淺談能源互聯(lián)網(wǎng)與智慧能源的發(fā)展及技術(shù)挑戰(zhàn)

尉尚偉 劉瑞峰

（山西清新新能源科技有限公司，山西大同 037000）

2017年國(guó)務(wù)院召開(kāi)第138次會(huì)議，深入研究《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》的推進(jìn)方向，提出“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目，這就需要進(jìn)一步研究能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，深入運(yùn)用先進(jìn)信息技術(shù)，解決當(dāng)下的不確定因素，打造“智慧能源”共同體，豐富智慧能源功能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+能源”的戰(zhàn)略目標(biāo)，為我國(guó)能源的開(kāi)發(fā)與利用提供有力支持[1]。

1.能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源發(fā)展背景

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的能源發(fā)展形式，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源的生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存、消費(fèi)、服務(wù)深度融合，最終形成符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的能源產(chǎn)業(yè)新形態(tài)；智慧能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展、高度開(kāi)放的形態(tài)，具有信息對(duì)稱(chēng)、多能協(xié)同、系統(tǒng)扁平、服務(wù)智能等特征。智慧能源作為一種能源技術(shù)革命的體現(xiàn)，能夠從根本上改變經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)布局、能源產(chǎn)業(yè)模式，有效推動(dòng)我國(guó)能源行業(yè)體制的變革。根據(jù)《互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源行業(yè)報(bào)告》分析，2021—2025年將是我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，需要進(jìn)一步探索能源互聯(lián)網(wǎng)的多元化、規(guī)?；l(fā)展路徑，探索開(kāi)放共享的能源生態(tài)圈，以提升能源綜合效率、提升可再生能源比重、提高化石能源清潔高效利用為主要目的。結(jié)合《報(bào)告》內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)，能源“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的未來(lái)發(fā)展中，需要各經(jīng)營(yíng)企業(yè)、科研單位、投資機(jī)構(gòu)深入了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，以把握企業(yè)定位與方向，打造精品智慧能源為主要前景空間。

2.能源互聯(lián)網(wǎng)與智慧能源的發(fā)展技術(shù)挑戰(zhàn)及其優(yōu)越性

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的智慧能源的發(fā)展技術(shù)挑戰(zhàn)

關(guān)于“技術(shù)挑戰(zhàn)”，既可以體現(xiàn)于目前智慧能源運(yùn)行過(guò)程中所需技術(shù)支持力度不足；也可以體現(xiàn)為智慧能源系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的利用程度較低，導(dǎo)致系統(tǒng)的整體功能較為單一，無(wú)法充分體現(xiàn)出能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展特征，不能夠?yàn)榈貐^(qū)人們提供從生產(chǎn)、傳輸?shù)较M(fèi)與服務(wù)的技術(shù)支持，且一些子系統(tǒng)在建立環(huán)節(jié)存在較多的約束條件，這對(duì)于城市智慧能源開(kāi)發(fā)與建設(shè)而言具有較大的挑戰(zhàn)。

另外，智慧能源就是借助互聯(lián)網(wǎng)，將能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、消費(fèi)、儲(chǔ)存、交易、結(jié)算、服務(wù)等聯(lián)系起來(lái)，形成多種用能行為于一體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于不同能源、不同環(huán)節(jié)所涉及的領(lǐng)域不同，協(xié)調(diào)機(jī)制更加復(fù)雜，無(wú)法避免會(huì)帶來(lái)安全問(wèn)題[2]。

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的智慧能源發(fā)展優(yōu)越性

第一，智慧能源的發(fā)展能夠促進(jìn)城市管理精細(xì)化。在智慧能源的開(kāi)發(fā)與探索過(guò)程中，需要將分布式清潔能源、能源儲(chǔ)備元件、能源傳輸層融合在一起，從整體角度進(jìn)行規(guī)劃。這就需要有關(guān)部門(mén)工作人員展開(kāi)系統(tǒng)的城市能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，選擇合適的規(guī)劃方法，構(gòu)建能源負(fù)責(zé)、儲(chǔ)能協(xié)同化模型，且在規(guī)劃的同時(shí)考慮城市的發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展需求，同步規(guī)劃傳輸網(wǎng)絡(luò)層、城市區(qū)域分布式能源的需求服務(wù)與有序性接入，改變以往城市能源網(wǎng)絡(luò)“隨建規(guī)劃”的情況[3]。

第二，智慧能源的建設(shè)能夠城市新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，智慧能源成為主要趨勢(shì)，控制對(duì)象的資產(chǎn)歸屬方逐漸呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)，此時(shí)需要進(jìn)一步調(diào)整安全生產(chǎn)規(guī)劃、信息安全管理。在智慧能源建設(shè)的過(guò)程中，需要將不同行業(yè)、領(lǐng)域技術(shù)、扶持政策結(jié)合使用，這能夠進(jìn)一步激發(fā)城市新技術(shù)的推廣、促進(jìn)城市新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的發(fā)展。舉例分析，在智慧能源建設(shè)環(huán)節(jié)，能夠推動(dòng)新型呢根源供應(yīng)商、能源銷(xiāo)售企業(yè)等新型機(jī)構(gòu)的發(fā)展[4]。

3.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下智慧能源發(fā)展路徑

3.1 加強(qiáng)清潔能源利用，拓展智慧能源覆蓋面

考慮我國(guó)海上風(fēng)能豐富的情況，建議加強(qiáng)海上風(fēng)電建設(shè)，充分利用近海風(fēng)能資源；以江蘇省為例，其在2019年6月實(shí)現(xiàn)了可再生能源裝機(jī)規(guī)模2766萬(wàn)kW，其中海上風(fēng)電裝機(jī)340萬(wàn)kW，占我國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量總數(shù)的80%，大大提升了當(dāng)?shù)氐那鍧嵞茉蠢盟?，同時(shí)強(qiáng)化了江蘇地區(qū)的智慧能源社會(huì)效益與緊急效益。在新能源發(fā)電量不斷提升的基礎(chǔ)上，可以聯(lián)合我國(guó)能源行業(yè)龍頭，以清潔能源為核心，全面鏈接清潔能源的生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存、銷(xiāo)售與服務(wù)環(huán)節(jié)，形成完善的清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈體系，靈活利用清潔智慧能源網(wǎng)絡(luò)，比如：風(fēng)光漁、風(fēng)電水等，形成清潔能源—知乎能源大數(shù)據(jù)中心，不斷增強(qiáng)智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力，突破技術(shù)局限。

3.2 突破區(qū)域局限，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)能源共同體

一直以來(lái)，江蘇省及其周邊是智慧能源發(fā)展的重點(diǎn)戰(zhàn)略區(qū)域，該地區(qū)陸續(xù)出臺(tái)相應(yīng)的智慧能源、能換互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展政策、指導(dǎo)文件，不斷提升可再生利用率，提高能源服務(wù)系統(tǒng)的智能化水平，這也側(cè)面體現(xiàn)出江蘇省在發(fā)展智慧能源方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。因此，可以以江蘇省為核心，進(jìn)一步連接周邊其他省市，形成長(zhǎng)三角地區(qū)的智慧能源共同體，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)長(zhǎng)三角地區(qū)的智慧能源建設(shè)資源，優(yōu)化配置相應(yīng)的智慧能源示范項(xiàng)目。還可以從長(zhǎng)三角地區(qū)共同體角度出發(fā)，考慮新興能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、創(chuàng)新消費(fèi)模式、引入多種不同的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，比如：新能源微電網(wǎng)、并網(wǎng)型微電網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)多種智慧能源之間的互聯(lián)互通，有效推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3.3 靈活引入技術(shù)，豐富智慧能源系統(tǒng)功能

根據(jù)《關(guān)于推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》文件內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)，“更加智慧化”是我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，如何掌握智能電網(wǎng)、分布式核心技術(shù)、儲(chǔ)能核心技術(shù)，進(jìn)一步分享數(shù)字技術(shù)帶來(lái)的能源產(chǎn)業(yè)紅利，是需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。在實(shí)際過(guò)程中，可以借助人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力能源系統(tǒng)的人機(jī)交互、萬(wàn)物物聯(lián)，還可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、感知技術(shù)相融合，促使能源互聯(lián)網(wǎng)具有全面感知能源儲(chǔ)存情況、運(yùn)輸情況、管道情況、供給情況的功能，借助類(lèi)似技術(shù)加強(qiáng)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的監(jiān)管與控制，充分體現(xiàn)智慧能源多樣化服務(wù)功能的同時(shí)提升智慧能源網(wǎng)絡(luò)的安全防范能力。

3.4 把握政策契機(jī)，推動(dòng)智慧能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)

要積極響應(yīng)政府號(hào)召，主動(dòng)跟隨政府提出的發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展計(jì)劃，把握政策契機(jī)，進(jìn)一步拓展能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間，將智慧能源推廣到更廣闊的空間中，實(shí)現(xiàn)智慧能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)。結(jié)合我國(guó)的“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃，可以進(jìn)一步將智慧能源推廣到一帶一路的沿線(xiàn)國(guó)家，將智慧能源示范項(xiàng)目建設(shè)與周邊國(guó)家，進(jìn)行跨境示范工程建設(shè)，進(jìn)一步引領(lǐng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，讓我國(guó)的智慧能源產(chǎn)品“走出去”，開(kāi)發(fā)更多的市場(chǎng)空間，發(fā)掘我國(guó)能源潛力，同時(shí)帶動(dòng)我國(guó)其他產(chǎn)業(yè)共同“走出去”，為我國(guó)社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供支持。

4.結(jié)語(yǔ)

智慧能源的本質(zhì)就是能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)優(yōu)化，是在目前能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成更多的系統(tǒng)功能，滿(mǎn)足更多的能源運(yùn)行與服務(wù)需求。在智慧能源發(fā)展中，建議要分別從清潔能源開(kāi)發(fā)與利用、能源區(qū)域局限、系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、政府政策引導(dǎo)等多個(gè)角度入手，全面塑造新的能源發(fā)展模式，構(gòu)建全新、可持續(xù)的能源生態(tài)體系。