能源互聯(lián)網(wǎng)的入口和出口

■文/徐擁軍

能源互聯(lián)網(wǎng)基于分布式能源和垃圾資源化利用的必要性逐漸顯見，未來大數(shù)據(jù)技術在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用會越來越多，同時也會推動業(yè)務與技術的雙重進步。

能源互聯(lián)網(wǎng)從傳統(tǒng)意義上講，一是測量和控制，二是能源的調度和管理，三是運用管理和協(xié)調。這三個要素是圍繞用戶的應用需求進行協(xié)調和互動的。能源互聯(lián)網(wǎng)的核心特征是，將互聯(lián)網(wǎng)中的開放、互聯(lián)、對等、分量價值體系和相關的技術，與傳統(tǒng)的能源相融合，構建以可再生能源為主，實現(xiàn)分層協(xié)調控制，保障能量流和信息流的流動，具有高度可靠性和安全性的新能源利用體系。

能源互聯(lián)網(wǎng)的入口

美國經(jīng)濟學家杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）在其出版的《第三次工業(yè)革命》一書中闡述了他對互聯(lián)網(wǎng)與能源行業(yè)“對接”的設想。里夫金眼里的能源互聯(lián)網(wǎng)可以基本勾勒為：將可再生能源轉換成二次能源電力，通過分布式采集和使用的交互形式，結合互聯(lián)網(wǎng)平臺技術，實現(xiàn)億萬人的實時能源互聯(lián)和共享。然而，在封閉甚至壁壘深厚的能源行業(yè)，給能源互聯(lián)網(wǎng)尋找一個入口并非易事。就能源互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段的主要“痛點”而言，能源互聯(lián)網(wǎng)的主要入口是分布式能源和垃圾的資源化利用等。

●分布式能源

所謂分布式能源，是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)，將有望改變當前能源的生產(chǎn)和消費形態(tài)。然而，大量分布式能源生產(chǎn)者出現(xiàn)的個體交易需求，必將帶來海量的需求信息，只有便捷、高效、低成本的信息處理平臺才能滿足這種變化。因此，未來分布式能源只有采用互聯(lián)網(wǎng)模式，靠互聯(lián)網(wǎng)思維才能解決問題?，F(xiàn)在我們購物有淘寶網(wǎng)，未來“能源淘寶網(wǎng)”也會出現(xiàn)，甚至會出現(xiàn)“買電網(wǎng)”“買氣網(wǎng)”等平臺，它們對現(xiàn)有能源體系一定具有顛覆性。

目前，能源互聯(lián)網(wǎng)開展得最好的是德國。在德國，能源互聯(lián)網(wǎng)主要體現(xiàn)在電力行業(yè)中的改革創(chuàng)新方面，因為德國的電力市場結構是配售分離的。售電企業(yè)是能源互聯(lián)網(wǎng)最積極的參與者和創(chuàng)新者，因為這些公司在創(chuàng)新過程中得到了收益。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，銷售端也更容易形成與互聯(lián)網(wǎng)的接口，如充電樁、電動車、網(wǎng)上交易平臺、虛擬電廠、智能電表等創(chuàng)新接入方式，創(chuàng)造了數(shù)不勝數(shù)的商業(yè)模式。

未來，中國的能源行業(yè)一定會出現(xiàn)新能源生產(chǎn)和消費的商業(yè)模式，其特征就是互聯(lián)網(wǎng)和分布式能源的深度融合。從能源產(chǎn)品方面看，可再生能源將逐漸占據(jù)主流，天然氣等清潔氣體能源將成為重要支撐。從能源市場參與主體看，由于用戶對能源需求的多樣化和個性化，市場主體將呈現(xiàn)多元化態(tài)勢，分布式能源將成為新的市場單元，消費者對傳統(tǒng)大能源公司的依賴將逐漸降低。從市場交易方面看，由于能源互聯(lián)網(wǎng)具有“人人既是消費者，也可以是生產(chǎn)者”的特征，能源交易將呈現(xiàn)多邊化的特征，各類交易主體在市場中既自由競爭，又相互協(xié)作，最終實現(xiàn)能源效率最優(yōu)和能源價值的最大化。從網(wǎng)絡運營方面看，能源互聯(lián)網(wǎng)離不開網(wǎng)絡智能化，復雜的多邊交易和雙向流動將使能源輸送面臨極大挑戰(zhàn)，沒有智能手段很難實現(xiàn)。如何實現(xiàn)能源網(wǎng)絡的自由接入、互聯(lián)互通和智能配送，是實現(xiàn)交易的重要基礎。

對能源消費者來說，能源互聯(lián)網(wǎng)能為其帶來更低廉的成本、更優(yōu)質的服務和更自主的權利。從資源利用角度看，能源互聯(lián)網(wǎng)讓更多分散的可再生能源得到利用，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，極大地提升利用效率。對個人而言，自發(fā)自用既能降低成本，又能將多余的能源直接賣給其他消費者，去掉中間環(huán)節(jié)，降低交易成本。

分布式能源將成為撕開能源互聯(lián)網(wǎng)大幕的契機，互聯(lián)網(wǎng)平臺將成為最有力的推手。以分布式能源撬動的能源互聯(lián)網(wǎng)，其最終內涵和概念肯定會遠遠大于分布式能源之間的融合發(fā)展，大于新興能源之間的互聯(lián)互通，發(fā)展到成熟階段應該是所有能源形態(tài)都可以在一個平臺之間實現(xiàn)融合。

●垃圾的資源化利用

第一，從垃圾分類的角度出發(fā)。自2000年以來，為應對“垃圾圍城”，北京、上海、廣州等8座城市先后進行了垃圾分類試點推廣。然而，居民參與意識薄弱、政府職能的錯位與缺位使得試點計劃缺乏可持續(xù)性，垃圾分類最終偃旗息鼓。在這個背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”的垃圾分類回收模式應運而生。將互聯(lián)網(wǎng)引入垃圾分類回收領域，通過互聯(lián)網(wǎng)線上服務平臺和線下回收服務體系兩線建設，形成線上投廢、線下交投的模式，網(wǎng)絡平臺整合上下游資源，回收專業(yè)隊伍承接回收與付費。這一舉措將垃圾分類回收利用與能源互聯(lián)網(wǎng)更加緊密地聯(lián)系起來。

第二，從垃圾處理的角度出發(fā)。當前，我國在垃圾處理方面主要采用焚燒、填埋和綜合利用（垃圾再生后循環(huán)使用）3種方法。采用焚燒的方法最為快捷，達到垃圾的資源化處理，但焚燒會產(chǎn)生大量的有害氣體，進而嚴重污染大氣。填埋方式投資少、工藝簡單、處理量大，較好地實現(xiàn)了地表的無害化，但此方法會占用大量土地資源，對土地也會產(chǎn)生巨大傷害。綜合利用法是遠期垃圾處理的方向。無論采取哪種方法，都需要對其進行有效的實施管理，使得垃圾處理在城市發(fā)展過程以及城市規(guī)模不斷擴大過程中，能夠快捷有效地處理垃圾及收運系統(tǒng)常規(guī)和突發(fā)事件，使各項管理科學、合理、規(guī)范，將垃圾分類處理與能源互聯(lián)網(wǎng)緊密結合起來。

能源互聯(lián)網(wǎng)是對當前整個能源利用體系的顛覆性革命，相較于新能源電力系統(tǒng)，能源互聯(lián)網(wǎng)對能源產(chǎn)業(yè)，甚至經(jīng)濟社會變革和發(fā)展具有更深遠的意義。而電力系統(tǒng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心模塊，新能源的電力系統(tǒng)相關技術能夠與能源互聯(lián)網(wǎng)進行對接和整合。當前應該做好我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設和新能源建立系統(tǒng)的對接與整合工作，從頂層設計、整體規(guī)劃到具體技術實現(xiàn)都要進行相應的鏈接、銜接，完善和統(tǒng)一相關標準，做到標準先行，從而減少二次升級的成本，集中當前有效的資源和時間，推動我國能源革命和經(jīng)濟社會跨越式發(fā)展。

能源互聯(lián)網(wǎng)的出口

能源互聯(lián)網(wǎng)就是把互聯(lián)網(wǎng)技術與清潔能源的發(fā)展應用到能源的開采、配送各個環(huán)節(jié)中，把能源利用從原來的集中式變成分散式，將電力、油氣、交通、信息等網(wǎng)絡集合起來，成為能源共享的網(wǎng)絡。能源互聯(lián)網(wǎng)的分散協(xié)同調度與控制需要在線實時動態(tài)的信息采集、傳輸、分析與決策的支持。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)對信息和通信技術（ICT）提出了更高、更多的要求。

實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、管理、分析及互動服務，離不開通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動應用等信息和通信技術。其中，大數(shù)據(jù)分析技術能夠為能源互聯(lián)網(wǎng)中管網(wǎng)安全監(jiān)控、能源生產(chǎn)、能源傳輸、能源消耗各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析提供支撐。大數(shù)據(jù)平臺具備為能源互聯(lián)網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)存儲、分析、計算等能力，包含開放式存儲計算框架、數(shù)據(jù)倉庫、流式計算、NoSQL數(shù)據(jù)庫、交互分析引擎、對象存儲處理等組件。數(shù)據(jù)挖掘則是從海量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有價值信息的過程，包含關聯(lián)分析、聚類算法、分類算法等。

基于大數(shù)據(jù)技術的智慧新能源運維與評估平臺包含以下功能：

第一，新能源功率預測。該平臺利用電站歷史數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及人工智能技術，得到未來時間段內新能源場站的功率預測，指導電站調度合理上報計劃發(fā)電值。同時，它能夠根據(jù)單個機組的功率值跟蹤進行故障預判，提高新能源場站的運營水平。

第二，性能評估。該平臺集成和整理國內外業(yè)界主要指標，全面評估設備狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題。它還可以分析與預測設備當前與未來的經(jīng)濟性、可靠性、安全性狀態(tài)，輔助企業(yè)提升其日常運維技術水平，減少停運時間，提升整體利潤。

第三，設備運行優(yōu)化。該平臺能夠及時預測未來設備主要部件發(fā)生故障。它還能夠依據(jù)機組運行的實際狀況，通過科學合理地安排檢修工作，以最少的資源保持風機的安全、經(jīng)濟、可靠的運行能力。此外，它可以預測未來損失電量分布，結合功率精確估計未來最可能的發(fā)電量，并針對損失因素，給出優(yōu)化方案。

第四，資產(chǎn)優(yōu)化。該平臺能夠綜合考慮設備運行狀態(tài)、歷史設備部件故障信息，最優(yōu)化設備備品、備件數(shù)量，減少庫存，保證備件供應。

基于大數(shù)據(jù)平臺的電能質量監(jiān)測涉及配網(wǎng)臺區(qū)的功率、電壓、電流等三個業(yè)務監(jiān)測，試點應用結果表明，可基于大數(shù)據(jù)平臺的查詢計算功能進行快速改造，數(shù)據(jù)加工結果與基于傳統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫存儲過程計算結果一致，且在數(shù)據(jù)源轉換、數(shù)據(jù)源清洗、異動監(jiān)測、異動清洗和數(shù)據(jù)展現(xiàn)等5個計算處理過程耗時上，基于大數(shù)據(jù)平臺處理耗時僅為基于傳統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫處理耗時的1/5，充分體現(xiàn)了在海量數(shù)據(jù)處理的優(yōu)越性。

總之，能源互聯(lián)網(wǎng)基于分布式能源和垃圾資源化利用的必要性逐漸顯見，其作為輸入端，提供大量的數(shù)據(jù)支持；而能源互聯(lián)網(wǎng)終端則將數(shù)據(jù)加以處理。隨著時代的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術在能源互聯(lián)網(wǎng)構建及運行過程中扮演海量數(shù)據(jù)管理與分析的角色，是保障能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟運行的關鍵因素之一。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)不斷建設以及大數(shù)據(jù)技術的不斷提升，未來大數(shù)據(jù)技術在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用會越來越多，同時也會推動業(yè)務與技術的雙重進步。