能源互聯(lián)網(wǎng)旨在將各種能源通過管網(wǎng)聯(lián)系起來，通過信息網(wǎng)絡與計算分析實現(xiàn)各類能源的優(yōu)化利用。能源互聯(lián)網(wǎng)的核心在電力，要實現(xiàn)規(guī)模龐大的能源互聯(lián)網(wǎng)，首先需建立能廣泛接入用戶側耗能設備的智能用電網(wǎng)絡。智能用電網(wǎng)絡將用戶側所接入的可再生能源、儲能裝置、電動汽車以及各種類型負載通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術進行互聯(lián)互通，實現(xiàn)能量信息共享，并實現(xiàn)用戶側高效、節(jié)能用電。智能用電網(wǎng)絡總體架構基于自律分散理論，網(wǎng)絡中包含大量的本地能量管理單元，可接入云服務中心進行統(tǒng)一管理與調(diào)度，自動實現(xiàn)優(yōu)化運行目標。

為全面建成智能用電網(wǎng)絡，本文提出智能能量管理理論，核心思想是在大規(guī)模用電大數(shù)據(jù)的基礎上，采取機器學習算法剖析用戶用電特性，引入效用概念對負載能效進行評估，并在用戶側用能行為自識別的基礎上對可再生能源、儲能裝置及各類型負載進行協(xié)同需求響應調(diào)度和節(jié)能自動化。

智能用電網(wǎng)絡的主要特征

(1)全新的用電體驗

知情：為用戶提供全面的用電信息。系統(tǒng)可實時展示設備狀態(tài)、用電安全、能效水平、電能質(zhì)量。

掌控：提供簡便快捷的控制功能。通過移動終端即可實現(xiàn)對各類設備的實時監(jiān)控。

優(yōu)化：優(yōu)化用電模式，提高系統(tǒng)能效。基于機器學習、大數(shù)據(jù)分析理論、行為特征分析，實現(xiàn)對用電大數(shù)據(jù)的深度剖析，為用戶提供差異化的節(jié)能方案，提高局部網(wǎng)絡內(nèi)的綜合運行能效。

共享：參與需求響應，實現(xiàn)能源共享。通過用電管理系統(tǒng)可實現(xiàn)不同時空用電負荷的優(yōu)化共享，為實現(xiàn)零邊際成本的能源社會而努力。

通過智能用電網(wǎng)絡，為用戶提供知情、掌控、優(yōu)化、共享等全新用電體驗。通過用電網(wǎng)絡的智能運行，可實現(xiàn)全社會的高效與節(jié)能，具有重大的社會價值與應用前景。

(2)系統(tǒng)簡單實用易推廣

采用自律分散架構。系統(tǒng)總體架構具有自律可控性和自律可協(xié)調(diào)性。在該架構下，不僅可再生能源、儲能及各類型負載是獨立平等的，且以地理距離劃分的本地控制單元(如工業(yè)園區(qū)、居民住宅小區(qū)等)也是如此。利用自律分散理論來搭建智能用電網(wǎng)絡，可以較好地實現(xiàn)在線擴展、在線維護和容錯，滿足新能源接入要求。

支持即插即用，改造成本低。系統(tǒng)架構支持智能插座、智能紅外等高級計量設備，可以讓各類型負載直接接入能源網(wǎng)絡，改造成本低。

與互聯(lián)網(wǎng)技術結合緊密，實現(xiàn)信息流和能量流的高度結合。智能用電網(wǎng)絡通過各類高級計量設備實時采集終端發(fā)電/用電情況，并同時實現(xiàn)能源可控性。各類能源信息通過以太網(wǎng)或無線網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，并可通過網(wǎng)頁、移動客戶端等形式公開能量流通狀況。云服務中心可根據(jù)獲取的實時信息安排調(diào)度，實現(xiàn)能源的最優(yōu)管控。

智能用電網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構

智能用電網(wǎng)絡為三級結構：總網(wǎng)絡-子系統(tǒng)-本地能量管理單元，系統(tǒng)整體結構圖如圖1所示。總網(wǎng)絡由各個子系統(tǒng)構成，子系統(tǒng)可以是一個居民小區(qū)或一個工業(yè)園區(qū);各個子系統(tǒng)由大量本地能量管理單元構成，本地單元可以是單個住宅或樓宇中的單個樓層。本地能量管理單元的硬件由能量信息網(wǎng)關、智能終端和智能紅外控制器、交互終端組成。 智能能量管理技術

智能用電網(wǎng)絡的一個重要技術支撐是其智能能量管理理論。智能用電網(wǎng)絡的能量管理思想在于根據(jù)機器學習理論，基于采集到的海量能量數(shù)據(jù)使能源網(wǎng)絡具有自我學習和調(diào)節(jié)的能力，可自動實時滿足能量管理目標。智能用電網(wǎng)絡引入效用概念對負載的能效水平進行評估，并在用戶側用能行為自識別的基礎上，對可再生能源、儲能裝置及各類型負載進行協(xié)同需求響應調(diào)度和節(jié)能自動化。