大數(shù)據(jù)環(huán)境下的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析

張 鵬 ，高 青

1.山西省電力公司檢修公司1000kV特高壓長(zhǎng)治站，山西長(zhǎng)治 046000；2.國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)治通信公司，山西長(zhǎng)治 046000

能源在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位，以電能作為突出代表的能源概念，當(dāng)前在全球環(huán)境日益惡化的環(huán)境下面臨考驗(yàn)。如何實(shí)現(xiàn)更為有效的需求滿足，同時(shí)推動(dòng)自身的發(fā)展，已經(jīng)成為該領(lǐng)域相關(guān)工作人員共同關(guān)注的重點(diǎn)。而這種發(fā)展需求，在大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的支持之下，又呈現(xiàn)出信息化的顯著特征，值得引起注意。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)概念分析

能源互聯(lián)網(wǎng)的概念最早可以追溯到20世紀(jì)70年代，巴克敏斯特·福樂(lè)（Rid Buckminster Fuller）在 世 界 游 戲 模 擬（world game simulation）大會(huì)中曾經(jīng)明確提出這一概念，作為未來(lái)世界能源的優(yōu)選戰(zhàn)略。隨后彼得·邁森（Peter Meisen）以及Cormio等人都在該領(lǐng)域提出過(guò)相似觀點(diǎn)，倡導(dǎo)將多種能源進(jìn)行收集和重新分配，滿足地區(qū)之間的能源需求。一直到2008年，美國(guó)北卡萊羅納州立大學(xué)Alex Q.Huang 主持開展美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金項(xiàng)目FREEDM（The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management Systems），開始提出將互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)特征引入到能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，即仿照路由器的功能，利用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于能源的優(yōu)化配給。隨后，該領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)特征開始逐步突出，并且也產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)性的示范項(xiàng)目，用以對(duì)這一思路加以支持。

想要進(jìn)一步確定信息技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的價(jià)值，首先需要深入能源互聯(lián)網(wǎng)的概念環(huán)境，對(duì)其展開深入的分析。從概念角度看，目前在能源互聯(lián)網(wǎng)這一范疇中存在廣義和狹義兩個(gè)層面的觀點(diǎn)。其中廣義能源互聯(lián)網(wǎng)意指將區(qū)域內(nèi)分散的能源進(jìn)行匯聚，以一次能源輸入并且轉(zhuǎn)化成為二次能源進(jìn)行消費(fèi)，將對(duì)能源的消費(fèi)同樣融入到這個(gè)環(huán)境中，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)分配與管理，同時(shí)在完全信息的支持之下，實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)消費(fèi)，推動(dòng)能源供求之間的扁平化形成。而對(duì)于狹義的能源互聯(lián)網(wǎng)概念而言，相對(duì)于廣義概念來(lái)說(shuō)更為具體和微觀，其是將區(qū)域環(huán)境內(nèi)的能量消耗設(shè)備、能量生產(chǎn)設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)能源供求的平衡。從能源互聯(lián)網(wǎng)的概念角度看，無(wú)論廣義還是狹義，其最終就是要實(shí)現(xiàn)能源在區(qū)域環(huán)境內(nèi)的供求平衡狀態(tài)優(yōu)化，而對(duì)于這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程而言，能源在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中替代了既有互聯(lián)網(wǎng)的信息的位置，目前的信息平衡也隨之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏δ茉吹钠胶狻?/p>

2011年，杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）出版了《第三次工業(yè)革命—新經(jīng)濟(jì)模式如何改變世界》一書，其中將能源的生產(chǎn)、制造、存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化視為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志和觸發(fā)。書中陳述了第三次工業(yè)革命的五個(gè)重要支柱，即再生能源替代傳統(tǒng)能源獲取領(lǐng)導(dǎo)地位、分布式能源網(wǎng)絡(luò)得到廣泛發(fā)展、電能儲(chǔ)存技術(shù)空前成熟、借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源供需終端的廣泛互聯(lián)，以及將運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)向插電式以及燃料電池動(dòng)力車。雖然第三次工業(yè)革命只是一家之言，但是從這個(gè)角度看，能源互聯(lián)網(wǎng)是通向未來(lái)的必然趨勢(shì)。

2 基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建良好能源互聯(lián)網(wǎng)體制

大數(shù)據(jù)是當(dāng)前信息時(shí)代之下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中呈現(xiàn)出來(lái)的一項(xiàng)必然技術(shù)。大數(shù)據(jù)本意指是指無(wú)法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，但是如果不能從海量數(shù)據(jù)中發(fā)掘出其隱含價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于決策的優(yōu)化與支持，因此在大數(shù)據(jù)的環(huán)境之下，相關(guān)數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)，以及計(jì)算能力，成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的突出價(jià)值體現(xiàn)。而這種價(jià)值在與能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)融合的過(guò)程中，同樣體現(xiàn)出了旺盛的生命力。

從能源互聯(lián)網(wǎng)的概念角度看，可以發(fā)現(xiàn)，宏觀協(xié)調(diào)和合理布局，是能源互聯(lián)網(wǎng)需要面對(duì)的重要問(wèn)題，而大數(shù)據(jù)在這樣的環(huán)境中必然會(huì)發(fā)揮積極價(jià)值。

首先，廣義能源互聯(lián)網(wǎng)的概念支持將基于時(shí)間潮汐的能源進(jìn)行合理規(guī)劃，通過(guò)有效的蓄能來(lái)實(shí)現(xiàn)合理消費(fèi)供給，同時(shí)當(dāng)區(qū)域范圍擴(kuò)大的時(shí)候，這種能源供給方面的不平衡，就會(huì)進(jìn)一步延伸到區(qū)域環(huán)境中，呈現(xiàn)為地理層面上的潮汐。在這樣的背景之下，想要有效實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)，首先需要對(duì)能源供給層面展開客觀有效地評(píng)估，但是不同來(lái)源的能源供給，本身處于一種動(dòng)態(tài)的平衡環(huán)境中，而大數(shù)據(jù)則善于從動(dòng)態(tài)平衡中獲取到其發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源供給未來(lái)狀況的深入解讀。也只有在這個(gè)基礎(chǔ)之上，才能切實(shí)有效地實(shí)現(xiàn)能源的重新分配與優(yōu)化。

其次，能源互聯(lián)網(wǎng)有效實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)重要前提，是對(duì)于能源需求端的有效統(tǒng)計(jì)，在這一方面，同樣需要大數(shù)據(jù)的深入應(yīng)用。具體而言，第一就是要對(duì)既有需求展開詳實(shí)的記錄和統(tǒng)計(jì)，同時(shí)注意這種記錄應(yīng)當(dāng)是基于時(shí)間和發(fā)展的觀點(diǎn)之上的記錄，通過(guò)這種記錄發(fā)現(xiàn)社會(huì)環(huán)境中對(duì)于能源需求的整體趨勢(shì)，以及分布變遷特征等。而后在這樣的歷史趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)未來(lái)的能源消費(fèi)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)有效規(guī)劃，確保能源供求雙向?qū)崿F(xiàn)平衡。

3 結(jié)論

大數(shù)據(jù)的價(jià)值，不僅僅在于推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和成熟，在當(dāng)前智能電網(wǎng)的工作環(huán)境中，同樣有著毋庸置疑的積極價(jià)值。從電力企業(yè)的角度看，我國(guó)的智能電網(wǎng)本身已經(jīng)在開始實(shí)現(xiàn)對(duì)于能源消費(fèi)端的消費(fèi)狀況采集和趨勢(shì)預(yù)測(cè)，從而通過(guò)大數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力能源供給的優(yōu)化，甚至于指導(dǎo)消費(fèi)環(huán)境的電力能源消費(fèi)優(yōu)化。

[1]黃如，葉樂(lè)，廖懷林.可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中的微電子技術(shù)[J].中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)，2014，44（6）.

[2]查亞兵，張濤，黃卓，等.能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)，2014，44（6）.