能源互聯(lián)網(wǎng)的概念及其運行架構(gòu)研究

榮國棟　施應(yīng)玲

摘 要：能源互聯(lián)網(wǎng)的興起，為第四次新能源革命技術(shù)提供了強大動力。這一新興的領(lǐng)域科學(xué)將對解決能源與環(huán)境問題具有關(guān)鍵的作用。文章通過對能源互聯(lián)網(wǎng)概念及其運行架構(gòu)的研究，試圖為這一新興領(lǐng)域的研究提供更多借鑒的方向和思路。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；傳統(tǒng)能源系統(tǒng)；運行架構(gòu)；智能能源

引言

能源問題的緊缺和環(huán)境污染等兩大問題極大制約了經(jīng)濟社會的發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為應(yīng)對這兩大問題提供了新的思路和方式。

目前，國務(wù)院正積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)和實體產(chǎn)業(yè)的對接與結(jié)合，打造新的經(jīng)濟增長點。中國的可再生能源發(fā)展迅速，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展更是迅速，對兩者之間的關(guān)系研究仍有待進一步加深。文章正是在這樣的背景下來研究能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵及其運行架構(gòu)。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)就是要推進能源生產(chǎn)的智能化

推進能源生產(chǎn)、運營、管理等與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合與對接，實現(xiàn)能源生產(chǎn)的一體化和網(wǎng)絡(luò)化。鼓勵能源企業(yè)運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對設(shè)備狀態(tài)、電能負(fù)載等數(shù)據(jù)進行分析挖掘與預(yù)測，開展精準(zhǔn)調(diào)度、故障判斷和預(yù)測性維護，提高能源利用效率和安全穩(wěn)定運行水平。構(gòu)建能源生產(chǎn)的B2B（Business to Business，企業(yè)到企業(yè)）模式，實現(xiàn)供應(yīng)鏈（開發(fā)，生產(chǎn)，輸送等）一體化發(fā)展模式。

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)就是要建設(shè)開放共享能源網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)以太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等可再生能源為主體的多能源協(xié)調(diào)互補的能源互聯(lián)網(wǎng)。推進可再生能源企業(yè)共同構(gòu)建開放的能源共享網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)可再生能源的并網(wǎng)共享。

1.3 能源互聯(lián)網(wǎng)就是要創(chuàng)新能源消費模式

基于分布式能源網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展用戶端智能化用能、能源共享經(jīng)濟和能源自由交易，促進能源消費生態(tài)體系建設(shè)。建立起企業(yè)與用戶的一對一網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)生產(chǎn)與供應(yīng)時實、全面、精準(zhǔn)的對接。構(gòu)建能源生產(chǎn)到消費的O2O（Online To Offline，線上線下服務(wù)平臺）模式，形成能源的統(tǒng)一生產(chǎn)與服務(wù)模式。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的區(qū)別

文章從價值導(dǎo)向，商業(yè)模式，能源類型，生產(chǎn)模式，ICT（Information Communication Technology，即信息與通信技術(shù)）技術(shù)應(yīng)用，參與方等多維角度來區(qū)分傳統(tǒng)能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

2.1 價值導(dǎo)向

傳統(tǒng)能源系統(tǒng)注重的是自上而下的模式。在這里，能源供不應(yīng)求，賣方掌握了絕對的主動權(quán)，能源系統(tǒng)是一個賣方市場。從觀念上說，賣方容易忽視消費者感受，認(rèn)為不需要營銷就能把產(chǎn)品很好賣出去。然而，隨著世界經(jīng)濟一體化加速融化，這種觀念越來越不適應(yīng)現(xiàn)代市場要求。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)就應(yīng)運而生。能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)注重的是自下而上的模式。在這里，能源系統(tǒng)是一個買方市場，買方有了跟賣方討價還價的能力，這必將迫使賣方不斷提高服務(wù)質(zhì)量，并對能源系統(tǒng)的良性發(fā)展提供了很好的保障。

2.2 商業(yè)模式

傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的賣方市場的價值導(dǎo)向直接決定了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)和商業(yè)視角模式是靜態(tài)的，采取的是公用事業(yè)模式的營銷理念。與此相反，能源互聯(lián)網(wǎng)會用動態(tài)的視角來審視行業(yè)的發(fā)展，用服務(wù)和平臺的模式來引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。

2.3 能源類型

傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中，化石能源占了大多數(shù)。而化石能源的有限性及對環(huán)境的污染決定了傳統(tǒng)能源發(fā)展的不可持續(xù)性。因此，開發(fā)和生產(chǎn)可再生能源并擴大其在能源消費中所占比例有著重要的現(xiàn)實意義和必要性。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得這一目標(biāo)得到了更好的機會去實現(xiàn)。

2.4 生產(chǎn)模式

在傳統(tǒng)模式下，集中生產(chǎn)往往更有利。因為分散的生產(chǎn)模式往往需要更多的人力及資本去維護運營，所以傳統(tǒng)模式集中生產(chǎn)成本更低，效率相對較高。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，能源互聯(lián)網(wǎng)改變了這樣單一的生產(chǎn)模式。在能源互聯(lián)網(wǎng)的條件下，信息可以在不同地區(qū)得到及時反饋，并且可以通過遙控平臺實施遠(yuǎn)程監(jiān)控。所以，能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)下的生產(chǎn)模式采用了集中和分布相結(jié)合的模式。

2.5 ICT技術(shù)應(yīng)用

ICT在能源系統(tǒng)中所起作用的大小直接決定了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)別。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中，ICT技術(shù)僅僅作為輔助技術(shù)，起到的作用相對較小。而在能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，ICT技術(shù)作為一項重要的關(guān)鍵性技術(shù)，對整個系統(tǒng)的生產(chǎn)、運營和銷售等各個環(huán)節(jié)起到了至關(guān)重要的作用。

2.6 參與方

由于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中，能源的供應(yīng)者扮演更多的是主導(dǎo)地位的角色，這樣的賣方市場條件下，消費者通常較被動接受，參與到其中的就相對很少。能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)下，消費者與能源的供應(yīng)者相互互動，需要和供給得到很好的對接，因此參與者較多。

總結(jié)上述結(jié)6種情況，可以繪成如表1所示結(jié)果。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)的運行架構(gòu)

能源互聯(lián)網(wǎng)的運行架構(gòu)有三層，分為控制中心層，中間控制及反饋層，能源系統(tǒng)運行層。架構(gòu)圖如圖1所示。

3.1 控制中心層

控制中心是系統(tǒng)運行的中樞，是決策部署的最頂層。這里匯集了下層反饋回來的各種信息，以大數(shù)據(jù)、云計算為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)進行分析，并對下層進行控制。

3.2 中間控制層

中間控制層包括具體的控制單元和信息反饋中心。具體的控制單元實現(xiàn)對下層次的直接控制，信息反饋中心通過傳感器將收集的信息反饋給控制中心層以便控制中心層作出決策。

3.3 能源系統(tǒng)運行層

能源系統(tǒng)里包括了可再生能源和化石能源兩種。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，兩種能源可以互為補充，使得能源的使用效率大大提高。

4 結(jié)束語

在新能源技術(shù)革命與計算機技術(shù)都迅猛發(fā)展的前提下，能源互聯(lián)網(wǎng)將會對人類傳統(tǒng)能源生產(chǎn)、運營、銷售等產(chǎn)生深遠(yuǎn)而重大的影響。文章對能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵及其運行架構(gòu)進行了闡述，對能源互聯(lián)網(wǎng)這一新興領(lǐng)域作了進一步研究。目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的研究仍處于起步階段，但它的發(fā)展前景廣闊，潛力無窮，有待我們進一步去了解和研究。

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