互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合形態(tài)與技術

張勇軍，李立浧, ，陳澤興，徐敏，劉平，蔡澤祥，韓永霞，許愛東

（1. 華南理工大學電力學院，廣州 510641；2. 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司，廣州 510080）

一、前言

由于資源、環(huán)境和氣候的多重壓力，我國能源體系轉型升級已提升到能源革命的國家戰(zhàn)略，包括能源結構的低碳化、化石能源清潔化、能源消費總量控制及能源服務的普惠便捷 [1～4]。應用互聯(lián)網(wǎng)技術與機制改造傳統(tǒng)能源行業(yè)的生產(chǎn)、傳輸、消費過程，實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源創(chuàng)新，是近年來蓬勃發(fā)展的學術前沿和工程熱點領域。

近年來，互聯(lián)網(wǎng)以其便捷、開放且可實現(xiàn)資源的公開共享、實時交互等優(yōu)勢，被廣泛用于改造傳統(tǒng)的行業(yè)[5～7]。相比其他領域，能源系統(tǒng)較為封閉，基于互聯(lián)網(wǎng)對能源系統(tǒng)的改造和創(chuàng)新面臨一系列技術與行業(yè)壁壘的挑戰(zhàn)[8～10]。國內(nèi)外有代表性的探索工作有：美國研發(fā)了未來可再生能源傳輸與管理系統(tǒng)（FREEDM系統(tǒng)），提出了能源路由器的概念并進行了原型實現(xiàn)[11]；德國聯(lián)邦經(jīng)濟和技術部發(fā)起E-Energy計劃，在此基礎上創(chuàng)建基于信息和通信技術（ICT）的高效能源系統(tǒng)[12]；日本著力于對 “數(shù)字電網(wǎng)”的構建，其核心在于電力路由器的研發(fā)[13]；我國則以能源革命戰(zhàn)略與電力體制改革為契機，掀起“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源研究與實踐的新浪潮[14～16]，主要包括：國務院發(fā)布了《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》，其重點行動領域包括以互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源系統(tǒng)的升級，即“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源；國家能源局、國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030 年）》將能源互聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新列為一項重點任務；開展一系列能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設等。上述多種措施的探索使能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)朝融合的方向邁進了一步，但對互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的總體愿景、實施路徑規(guī)劃還缺乏總體描述。

二、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的驅(qū)動力

（一）推動能源供給革命，提高新能源消納能力

能源供給革命是能源革命的重要支撐。其主要內(nèi)容涉及煤炭的清潔高效利用，發(fā)展非化石能源，形成煤、石油、天然氣、核能、新能源、可再生能源等多能源供應體系[17]。面向能源供給革命的基本述求，推動能源供應體系的轉型升級核心在于提高可再生能源的利用比例，并基于新能源利用比例的提高，調(diào)整能源利用結構，實現(xiàn)能源結構由高碳能源向低碳能源發(fā)展，解決能源資源難以為繼以及生態(tài)環(huán)境不堪重負的問題。我國新能源裝機容量正在高速增長，已成為世界上最大的太陽能發(fā)電國，但當前新能源消納能力還有待提高。傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力有限，面對未來新能源不斷滲透的場景，僅僅依靠電網(wǎng)來進行消納會顯得不足?；ヂ?lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，將集合互聯(lián)網(wǎng)中的共性技術，如云計算、大數(shù)據(jù)等，提升能源系統(tǒng)的靈活性，高比例地利用間歇性、分布式的可再生能源，建設可持續(xù)的、多元化的能源供應體系。

（二）推動能源消費革命，提高能源綜合利用效率

將傳統(tǒng)重視源端的節(jié)能改造轉移到用戶終端，是能源系統(tǒng)轉型升級的另一重要舉措。對于傳統(tǒng)電網(wǎng)，電力終端能效提升的技術除了一般的更換更節(jié)能的設備以外，更重要的技術措施還是實施電力需求側管理。電力需求側管理指的是電力企業(yè)采用行政、技術或者經(jīng)濟等手段，與用戶共同協(xié)力提高終端用電效率、改變用電方式。近年來，我國的用戶側電力能效提升技術發(fā)展迅速，在節(jié)能降耗、維護生態(tài)環(huán)境方面起到了至關重要的作用。但仍存在不少問題，如監(jiān)測用戶能耗數(shù)據(jù)不健全，控制用能系統(tǒng)的設備落后等，這些都有待進一步解決。但是，實際上對于用戶來說，用能的需求除了電力，還有天然氣、用熱、用冷的用能需求，如果能綜合考慮這些能源，進行終端能源的綜合優(yōu)化，利用不同能源之間的互補性，將進一步提升能源綜合利用效率。因此，互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，將基于互聯(lián)網(wǎng)技術，實時獲取海量的用戶數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)挖掘，進一步提升用戶節(jié)能空間。

（三）推動能源體制革命，提供市場化所需技術支撐

能源體制革命是能源革命的制度保障。在能源體制革命中，明確提出了要構建有效競爭的市場結構和市場體系，形成主要由市場決定能源價格的機制，轉變政府對能源的監(jiān)管方式，并且建立健全能源法治體系[17]。要實現(xiàn)上述目標，還原能源的商品屬性是關鍵，利用市場機制、經(jīng)濟學去引導能源的生產(chǎn)及消費，將會有效地促進能源資源利用效率的提高。

能源體制革命一方面需要制度保障，另一方面也需要技術的支撐。事實上，我國電力市場的概念已提出多年但成效不顯著，隨著“能源互聯(lián)網(wǎng)”“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源等概念的提出，多能源耦合成為趨勢，相比之下，多能源市場的開放相比單一的僅提供電力市場將更加能夠促進資源的互通和有效利用。互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合正是在技術層面上提供了一個以互聯(lián)網(wǎng)開放共享的環(huán)境，打破行業(yè)壁壘，實現(xiàn)能源信息的透明化，利用大數(shù)據(jù)技術分析能源流動的各個環(huán)節(jié)，感知用戶需求，為能源市場的建立提供技術保障。

三、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合形態(tài)

（一）互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合形態(tài)的基本描述

廣義的能源系統(tǒng)包括了能源生產(chǎn)–傳輸–存儲–轉換–消費等五個環(huán)節(jié)，能源形式多樣，包含煤炭、石油、天然氣、可再生能源等一次能源，電、氫等二次能源，能源傳輸網(wǎng)絡包含了電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、供冷/熱網(wǎng)等?；ヂ?lián)網(wǎng)技術與能源系統(tǒng)的融合，正是希望借助互聯(lián)網(wǎng)信息獲取和處理技術，實現(xiàn)能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)的感知和運行優(yōu)化，促進能源結構的優(yōu)化和能源利用效率的提升；而互聯(lián)網(wǎng)思維與能源系統(tǒng)的融合則是借助共享、開放的互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)升級，以開放的環(huán)境激活能源系統(tǒng)市場。能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合的示意圖，如圖1所示。

圖1以兩個圓交疊的形式抽象地描繪了能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合的兩個網(wǎng)絡，重疊的部分可看成互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的程度，交疊部分越多，則表示融合的程度越深。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術與思維在能源系統(tǒng)中應用的逐步滲透，將逐步推進互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合。結合互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合程度，本文提出互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的分階段融合形態(tài)，以2020年，2030年及2050年為三個時間節(jié)點，分別稱之為智能化、透明化、智慧化三個階段。

圖1 能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合示意圖

（二）融合形態(tài)1：智能化階段

智能化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的初級形態(tài)。融合形態(tài)可具體描述為：以大規(guī)模遠距離交直流輸電系統(tǒng)為載體，實現(xiàn)化石能源與可再生能源的跨區(qū)域規(guī)?；Y源配置；大力發(fā)展分布式電網(wǎng)/能源系統(tǒng)，集中配置與分布消納并舉，實現(xiàn)可再生能源的高比例消納，減少棄風、棄光現(xiàn)象；基于高度自動化與智能輔助決策的實現(xiàn)，電網(wǎng)輸電能力、運行可靠性及安全穩(wěn)定水平得到充分提升，可避免大面積停電事故的發(fā)生。

具體來看，實現(xiàn)智能化階段的關鍵路徑在于推進互聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術在能源系統(tǒng)中的應用，以能源大數(shù)據(jù)來提升能源系統(tǒng)的智能化水平。在能源的生產(chǎn)側，基于大數(shù)據(jù)技術，整合氣象、地理、環(huán)境、能源等多維度信息，可實現(xiàn)可再生能源功率的精準預測，實現(xiàn)可再生能源的高比例消納，減少棄風、棄光現(xiàn)象，同時為能源結構的優(yōu)化提供支持。能源消費側重視智能電表、智能能源表計的推廣應用，獲取用戶的用能信息并基于大數(shù)據(jù)分析充分挖掘用戶的節(jié)能潛力，引導用戶制定優(yōu)質(zhì)的用能計劃。

（三）融合形態(tài)2：透明化階段

透明化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合在智能化階段的進一步升級，兩者的融合程度進一步加深，打造透明能源系統(tǒng)。透明能源系統(tǒng)是指利用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術，如芯片傳感技術，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)中能源生產(chǎn)、能源傳輸、能源轉換與存儲、能源使用等全環(huán)節(jié)各類設備的信息監(jiān)控和實時感知，使設備運轉信息、能源系統(tǒng)的運行信息和能源市場信息實現(xiàn)透明共享、平等獲取，是互聯(lián)網(wǎng)與能源網(wǎng)技術深度融合下的能源系統(tǒng)的中級發(fā)展形態(tài)。

具體來看，實現(xiàn)透明化階段的關鍵路徑在于推進互聯(lián)網(wǎng)中芯片傳感器和智能決策技術的發(fā)展，以能源系統(tǒng)透明化為目的實現(xiàn)能源系統(tǒng)的轉型升級。透明能源系統(tǒng)中能源系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)化程度進一步加深，擁有先進的信息感知與處理技術，使電網(wǎng)與能源網(wǎng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)化與透明化，并且，人工智能等智能決策技術在能源系統(tǒng)中高度應用，使整個能源系統(tǒng)的狀態(tài)變得高度可視、高度可控、高度優(yōu)化。

（四）融合形態(tài)3：智慧化階段

智慧化是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的高級形態(tài)。融合系統(tǒng)可具體描述為：基于智能化的能源裝備與控制技術，優(yōu)先實現(xiàn)高比例可再生能源的接入；此外，可再生能源的分布式廣泛接入與用戶側的產(chǎn)銷一體化，使能源的生產(chǎn)、傳輸、轉換、消費及交易趨向零邊際成本，實現(xiàn)能源系統(tǒng)效率最優(yōu)化及能源價值最大化利用；互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)深度融合，形成智慧化、深優(yōu)化、高可靠性、能源觸手可及的泛在能源網(wǎng)。

具體來看，實現(xiàn)智慧化階段的關鍵路徑在于基于互聯(lián)網(wǎng)平臺建立能源交易市場，推進能源產(chǎn)業(yè)轉型升級。智慧化的融合模式中，一方面能源系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)的信息平臺支撐，實現(xiàn)能源系統(tǒng)全環(huán)節(jié)的智慧化，即光伏、風能等新能源實現(xiàn)即插即用，能源需求可以得到滿足，可實現(xiàn)隨時、隨地地使用能源；另一方面則應用互聯(lián)網(wǎng)思維，將當下互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下實施的較為成功的商業(yè)模式與能源系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)平臺有機結合，拓展出種類豐富的新型能源商業(yè)模式，比如能源期貨、能源團購、能源定制、能源點評等，激活能源行業(yè)，形成新的經(jīng)濟增長點。

圖2 互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的關鍵技術體系

四、互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的技術體系

為推進互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，一方面需加強能源信息支撐技術的發(fā)展；另一方面則需注重互聯(lián)網(wǎng)技術與思維在能源系統(tǒng)生產(chǎn)–傳輸–消費等環(huán)節(jié)的應用。互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)融合的關鍵技術體系，如圖2所示。

（一） 能源信息支撐平臺技術

以互聯(lián)網(wǎng)作為信息基礎支撐，是互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)實現(xiàn)融合的重要技術，包括互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設以及信息感知、處理、交互、安全技術。

在基礎設施建設方面，建設覆蓋各類能源系統(tǒng)及其各環(huán)節(jié)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的需求，實現(xiàn)能源信息傳輸?shù)墓饫w到戶，以推動社會資源共享，突破信息網(wǎng)絡的“最后一千米”瓶頸。

在信息感知技術方面，加強光纖溫度傳感器、芯片級傳感技術的研制和開發(fā)，并在實際工程中實現(xiàn)推廣應用；開展基于納米光學的光纖傳感技術、基于光纖傳感技術的全光纖設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控結果的實時性、精確性和完整性，推進信息感知技術的發(fā)展，實現(xiàn)能源系統(tǒng)信息透明化。

在信息處理技術方面，開展云計算技術研究，包括支撐信息化建設的虛擬化應用技術研究和企業(yè)云平臺應用關鍵技術研究；開展大數(shù)據(jù)技術研究，包括基于海量信息挖掘技術的分析、通過智能化技術建立“智能、高效、可靠、綠色”的數(shù)據(jù)中心管理體系；研究高性能計算技術，開發(fā)高性能計算的基礎環(huán)境仿真平臺。通過虛擬化、標準化和自動化的方式有機整合能源系統(tǒng)的硬件和軟件資源，有效支撐基礎數(shù)據(jù)進行可靠有效的傳輸、存儲和處理。

在信息交互技術方面，推進移動互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的應用，通過掌上終端、服務器、個人計算機等多平臺的信息交互，實現(xiàn)能源業(yè)務、管理以及服務的移動化、信息化、電子化和網(wǎng)絡化。研究與信息交互相關的智能科學技術，重點是人工智能在信息交互技術中應用的研究，通過人工智能技術實現(xiàn)人與能源系統(tǒng)之間智能的交互界面，將能源系統(tǒng)調(diào)整到最佳的狀態(tài)來適應人類的需要，提高能源系統(tǒng)的運行效率。

在信息安全技術方面，開展云安全體系研究，解決云計算在實際應用中面臨的安全問題，包括云安全技術體系、管理體系和評價檢測體系等，確保云計算系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。構建能源系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)安全體系架構并開展物聯(lián)網(wǎng)應用信息安全體系研究。從用戶端著手規(guī)劃“數(shù)據(jù)安全體系”，解決由于云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)帶來的系統(tǒng)邊界模糊化而導致的安全防護難題。

（二） 能源生產(chǎn)智慧化技術

1.建立開放、共享、標準和集成的能源生產(chǎn)信息公共服務網(wǎng)絡

基于互聯(lián)網(wǎng)建立面向海量能源主體接入的能源生產(chǎn)信息公共服務網(wǎng)絡，為能源生產(chǎn)、傳輸與消費全產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈提供信息交互對接的基礎平臺?！伴_放”在于能源生產(chǎn)信息公共服務網(wǎng)絡可由能源生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈中所有用戶自由接入，隨時獲取能源生產(chǎn)信息；“共享”在于能源生產(chǎn)、傳輸、消費各環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)和交易互動等信息可跨環(huán)節(jié)、無壁壘地傳輸及獲??；“標準”在于任意的能源生產(chǎn)、傳輸及用能設備并網(wǎng)接入后，需通過標準化數(shù)據(jù)共享協(xié)議在能源生產(chǎn)信息公共服務網(wǎng)絡實現(xiàn)設備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布與共享；“集成”在于能源生產(chǎn)信息公共服務網(wǎng)絡集成能源生產(chǎn)的監(jiān)測、運行、管理和調(diào)度等高級應用于一體。

2.基于大數(shù)據(jù)的新能源發(fā)電智能調(diào)度技術

融合新能源設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，建立面向隨機間歇性電源的智能化調(diào)度技術，充分提升新能源的消納水平，減少甚至避免棄風、棄光現(xiàn)象。基于多源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與智能分析手段，研究高精度的新能源發(fā)電預測方法；綜合新能源電源與電網(wǎng)運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，研究自適應的智能化隨機調(diào)度策略；考慮新能源的海量時空分布特點，研究集中決策–分布控制的新能源發(fā)電分層分級協(xié)調(diào)控制方法等。

（三） 分布式能源網(wǎng)絡技術

1.基于互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)的能量管理技術

依托互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)平臺構建適應分布式多能流能源網(wǎng)絡的能量管理體系，實現(xiàn)電、氣、熱、冷等能源資源協(xié)調(diào)運行與優(yōu)化配置。主要關鍵技術包括：構建智能化高級量測體系，實現(xiàn)多樣化能源的精準量測、數(shù)據(jù)分析、信息交互及實時結算；計及間歇性電源和隨機性負荷的歷史行為與實時狀態(tài)，融合電、氣、熱、冷、智能交通等多網(wǎng)信息，并在此基礎上研究源–荷匹配的智能化調(diào)度潛力預測與挖掘技術；研究分布式能源網(wǎng)絡中能源生產(chǎn)–傳輸–消費–存儲多能流協(xié)同的能量優(yōu)化調(diào)度技術，實現(xiàn)多樣化能源的綜合互補與能源供應的協(xié)同管理。

2.分布式能源系統(tǒng)的信息透明化

分布式能源系統(tǒng)的信息透明化技術是指利用先進的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術，實現(xiàn)對分布式能源系統(tǒng)中的源、網(wǎng)、荷、儲、用全環(huán)節(jié)各類設備的信息監(jiān)控和實時感知，使設備運轉信息、能源系統(tǒng)運行信息和能源市場信息實現(xiàn)透明共享、平等獲取。以分布式能源系統(tǒng)中設備與網(wǎng)絡運行狀態(tài)的透明化所產(chǎn)生海量的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)為基礎，可實現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)運行調(diào)度決策的智能化，支撐可再生能源的廣泛接入與精準發(fā)電預測，實現(xiàn)高比例可再生能源的消納，科學分配需求側負荷以及提取關鍵信息實現(xiàn)狀態(tài)估計與故障辨識。此外，透明化的分布式能源系統(tǒng)以信息透明對等為支撐，可促進分布式能源就近交易并獲取，用戶逐漸成為能源的產(chǎn)銷者，并以互聯(lián)網(wǎng)交易和共享促進能源交易和增值服務。

3.泛在的分布式能源網(wǎng)

泛在的分布式能源網(wǎng)是能源和信息深度融合的系統(tǒng)，能源網(wǎng)絡中的所有接入設備，其二次部分類似于信息網(wǎng)絡中的節(jié)點單元，具備存儲設備特性參數(shù)，實時監(jiān)測記錄其自身運行狀態(tài)、運行參數(shù)的功能，并依據(jù)統(tǒng)一的通信規(guī)約和協(xié)議，通過物聯(lián)網(wǎng)在小微能源網(wǎng)絡內(nèi)部實現(xiàn)信息的充分共享和交互。泛在的分布式能源網(wǎng)對于接入設備而言，具有高度靈活的可接入性、可擴展性，以及信息分享的廣泛性和安全性。因此可適應各類可再生小微能源的接入，逐漸形成泛在能源網(wǎng)，打破時空限制，實現(xiàn)能源的隨時隨地接入與使用。針對泛在分布式能源網(wǎng)的特點，可以總結出其關鍵技術有：①傳感器技術。需要通過射頻識別（RFID）等傳感技術隨時準確獲取終端的信息。②數(shù)據(jù)傳輸。通過有線或無線網(wǎng)絡實現(xiàn)終端的信息傳輸。③嵌入系統(tǒng)技術。綜合計算機軟硬件、集成電路技術等，對接收到的信息進行分類處理。

（四） 能源消費智慧化技術

1.基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的能源交易與多元互動

利用互聯(lián)網(wǎng)的信息共享與實時互動的特點，建設面向能源供應商、能源用戶、大數(shù)據(jù)服務商等多元化主體的能源交易與能源服務平臺，實現(xiàn)各市場主體信息共享與交易互動的公平化、自由化、透明化。構建能源交易網(wǎng)上業(yè)務平臺，提供PC端、移動端等實時訪問交互渠道；具備多樣化服務擴展能力，為能源資源信息公開發(fā)布、用能合理精準匹配、用能個性化定制等新服務形態(tài)提供技術支撐；建立各類能源主體客戶管理體系，實現(xiàn)客戶營銷統(tǒng)計分析、潛在客戶挖掘與跟蹤，為客戶建立“綠色用能”和“綠色發(fā)電”數(shù)字化信息檔案，提供個性化信息定制服務及用能優(yōu)化解決方案等增值服務。

2.基于數(shù)據(jù)挖掘的用戶側能效管理與需求側響應

以能源大數(shù)據(jù)為核心，圍繞用戶側用能特征、能效水平、調(diào)度潛力等問題進行深入挖掘與分析，實現(xiàn)融合控制、優(yōu)化、診斷、維護等的綜合能效管理。通過智能表計與物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)用能設備、用戶側分布式電源及儲能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理與顯示；建立考慮電池儲能優(yōu)化配置與電動汽車有序充放電的實時調(diào)度系統(tǒng)，使用戶側負荷柔性化，滿足尖峰負荷需求及提供移峰填谷響應能力；基于云計算與智能決策技術處理分析能源大數(shù)據(jù)，辨識用戶用能行為特征模式及可調(diào)潛力，聯(lián)動能源市場實時價格機制和用戶互動需求，以降低用能成本和提升能效水平為目標參與需求側響應。

（五） 智慧能源新業(yè)態(tài)技術

1.基于電力光纖到戶推進四網(wǎng)“資源”融合

以電力光纖技術為基礎支撐，推進電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和電力網(wǎng)信息資源的融合。電力光纖到戶是指在低壓通信接入網(wǎng)中采用光纖負荷低壓電纜（OPLC）等線纜，實現(xiàn)到表到戶。利用光纖數(shù)據(jù)傳輸精度高、速度快的特性，承載信息內(nèi)容的用戶用電信息采集業(yè)務；集光纖和電力輸配于一身，避免二次布線，實現(xiàn)信息到達用戶“最后一千米”成本的降低；使用OPLC配合相應的設備和器件，可在一根傳輸線上實現(xiàn)多種業(yè)務，如交互式網(wǎng)絡電視（IPTV）、互聯(lián)網(wǎng)、電話等，具有較強的適應性和拓展性。

2.開發(fā)電動汽車商業(yè)模式，實現(xiàn)跨界融合

電動汽車作為一種新的技術，其大規(guī)模市場化后帶來的新型商業(yè)模式，促進了能源、交通、金融和互聯(lián)網(wǎng)的跨界融合。建立充電站綜合信息管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)充電預估、開放充電商業(yè)模式、移動終端管理，是智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)領域的入口及關鍵技術；利用電動汽車作為能源網(wǎng)和交通網(wǎng)融合的樞紐，完善能源網(wǎng)和交通網(wǎng)間基礎設施的融合，提高通用性，促進服務主體多元化；打造ICT平臺，增強電動汽車價值鏈參與者間的聯(lián)系和互動，實現(xiàn)商業(yè)模式消費電子化；電動汽車與電力系統(tǒng)完善融合，成為智慧能源系統(tǒng)的核心之一，發(fā)揮多元作用。

3.能源系統(tǒng)的增值服務技術

以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、傳輸為基礎，圍繞新的能源商業(yè)模式展開的管理和運營，可有效實現(xiàn)在線運營維護、能源定制與租賃服務、能源金融服務、媒體廣告服務等增值服務?；谥悄芑挠脩粼O備運行數(shù)據(jù)，運營維護公司可線上管理用戶發(fā)電設備，降低故障率和上門維修概率，極大地提高運營維護和生產(chǎn)效率；根據(jù)用戶需求和用能特點，為用戶提供定制化、專業(yè)化的能源服務，提供電力能源設備的租賃和二手市場服務，可提高資產(chǎn)利用效率；基于能源與金融之間的資源整合，不斷地推進能源行業(yè)與金融行業(yè)兩者優(yōu)勢相結合，進而實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展；利用能源管理平臺、智能交通平臺等多種渠道實現(xiàn)客戶群體信息的有效分析和管理，實現(xiàn)廣告的精準投放。

五、結語

互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合是能源行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化，將實現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)的智慧化升級，在供給側實現(xiàn)能源生產(chǎn)的智慧化，有利于大規(guī)模消納新能源；在需求側支撐智慧用能，提升能源利用效率；在能源網(wǎng)絡實現(xiàn)其智慧化，有助于多能互補與新能源即插即用。同時，基于互聯(lián)網(wǎng)技術與互聯(lián)網(wǎng)平臺，推進能源市場化改革，還原能源商品屬性，帶動能源產(chǎn)業(yè)升級和新業(yè)態(tài)，創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點。

為實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)的融合，還應在政策層面上加以引導。如加強多能源網(wǎng)絡供給側結構性改革，補齊多能源物理互聯(lián)和信息互聯(lián)的基礎設施短板；進一步放開能源用戶側、配售側、需求側市場，配電、售電由增量市場擴大到存量市場；加強能源產(chǎn)業(yè)體系頂層設計；完善市場法律法規(guī)，形成長效機制，加快制定并完善能源產(chǎn)業(yè)市場法律法規(guī)，試點能源產(chǎn)業(yè)市場負面清單制度。

[1] 張東霞, 姚良忠, 馬文媛, 等.中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略 [J]. 中國電機工程學報, 2013, 33(31): 1–14.Zhang D X, Yao L Z, Ma W Y, et al. Development strategies of smart grid in China and abroad [J]. Proceedings of the CSEE,2013, 33(31): 1–14.

[2] 李立浧, 張勇軍, 陳澤興, 等. 智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的模式及其發(fā)展前景 [J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2016, 40(11): 1–9.Li L C, Zhang Y J, Chen Z X, et al. Merger between smart grid and energy-net: Mode and development prospects [J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(11): 1–9.

[3] Swaminathan M, Tarun D. Diffusion of innovation model of consumer behaviour—Ideas to accelerate adoption of renewable energy sources by consumer communities in India [J]. Renewable Energy, 2012, 39(1): 162–165.

[4] 劉金朋. 基于資源與環(huán)境約束的中國能源供需格局發(fā)展研究[D]. 北京: 華北電力大學(北京) (博士學位論文), 2013.Liu J P. Development of the energy supply and demand pattern of China under the constraints of resources and environment[D]. Beijing: North China Electric Power University(Doctoral dissertation), 2013.

[5] 黃勇軍, 朱永慶. 新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢與技術淺析 [J] . 電信科學, 2013, 29(4): 1–6.Huang Y J, Zhu Y Q. Analysis of development trend and technology of new generation Internet [J]. Telecommunications Science, 2013, 29(4): 1–6.

[6] 董大海, 范志麗. 互聯(lián)網(wǎng)思維是什么? [J] . 科技與管理, 2016,18(6): 1–8.Dong D H, Fan Z L. Internet thinking [J]. Science-Technology and Management, 2016, 18(6): 1–8.

[7] 王繼業(yè), 孟坤, 曹軍威, 等. 能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術研究綜述 [J].計算機研究與發(fā)展, 2015, 52(5): 1109–1126.Wang J Y, Meng K, Cao J W, et al. Information technology for energy Internet: A survey [J]. Journal of Computer Research and Development, 2015, 52(5): 1109–1126.

[8] 張勇軍, 陳澤興, 蔡澤祥, 等. 新一代信息能源系統(tǒng):能源互聯(lián)網(wǎng)[J] . 電力自動化設備, 2016, 36(9): 1–7.Zhang Y J, Chen Z X, Cai Z X, et al. New generation of cyberenergy system: Energy Internet [J]. Electric Power Automation Equipment, 2016, 36(9): 1–7.

[9] 田世明, 欒文鵬, 張東霞, 等. 能源互聯(lián)網(wǎng)技術形態(tài)與關鍵技術[J] . 中國電機工程學報, 2015, 35(14): 3482–3494.Tian S M, Luan W P, Zhang D X, et al. Technical forms and key technologies on energy Internet [J]. Proceedings of the CSEE,2015, 35(14): 3482–3494.

[10] 孫宏斌, 郭慶來, 潘昭光. 能源互聯(lián)網(wǎng): 理念、架構與前沿展望[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2015(19): 1–8.Sun H B, Guo Q L, Pan Z G. Energy Internet: Concept,architecture and frontier outlook [J]. Automation of Electric Power Systems, 2015(19): 1–8.

[11] Huang A Q, Crow M L, Heydt G T, et al. The future renewable electric energy delivery and management (freedm) system: The energy Internet [J]. Proceedings of the IEEE. 2011, 99(1): 133–148.

[12] Vermesan O, Blystad L C, Zafalon R, et al. Internet of energyconnecting energy anywhere anytime [J]. Active Learning in Higher Education, 2011, 11(11): 189–200.

[13] Boyd J. An Internet-inspired electricity grid [J]. IEEE Spectrum,2013, 50(1): 12–14.

[14] 孫毅, 許鵬, 單葆國, 等. 售電側改革背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”電能替代發(fā)展路線 [J].電網(wǎng)技術, 2016, 40(12): 3648–3654.Sun Y, Xu P, Shan B G, et al. Road map for “Internet plus” energy substitution in electricity retail market reform in China [J]. Power System Technology, 2016, 40(12): 3648–3654.

[15] 李立浧, 張勇軍, 徐敏. 我國能源系統(tǒng)形態(tài)演變及分布式能源發(fā)展 [J] . 分布式能源, 2017, 2(1): 1–9.Li L C, Zhang Y J, Xu M. Morphological evolution of energy system and development of distributed energy in China [J].Distributed Energy, 2017, 2(1): 1–9.

[16] 余曉丹, 徐憲東, 陳碩翼, 等. 綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J] . 電工技術學報, 2016, 31(1): 1–13.Yu X D, Xu X D, Chen S Y, et al. A brief review to integrated energy system and energy Internet [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(1): 1–13.

[17] 劉龍海, 鐘史明. 能源革命——領悟 “四個革命”與“一個合作”[J]. 燃氣輪機技術, 2016, 29(1): 1–8.Liu L H, Zhong S M. Energy revolution——Grasp study “forth revolution” & “one cooperative” [J]. Gas Turbine Technology,2016, 29(1): 1–8.