制圖:臺禹微 阮鈺
1 能源互聯(lián)網(wǎng)是推動能源革命的重要戰(zhàn)略支點
構(gòu)建以系統(tǒng)扁平化、設(shè)備智能化、能量互補化、供需分散化等為主要特征,能夠?qū)崿F(xiàn)個性化能源定制,提高用戶用能體驗的清潔、高效的能源互聯(lián)網(wǎng),將作為開啟我國能源革命的重要戰(zhàn)略支點,為我國能源產(chǎn)業(yè)帶來一場貫穿消費、供給、技術(shù)、體制的鏈式革命。
當前,以“互聯(lián)網(wǎng)+”和“智能化”為主要特征的全球新一輪產(chǎn)業(yè)革命正在孕育興起,先進信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)理念與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的不斷融合,推動著新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生與發(fā)展,為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展進入“新常態(tài)”及資源環(huán)境約束的持續(xù)趨緊,能源產(chǎn)業(yè)急需探尋新的發(fā)展模式。習近平總書記和李克強總理分別主持召開中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第六次會議和新一屆國家能源委員會首次會議,提出了“推進能源消費、供給、技術(shù)、體制革命和全方位加強能源國際合作”的能源工作總要求,明確了“節(jié)約、清潔、安全”的能源戰(zhàn)略方針,為當前及今后一個時期我國能源工作指明了方向。
構(gòu)建以系統(tǒng)扁平化、設(shè)備智能化、能量互補化、供需分散化、數(shù)據(jù)透明化、信息對稱化、交易自由化為主要特征,能夠?qū)崿F(xiàn)個性化能源定制,提高用戶用能體驗的清潔、高效的能源互聯(lián)網(wǎng),將作為開啟我國能源革命的重要戰(zhàn)略支點,為我國能源產(chǎn)業(yè)帶來一場貫穿消費、供給、技術(shù)、體制的鏈式革命。
首先,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)能有效支撐能源消費和供給革命。我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主體,新能源和可再生 能源比例偏低,能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展日益受到生態(tài)環(huán)境的制約。依托于能源互聯(lián)網(wǎng)這一技術(shù)平臺,實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與可再生能源協(xié)同發(fā)展,實現(xiàn)能源點對點自由交易,解決集中式與分布式可再生能源消納問題,從而提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重,推動能源消費中的“兩個替代”,提升用戶用能體驗,構(gòu)建清潔、高效的能源供需新模式,為能源消費和供給革命提供重要支撐。
其次,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)能有效支撐能源技術(shù)和體制革命。當前我國能源技術(shù)創(chuàng)新和體制創(chuàng)新已進入深水區(qū),能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建,能夠為一次、二次能源的傳輸、配送、轉(zhuǎn)化及利用提供技術(shù)支撐,為不同類型分布式能量單元、儲能、電動汽車以及相關(guān)負載設(shè)備提供并網(wǎng)接口,為市場中各參與主體創(chuàng)造一個基于能源開發(fā)與消費的開放、靈活信息交互和創(chuàng)新平臺,從而顛覆了能源行業(yè)自上而下的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),形成扁平化的行業(yè)新格局。這個過程將有效引導各類技術(shù)創(chuàng)新要素集聚,產(chǎn)生萬眾創(chuàng)新的“聚變效應”,并為能源體制創(chuàng)新源源不斷地提供新思想、新動力,最終推動能源生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系革命。
2. 關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的總體構(gòu)想
電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì),較高的能源轉(zhuǎn)化效率以及在終端能源消費中的便捷性,決定了智能電網(wǎng)將成未來我國能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心,是實現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。
從目前的認識來看,信息雙向流動和數(shù)據(jù)交互將在未來的產(chǎn)業(yè)組織中占據(jù)越來越重要的位置,傳統(tǒng)自上而下的剛性組織架構(gòu)將被靈活的、適應性更強的扁平化組織取代,而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為這種扁平化組織結(jié)構(gòu)提供了充分的技術(shù)支撐。構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的基本邏輯是:將開放、對等、共享、互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)理念融入能源體系,通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、先進控制技術(shù)等技術(shù)手段逐步消除各類能源網(wǎng)絡(luò)之間的隔離性以及能源供應體系中的供需界限,打破相對封閉的行業(yè)格局。鑒于此,能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)至少應包含以下元素:一是泛能源系統(tǒng)。即煤、油、氣、熱、電等一、二次能源協(xié)同發(fā)展,以用戶用能體驗為核心,打通相關(guān)能源品類之間的轉(zhuǎn)化通道,并突出各類能源之間的“可替代性”,為實現(xiàn)“兩個替代”奠定基礎(chǔ)。二是扁平化系統(tǒng)。即推動信息與能源基礎(chǔ)設(shè)施高度融合,通過信息技術(shù)實現(xiàn)供能、輸能、用能等各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)優(yōu)化,打破能源產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的供需界限,并推動不同體量的能量單元具有平等的市場地位。三是開放式系統(tǒng)。有兩層含義:一方面,開放的體系結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)可再生能源、儲能、電動汽車以及相關(guān)用能裝置的“即插即用”;另一方面,開放的商業(yè)形態(tài),能量流、信息流、價值流三流自由雙向交互,有效聯(lián)結(jié)能源生產(chǎn)和消費,信息指導能量,能量提升價值,并衍生出各具特色的商業(yè)形態(tài)。
能源互聯(lián)網(wǎng)的主要功能至少應包含以下幾個方面:一是提升能源利用效率和資源配置水平。能源互聯(lián)網(wǎng)將最大程度地促進多類型能源互聯(lián)、互通、互補,推動能源供需協(xié)調(diào)互動,實現(xiàn)輕資產(chǎn)增量對重資產(chǎn)存量的盤活,并更好地促進能源市場發(fā)展,促進能源回歸商品屬性,從而提高整個系統(tǒng)的能源利用效率和資源配置水平。
二是提升能源系統(tǒng)的清潔低碳發(fā)展水平。基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺,集中式和分布式可再生能源、儲能設(shè)備以及負載設(shè)備能夠無差別對等互聯(lián),系統(tǒng)對可再生能源的消納能力將大幅提升。此外,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及思維與傳統(tǒng)化石能源產(chǎn)業(yè)融合,將有力提升傳統(tǒng)化石能源開發(fā)利用的精細化程度,從而大大提升系統(tǒng)的清潔低碳發(fā)展水平。
三是提升能源行業(yè)管理精細化水平。基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺,能源生產(chǎn)、傳輸、交易、消費等信息和數(shù)據(jù)能實時產(chǎn)生、記錄和分析,為能源統(tǒng)計預測,能源規(guī)劃、能源市場監(jiān)管和能源安全監(jiān)管提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ),從而提升能源行業(yè)管理的科學化和精細化水平。
四是提升用戶用能體驗和效益。能源互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)自下而上能量自治單元之間的對等互聯(lián),每一個能源的消費者,同時都可以是能源的生產(chǎn)者。此外,用戶可基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺,對用能設(shè)備進行精細化管理,提升用能效益;同時,各類參與主體可進行點對點的能源自由交易,增加用戶對能源的自主選擇權(quán),提升用能體驗。
五是提供一個基于能源開發(fā)與消費的開放式創(chuàng)新平臺。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為能源產(chǎn)業(yè)注入充足的信息對稱性和系統(tǒng)透明度,為能源系統(tǒng)內(nèi)的參與者提供了一個基于能源開發(fā)與消費的開放式創(chuàng)新平臺,并為各類參與者提供了平等的參與機會和創(chuàng)新舞臺,將促使每一個參與者將創(chuàng)造性發(fā)揮到極致并形成“聚變效應”。
3. 智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐平臺和資源配置中心
(一)智能電網(wǎng)的發(fā)展過程隨著電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)以及“大數(shù)據(jù)”技術(shù)的發(fā)展,智能電網(wǎng)的內(nèi)涵也不斷得到深化,從最早強調(diào)電網(wǎng)自動控制與保護,逐步發(fā)展到注重網(wǎng)絡(luò)信息流的價值以及電網(wǎng)中能量流與信息流的整合。簡單來講,目前對于智能電網(wǎng)的定義就是將ICT技術(shù)、自動遠程控制技術(shù)和先進的輸配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu),其已經(jīng)具有以下幾點特征:第一,系統(tǒng)自愈性。智能電網(wǎng)具有先進監(jiān)測與控制設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)自動故障檢測,對網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)情況做出反應,隔離故障器件或者局部網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速重構(gòu)以及各局部網(wǎng)絡(luò)的孤島與并網(wǎng)運行狀態(tài)的平滑切換,保證系統(tǒng)內(nèi)正常的電力供應。
第二,兼容開放性。智能電網(wǎng)具有靈活的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),能夠接納各類型發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備的柔性接入,能夠為集中式以及分布式可再生能源并網(wǎng)提供技術(shù)支撐。
第三,交互可視性。智能電網(wǎng)的交互可視性主要體現(xiàn)在:一方面,能夠使用戶直觀地了解系統(tǒng)運行以及自身用能情況,從而更好地協(xié)調(diào)需求側(cè)與供應側(cè)資源互動優(yōu)化;另一方面,信息的實時交互能夠使系統(tǒng)與電力市場實現(xiàn)無縫對接,豐富電力市場的參與主體,更好地發(fā)揮市場在促進資源優(yōu)化配置方面的作用。
(二)智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的對接與整合電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì),較高的能源轉(zhuǎn)化效率以及在終端能源消費中的便捷性,決定了智能電網(wǎng)將 成未來我國能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心,是實現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。智能電網(wǎng)作為未來電力系統(tǒng)重要技術(shù)支撐已經(jīng)具備了能源互聯(lián)網(wǎng)一些特征,在智能檢測、智能表計、自動控制、電力電子、數(shù)據(jù)處理、信息交互等多個層面為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
首先,智能電網(wǎng)在用戶側(cè)的AMI系統(tǒng)要向雙向、智能、多能源計量(冷、熱、氣、水、電)以及多功能方向發(fā)展,能夠與能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源互聯(lián)相銜接。一方面,借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、“大數(shù)據(jù)”與“云計算”技術(shù)對AMI系統(tǒng)的通信模塊和數(shù)據(jù)管理模塊進行升級,增強其數(shù)據(jù)吞吐處理能力以及信息實時交互功能。
能夠?qū)τ脩舾黝愋湍茉聪M數(shù)據(jù)和用能相關(guān)數(shù)據(jù)(比如溫度、濕度、日照強度等)進行實時收集,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運行情況以及市場交易情況的實時信息交互。另一方面,與智能控制終端相互整合。能源互聯(lián)網(wǎng)中AMI系統(tǒng)應具有通用的數(shù)據(jù)接口,能夠與可再生分布式電源、分布式儲能、智能用能設(shè)備、移動智能終端進行數(shù)據(jù)交互,承擔用戶側(cè)數(shù)據(jù)管理與控制中樞功能,方便為用戶提供涵蓋水、熱、氣、電等多類型能源一體化消費方案,是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)中需求側(cè)綜合能源管理的重要技術(shù)支撐。
其次,在能源供應與輸配環(huán)節(jié),智能電網(wǎng)通過先進的電力電子、自動控制、交直流柔性輸電等技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的自動故障檢測、隔離與修復,網(wǎng)絡(luò)的快速重構(gòu),能夠保證各類分布式電源、分布式儲能以及電動汽車的安全接入。智能電網(wǎng)在智能變壓器、集中式與分布式可再生能源發(fā)電和運行技術(shù)、儲能技術(shù)以及超導技術(shù)等方面的技術(shù) 積累,使得其能夠為能源互聯(lián)網(wǎng)中各層級的能量管理系統(tǒng)、能源路由器等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)提供一定的技術(shù)基礎(chǔ)。能源互聯(lián)網(wǎng)是多能源網(wǎng)絡(luò)的耦合,未來能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源供應與輸配網(wǎng)絡(luò),不僅要考慮電力網(wǎng)絡(luò)的運行控制,還需要考慮其他能源網(wǎng)路的優(yōu)化協(xié)同,包括各類一次能源的互補協(xié)同控制,各類型能源轉(zhuǎn)化,多類型能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化運行等相關(guān)技術(shù)解決方案。智能電網(wǎng)需要為各類型能量單元提供具有高度兼容性的并網(wǎng)接口,從而更好地發(fā)揮在能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心和基礎(chǔ)支撐平臺作用。
(三)能源互聯(lián)網(wǎng)推動智能電網(wǎng)的外延與發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)是一個泛能源體系,其建設(shè)將會使得各類型能源供應與輸配網(wǎng)絡(luò)得到整合和延伸,實現(xiàn)各類能源的互聯(lián)共享,是對現(xiàn)有能源供需結(jié)構(gòu)的顛覆性革命及傳統(tǒng)能源行業(yè)觀念的根本性變革。一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)中一次與二次能源最優(yōu)轉(zhuǎn)化技術(shù),廣義 “源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調(diào)運行技術(shù)以及基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源市場綜合運行、綜合控制、綜合交易以及針對用戶的綜合能源服務將最大程度地發(fā)揮智能電網(wǎng)在 “源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調(diào)控制以及優(yōu)化資源配置方面的技術(shù)潛能,同時也使得智能電網(wǎng)的范圍和內(nèi)涵得到擴展,向著智能綜合能源網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。另一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中,“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”互聯(lián)網(wǎng)思維將為智能電網(wǎng)的建設(shè)營造更為開放的環(huán)境,依托于智能電網(wǎng),將會衍生出更多的商業(yè)模式和附加價值,從而豐富了建設(shè)參與主體,推動智能電網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
4. 我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策建議
能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一項復雜的系統(tǒng)工程,不僅涉及大量相關(guān)高新技術(shù)的攻關(guān)與集成應用,也需發(fā)展與之配套的宏觀政策及相應的市場機制。為此,提出以下建議:開展能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計、能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范,同時研究制定能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。
能源互聯(lián)網(wǎng)是助推我國能源革命的“下一個風口”,是近一個時期我國可能領(lǐng)先世界的為數(shù)不多的幾個領(lǐng)域之一。能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一項極為復雜的系統(tǒng)工程,不僅涉及大量相關(guān)高新技術(shù)的攻關(guān)與集成應用,也需發(fā)展與之配套的宏觀政策及相應的市場機制。為此,提出以下建議:一是開展能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計。從我國能源革命的實際需求出發(fā),立足世界能源技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展前沿,研究制定我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展指導性文件,明確我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的指導思想、基本原則、目標定位、重點任務及相關(guān)保障措施,充分調(diào)動能源、信息等相關(guān)行業(yè)資源,營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的良好生態(tài),有序推進能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與建設(shè)工作。
二是開展能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
立足我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有信息、控制等技術(shù)發(fā)展水平,研究設(shè)立能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新專項,有針對性地支持建設(shè)若干能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新平臺,圍繞能源路由器、智能供能、智能用能、能源電商交易、智能能效服務等一批關(guān)鍵技術(shù)開展集中攻關(guān),盡快突破制約我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重大技術(shù)瓶頸。
三是開展能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范。基于我國現(xiàn)有基礎(chǔ),選擇具有代表性的地區(qū)支持開展各具特色的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè),發(fā)展相應的市場機制和商業(yè)模式,建設(shè)一個基礎(chǔ)設(shè)施智能化、生產(chǎn)消費互動化、信息流動充分化的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),協(xié)同解決能源供應、能源消費、能源安全、環(huán)境治理、資源利用等關(guān)鍵問題,為我國能源互聯(lián)網(wǎng)的推廣積累經(jīng)驗。
四是研究制定能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。
建立統(tǒng)一的標準規(guī)范是推動我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多能源互聯(lián)以及信息實時交互的根本保障。建議相關(guān)政府部門盡快組織能源、信息等行業(yè)力量,依托現(xiàn)有電力、油氣、煤炭、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)標準體系,整合形成我國能源互聯(lián)網(wǎng)體系框架,并持續(xù)優(yōu)化形成開放的能源互聯(lián)網(wǎng)標準體系。來源: 中電新聞網(wǎng)