前  言
能源革命從上個世紀開始就成為全球關注的議題之一，諸多國家都致力于新能源領域的開發(fā)及相關技術的攻關。革命初期，多能源轉換，尤其是將化學能轉化為熱能乃至機械能，是領域研究的重點；到了中葉，開發(fā)可再生清潔能源在很長的周期內成為解決環(huán)境和資源短缺問題的突破點，相應的開發(fā)及儲存技術也應運而生；當前，隨著互聯(lián)網技術的興起，對于能源的利用已不僅停留在清潔、高效、低成本，更多的是立足于智能管理、優(yōu)化控制等網絡化程度更強的能源利用。因此，能源互聯(lián)網這一新興詞匯便隨著互聯(lián)網技術中的大數(shù)據、云計算、人工智能應運而生。

什么是能源互聯(lián)網
能源互聯(lián)網是以互聯(lián)網技術為基礎，以電力系統(tǒng)為中心，將電力系統(tǒng)與天然氣網絡、供熱網絡以及工業(yè)、交通、建筑系統(tǒng)等緊密耦合，橫向實現(xiàn)電、氣、熱、可再生能源等“多源互補”，縱向實現(xiàn)“源、網、荷、儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調，生產和消費雙向互動，集中與分布相結合的能源服務網絡。

能源互聯(lián)網的特征，從物理維度上是一個以電力系統(tǒng)為核心，以可再生能源為主要一次能源，與天然氣網絡、交通網絡等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復雜多網流系統(tǒng)；從信息維度上是能量的開放互聯(lián)與交換分享可以跟互聯(lián)網信息分享一樣便捷的信息物理融合系統(tǒng)；從市場維度上看：提供綠色能源靈活交易的平臺，構建開放、自由、充分競爭的市場環(huán)境，能激發(fā)市場中各商業(yè)主體的積極性。

與智能電網相比，能源互聯(lián)網的側重點在于新能源的占比及影響的研究，更著重去探討當可再生能源的占比到達很高的時候，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)應該如何去支撐整個環(huán)境。同時，雖然電網作為核心部分，但清潔可再生能源的多能轉換利用決定了能源互聯(lián)網需要將電網與天然氣、熱能網絡等緊密耦合，其能量形式可以囊括電能、化學能、熱能、機械能等。

能源互聯(lián)網體系研究
能源互聯(lián)網的體系由下至上可以分為能源層、網絡層和應用層，如圖1所示。

圖1  能源互聯(lián)網體系架構圖

其中，能源層主要是進行能源的生產、轉換、傳輸和利用，包括化石燃料的發(fā)電、清潔可再生能源的多能轉化、電力利用等；網絡層主要是通過廣域布局的智能傳感進行能源相關數(shù)據的采集和傳輸，利用互聯(lián)網技術，實時獲取海量數(shù)據；而應用層主要是利用大數(shù)據、云計算、人工智能等技術進行能量信息的數(shù)據共享，主要包括能源設備的運行狀態(tài)和各能源系統(tǒng)的實施運轉狀況等，主要實現(xiàn)途徑是對海量數(shù)據信息進行分析和處理，從而搭建能源交易平臺來對各種能源交易進行數(shù)據支撐，承擔能源互聯(lián)網的信息采集、管理方案、能源交易等方面的運行工作。

在此體系下，能源互聯(lián)網可以完成多能源協(xié)調管理，根據電、氣、熱網領域行業(yè)的運轉情況，從能源價值最大化、系統(tǒng)安全運行、多能源交易準則和法規(guī)的角度對多能交易及資源配置進行統(tǒng)一的協(xié)調管理，從而可以保障能源的高效、安全供應及能源互聯(lián)網的健康發(fā)展。同時，用戶可以借助平臺了解需求側的具體情況，同時借助系統(tǒng)控制網絡實現(xiàn)能源儲備和需求的匹配。作為需求側主體，用戶也可以參與供電供熱等供給側環(huán)節(jié)，借助能源交易平臺及分布式儲能系統(tǒng)進行在線的能源交易、轉售等業(yè)務。

能源互聯(lián)網新技術研究
能源互聯(lián)網3層架構中所涉及的新技術主要包括大數(shù)據、云計算、智能傳感、新能源發(fā)電、儲能等相關技術，這些技術最終都會通過能源互聯(lián)平臺進行連接，成為能源互聯(lián)網個性化的技術鏈。

1.分布式能源與ICT融合技術
通過將光伏發(fā)電與互聯(lián)網相結合打造的光伏云是分布式能源接入能源互聯(lián)網的雛形。光伏云分為設備、數(shù)據處理、服務、應用端四部分。由光伏陣列和電表組成的設備部分是實現(xiàn)光伏發(fā)電的基礎設施，數(shù)據處理環(huán)節(jié)通過前置機中的采集設備將光伏發(fā)電的發(fā)電量、電能質量等數(shù)據信息經過大數(shù)據存儲和處理提供給服務端，在服務部分可以實現(xiàn)數(shù)據服務、安全服務、任務調度服務等多種多樣的監(jiān)控、管理服務，這些服務可以在我們的手機、電腦平臺查看和操作，實現(xiàn)光伏的應用端落地。通過著四部分的配合，能源與大數(shù)據云計算相互協(xié)調，真正實現(xiàn)能源的可控化和智能化。

光伏云網以客戶需求為導向，以全面提升分布式光伏運營效率為目的，整合技術、信息、數(shù)據等分布式光伏全產業(yè)鏈資源，實現(xiàn)信息發(fā)布、在線交易、智能管理、金融服務、大數(shù)據分析等功能，提供集信息發(fā)布、咨詢評估、方案推薦、設備采購、安裝調試、并網接電、電費結算及補貼代發(fā)、金融服務、運行維護等全流程一站式服務，實現(xiàn)分布式光伏線上線下全業(yè)務全流程貫通。

2.能源轉換與ICT融合技術
能源轉換設備的主旨是一次能源向方便使用的能源的轉換。它可以將太陽能、風能、熱能、生物質、地熱、燃氣、油等能源轉換為電能，也可以將電能以特定介質儲存起來。電力在能源的生產、轉換、傳輸、應用環(huán)節(jié)起到樞紐的作用。真正實現(xiàn)能源的互聯(lián)互通。當前能源轉換設備面臨的三大挑戰(zhàn)是：1、提升電能變換能力；2、系統(tǒng)優(yōu)化設計；3、裝備和系統(tǒng)的可靠性。面對這三大挑戰(zhàn)行業(yè)的研究重點集中在提高能量轉換效率和能量的自動擇優(yōu)配置方面。

等效于互聯(lián)網的連接和信息傳輸，在能源互聯(lián)網中能量的轉換設備通常被稱為能源路由。在能源路由器中，可以實現(xiàn)可再生能源控制、能源存儲、能源管理，將網絡層采集的數(shù)據傳輸?shù)綉脤臃治觯缓螅行Э刂颇茉吹膽谩?/p>

3.新型儲能與ICT融合技術
能源互聯(lián)網的安全、靈活可接入屬性決定了必須擁有強大的儲能裝置滿足能源的供需波動，新型儲能材料作為能源互聯(lián)網中削峰填谷、能源綜合利用的關鍵，鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、液硫電池等多種新型儲能材料作為當今的熱門話題和技術前沿深受行業(yè)研究人員的追捧。

儲能系統(tǒng)從整個電網，即發(fā)電側、輸電側到用戶側都具備作用，在發(fā)電側主要起到新能源發(fā)電的平滑，相當于能源的一個數(shù)據庫；在輸電側主要起到調峰、調頻作用；在用戶側主要是分布式發(fā)電系統(tǒng)合理配置方面的問題。更重要的是，儲能技術利用ICT技術將依據不同時段的電價、電能質量等相關信息，有效地調度能源流的方向，從而達到降低運行維護費用和提升整個能源網絡整體效率的目的。

4.智能傳感技術
智能傳感技術包括光纖傳感、生物特征識別、無線傳感、圖像識別、傳感網等技術。智能傳感器獲取能源互聯(lián)網中輸配電網、電氣化交通網、信息通信網、天然氣網運行狀態(tài)數(shù)據及用戶側各類聯(lián)網用能設備、分布式電源及微電網的運行狀態(tài)參數(shù)，傳感器數(shù)據經過處理、聚集、分析并提供改進的控制策略。通過智能傳感技術體系，能源互聯(lián)網支持端到端的業(yè)務，實現(xiàn)用戶與電網之間的互動，而且可實現(xiàn)各種智能設備的即插即用，除了智能電能表以外，還支持其他各種非電表設備的無縫接入。

智能傳感作為全球能源互聯(lián)網的“神經末梢”，對于準確感知電網狀態(tài)參量，保障電網安全穩(wěn)定運行具有重要意義。主要包括光纖傳感、生物特征識別、無線傳感、圖像識別、射頻識別、多維感知等。智能傳感技術有助于能源互聯(lián)網的可感知、可控制、更智能。

5.大數(shù)據、云計算技術
云計算是一種能夠通過網絡隨時隨地、按需方式、便捷地獲取計算資源(包括網絡、服務器、存儲、應用和服務等)并提高其可用性的模式，可實現(xiàn)隨時、隨地、隨身的高性能計算。互聯(lián)網營銷技術包括實現(xiàn)互聯(lián)網營銷的電子商務平臺技術和相應的營銷模式；能源互聯(lián)網將支持B2B、B2C、C2C等，利用互聯(lián)網強大的互聯(lián)互通能力，支持發(fā)電商(含分布式電源與微網經營者)、網絡運營商、用戶、批發(fā)或零售型售電公司等多種市場主體任何時間、任何地點的交易活動。

大數(shù)據是指無法在一定時間內用傳統(tǒng)數(shù)據庫軟件工具對其內容進行提取、管理和處理的數(shù)據集合。能源互聯(lián)網中管網安全監(jiān)控、經濟運行、能源交易和用戶電能計量、燃氣計量及分布式電源、電動汽車等新型負荷數(shù)據的接入，使得其數(shù)據量將較智能電能表數(shù)據量增大很多。從大數(shù)據的處理過程來看，大數(shù)據關鍵技術包括：大數(shù)據采集、大數(shù)據預處理、大數(shù)據存儲及管理、大數(shù)據分析、大數(shù)據展現(xiàn)和應用(大數(shù)據檢索、大數(shù)據可視化、大數(shù)據應用、大數(shù)據安全等。

結束語
能源領域的變革對工業(yè)、交通、城建等發(fā)展影響深遠，是一個國家可持續(xù)發(fā)展的根本動力之一。2015年9月26日，習近平總書記在聯(lián)合國發(fā)展峰會上發(fā)表重要講話，倡議探討構建全球能源互聯(lián)網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。這是習近平總書記站在世界高度，繼“一帶一路”之后提出的又一重大倡議，是對傳統(tǒng)能源發(fā)展觀的歷史超越和重大創(chuàng)新。信息通信技術與能源領域的深度融合，實現(xiàn)了信息流和能量流的雙向智能交互，既利于國家的可持續(xù)發(fā)展，也符合了大力發(fā)展數(shù)字化、智能化產業(yè)的時代背景?！度嗣袢請蟆纷罱l(fā)表的專家文章中指出“構建綜合能源系統(tǒng)有助于打破能源子系統(tǒng)間的壁壘”、“有助于解決我國能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和難題”、“有助于推動我國能源戰(zhàn)略轉型”。而能源互聯(lián)網的建設，更是在綜合能源系統(tǒng)逐步完善的基礎上，依托互聯(lián)網技術實現(xiàn)能源全周期的智能管理、雙向交易及附加服務，最終邁入全球能源互聯(lián)網的發(fā)展路徑中。