可持續(xù)發(fā)展道路的要求。據(jù)計(jì)算，該項(xiàng)目每年可減少燃煤量41850t（發(fā)熱量按20910kJ／kg折算），SO2排放量約250t，煙塵排放量約4160t，NOx排放量約30.8t。項(xiàng)目的實(shí)施不僅節(jié)約了能源，同時有效地改善了該區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。

另外，中國華電集團(tuán)正在建設(shè)的天津北辰新區(qū)分布式能源站，裝機(jī)容量為120MW。該能源站采用微電網(wǎng)供電模式，能夠?yàn)闊峋W(wǎng)提供熱水和采暖，為冷網(wǎng)提供冷源，為氣網(wǎng)提供天然氣，同時還能提供純凈水，并具有廢水處理的功能。與此同時，該能源站正在與相關(guān)單位合作，計(jì)劃將互聯(lián)網(wǎng)金融和相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)引入該分布式能源站中，創(chuàng)造出新的服務(wù)營銷模式。

中國華電集團(tuán)近年來在基于分布式能源的能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新、實(shí)踐，是我國分布式微型能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個縮影，也是推動大型能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的接入口，將極大地促進(jìn)我國能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。

5結(jié)論與展望

近幾年來，我國生態(tài)環(huán)境愈加惡化，霧霾叢生、污染嚴(yán)重，能源與環(huán)境之間的矛盾日益突出，現(xiàn)有能源發(fā)展體系難以徹底解決這個問題。多個國家通過對能源發(fā)展體系的研究發(fā)現(xiàn)，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和能源技術(shù)相結(jié)合的能源互聯(lián)網(wǎng)，可以從根本上解決能源與環(huán)境的問題。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將推動發(fā)電集團(tuán)進(jìn)一步適應(yīng)供給側(cè)改革，成為服務(wù)于客戶的綜合能源供應(yīng)商；同時有利于發(fā)電企業(yè)存量資產(chǎn)價值提升，將余熱、廢水和垃圾高效處理，形成服務(wù)社會、多元化能源供應(yīng)的生態(tài)友好型公共企業(yè)。

本文通過解析能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，分析了發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的可行性，并提出基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算以及基于分布式能源的2種能源互聯(lián)網(wǎng)模式?；诖髷?shù)據(jù)與云計(jì)算的大型能源互聯(lián)網(wǎng)，是能源系統(tǒng)未來發(fā)展的目標(biāo)，需要一個發(fā)展實(shí)現(xiàn)的過程；而基于分布式能源的微型能源互聯(lián)網(wǎng)，更加符合當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際，已經(jīng)在我國具有了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)，將成為當(dāng)下能源系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)。未來，能源互聯(lián)網(wǎng)將成為能源行業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的必然趨勢，形成新增長、新創(chuàng)新、新業(yè)態(tài)。

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作者簡介：

鄧建玲（1965—），男，湖南郴州人，教授級高級工程師，主要研究方向?yàn)闊崮軇恿こ?、能源?chuàng)新管理。