導讀： 能源互聯(lián)網(wǎng)中將接入大量各類分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng),在可再生能源高滲透率的環(huán)境下,能源互聯(lián)網(wǎng)的控制管理與傳統(tǒng)電網(wǎng)之間存在很大不同,需要研究由此帶來的一系列新的科學與技術(shù)問題。

      一、什么是“能源互聯(lián)網(wǎng)”？

      能源互聯(lián)網(wǎng)可理解是綜合運用先進的電力電子技術(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載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡節(jié)點互聯(lián)起來, 以實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡。

      從政府管理者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是兼容傳統(tǒng)電網(wǎng)的，可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的、滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結(jié)構(gòu)；

      從運營者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)是能夠與消費者互動的、存在競爭的一個能源消費市場，只有提高能源服務質(zhì)量，才能贏得市場競爭；

      從消費者視角來看，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅具備傳統(tǒng)電網(wǎng)所具備的供電功能，還為各類消費者提供了一個公共的能源交換與共享平臺。

      全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)遠景能源率先提出了“能源互聯(lián)網(wǎng)”這一概念。遠景能源認為，能源的市場化、民主化、去中心化、智能化、物聯(lián)化等趨勢將注定要顛覆現(xiàn)有的能源行業(yè)。新的能源體系特征需要“能源互聯(lián)網(wǎng)”，同時“能源互聯(lián)網(wǎng)”將具備“智慧、能自學習、能進化”的生命體特征。眼下，遠景能源進入硅谷，與谷歌為鄰，探索新能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合所產(chǎn)生的巨大創(chuàng)新與商業(yè)機會。

      物聯(lián)是基礎(chǔ)。 “能源互聯(lián)網(wǎng)”用先進的傳感器、控制和軟件應用程序，將能源生產(chǎn)端、能源傳輸端、能源消費端的數(shù)以億計的設備、機器、系統(tǒng)連接起來，形成了能源互聯(lián)網(wǎng)的“物聯(lián)基礎(chǔ)”。

      大數(shù)據(jù)分析、機器學習和預測是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)生命體特征的重要技術(shù)支撐。能源互聯(lián)網(wǎng)通過整合運行數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等，進行大數(shù)據(jù)分析、負荷預測、發(fā)電預測、機器學習，打通并優(yōu)化能源生產(chǎn)和能源消費端的運作效率，需求和供應將可以進行隨時的動態(tài)調(diào)整。

      “能源互聯(lián)網(wǎng)”將有助于形成一個巨大的“能源資產(chǎn)市場” (Market place)，實現(xiàn)能源資產(chǎn)的全生命周期管理，通過這個“市場”可有效整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游各方，形成供需互動和交易，也可以讓更多的低風險資本進入能源投資開發(fā)領(lǐng)域，并有效控制新能源投資的風險。

      “能源互聯(lián)網(wǎng)”還將實時匹配供需信息，整合分散需求，形成能源交易和需求響應。當每一個家庭都變成能源的消費者和供應者的時候，無時無刻不在交易電力，比如屋頂分布式光伏電站發(fā)電、當為電動汽車充放電的時候。

      二、能源互聯(lián)網(wǎng)的特征

      能源互聯(lián)網(wǎng)具備如下五大特征：

      特征一：可再生

      可再生能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要能量供應來源。可再生能源發(fā)電具有間歇性、波動性，其大規(guī)模接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生沖擊，從而促使傳統(tǒng)的能源網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型為能源互聯(lián)網(wǎng)。

      特征二：分布式

      由于可再生能源的分散特性，為了最大效率的收集和使用可再生能源，需要建立就地收集、存儲和使用能源的網(wǎng)絡，這些能源網(wǎng)絡單個規(guī)模小，分布范圍廣，每個微型能源網(wǎng)絡構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)的一個節(jié)點。

      特征三：互聯(lián)性

      大范圍分布式的微型能源網(wǎng)絡并不能全部保證自給自足，需要聯(lián)起來進行能量交換才能平衡能量的供給與需求。能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注將分布式發(fā)電裝置、儲能裝置和負載組成的微型能源網(wǎng)絡互聯(lián)起來，而傳統(tǒng)電網(wǎng)更關(guān)注如何將這些要素“接進來”。

      特征四：開放性

      能源互聯(lián)網(wǎng)應該是一個對等、扁平和能量雙向流動的能源共享網(wǎng)絡，發(fā)電裝置、儲能裝置和負載能夠“即插即用”，只要符合互操作標準，這種接入是自主的，從能量交換的角度看沒有一個網(wǎng)絡節(jié)點比其它節(jié)點更重要。

      特征五：智能化

      能源互聯(lián)網(wǎng)中能源的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用都應該具備一定的智能。

      三、能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的對比

      能源互聯(lián)網(wǎng)與其他形式的電力系統(tǒng)相比,具有以下4個關(guān)鍵技術(shù)特征：

      （1）可再生能源高滲透率

      能源互聯(lián)網(wǎng)中將接入大量各類分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng),在可再生能源高滲透率的環(huán)境下, 能源互聯(lián)網(wǎng)的控制管理與傳統(tǒng)電網(wǎng)之間存在很大不同,需要研究由此帶來的一系列新的科學與技術(shù)問題。

      （2）非線性隨機特性

      分布式可再生能源是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的主體,但可再生能源具有很大的不確定性和不可控性,同時考慮實時電價,運行模式變化,用戶側(cè)響應,負載變化等因素的隨機特性,能源互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)復雜的隨機特性,其控制,優(yōu)化和調(diào)度將面臨更大挑戰(zhàn)。

      （3）多源大數(shù)據(jù)特性

       能源互聯(lián)網(wǎng)工作在高度信息化的環(huán)境中, 隨著分布式電源并網(wǎng),儲能及需求側(cè)響應的實施,包括氣象信息,用戶用電特征,儲能狀態(tài)等多種來源的海量信息.而且,隨著高級量測技術(shù)的普及和應用,能源互聯(lián)網(wǎng)中具有量測功能的智能終端的數(shù)量將會大大增加,所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也將急劇增大。

      （4）多尺度動態(tài)特性

      能源互聯(lián)網(wǎng)是一個物質(zhì)、能量與信息深度耦合的系統(tǒng),是物理空間、能量空間、信息空間乃至社會空間耦合的多域,多層次關(guān)聯(lián),包含連續(xù)動態(tài)行為、離散動態(tài)行為和混沌有意識行為的復雜系統(tǒng)。作為社會/信息/物理相互依存的超大規(guī)模復合網(wǎng)絡,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,具有更廣闊的開放性和更大的系統(tǒng)復雜性,呈現(xiàn)出復雜的,不同尺度的動態(tài)特性。

      五、我國的發(fā)展現(xiàn)狀

     2017年3月6日,國家能源局公布《首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目評選結(jié)果公示》，確定了首批56個“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目名單，具體如下表。