能源互联网价值实现路径分析-北极星售电网

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近十年，能源互联网技术与应用逐渐成熟。2016年，由国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部联合制定的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布，由此能源互联网发展走上快车道，成为我国践行能源革命和“互联网+”战略的有力抓手。

能源互联网的基本认识

能源互联网是以互联网理念构建的新型信息—能源融合“广域网”，它以大电网为“主干网”，以微网、分布式能源、智能社区等为“局域网”，以开放对等的信息—能源一体化架构，真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用，可以最大限度地适应新能源的接入。能源互联网借鉴互联网理念的开放、对等、互联、分享，希望实现能量的交换像互联网信息交换一样方便快捷，最终为用户提供更多价值服务。

我国新能源资源多位于西部和北部地区，通过集中式的大电网将新能源电力输送到人口、工商业密集的东南部用户中心；另外，分布式的特点是从配用侧边缘做起，例如园区级的、区域性的能源微网、分布式能源、智慧社区等都可以作为能源互联网的基础，接入分布式新能源的同时实现“源网荷储”的局域互动，自下而上构建能源基础设施，实现“局域消纳在先，广域互联在后”，与传统集中式大电网相结合以后，既有分布式新能源灵活接入的优势，又有坚强可靠的保障，以统一的互联网架构同时兼顾稳定性和灵活性，这就是能源互联网的基本理念。

传统电源如火电、水电等很难分布式部署，而新能源尤其是光伏发电使得分布式电源成为可能，近年来新型储能技术的发展实现了局域“源网荷储”的互动。能源供给模式呈现出从集中到分散的演变趋势，资源和生产单位的地理分布从特定区域扩展到无处不在，供给主体从少数能源巨头转变为家庭和个人，大规模集约生产模式演化为无数微小单位的集成。

能源互联网的关键技术

从具体功能上看，能源互联网主要有五个层面：能量层、信息层、业务层、价值层和用户层。能量层包括不同形式的能源和负荷，实现能量多向互动和多能互补；信息层利用新一代信息技术和传感通信技术对数据进行采集处理；业务层的核心是能量管理和控制以及大数据分析高级应用；价值层实现价值分享，还原能源和电力的商品属性，从价值驱动角度给用户提供更多的增值服务，并反过来通过交易、价值流动促进能量和信息的流动；用户层是为能源互联网参与方、平台用户和多元主体提供个性化和交互体验服务的功能层。五个层面都有不同的关键技术。

能量路由器。能量路由器借鉴信息基础设施中的网络路由器原理，对能量进行存储转发，是能源互联网运行与控制的具体实施装置。能量路由器具有硬件通用化、软件定制化和即插即用等技术特征，既是能量管理控制又是能量计量的终端，同时可以跟数据中心等信息基础设施有机结合，是信息能源基础设施一体化的核心装备。

能量控制器。相对于能量路由器是电力电子一次设备，能量控制器是负责数据采集、分析、处理、控制的二次设备，尤其在边缘侧可以采用云边协同的架构，实现能源互联网的“源网荷储”精准调控。基于5G和AI技术，可以实现数据驱动的能量控制器，一方面基于5G支持大规模高并发低时延的电网和负荷数据量测和感知，同时基于AI开展在线实时数据分析与决策，实现高速精准调控，支持实时电网和负载调节相关业务，适应园区、微网等不同场景下差异化目标。

能源大数据。基于能源互联网的能源大数据分析，通过对电网和负荷电流、电压、有功、无功瞬时值和变化量的直接量测和AI算法处理，得到在线实时动态数据，构建大数据分析应用，实现资源利用的最大化，同时数据资产成为核心竞争力，数据驱动运营管理。通过数据挖掘和深度学习等方法可以构建能源互联网高级应用。

能源区块链。在分布式碎片化的能源系统结算与交易方面，区块链技术与能源互联网本身特点相吻合，支持多能源多主体的系统，而且促进信息与物理系统的融合，实现能源交易多元化，底层有共识机制，然后通过上层的智能合约实现不同主体之间的交易规则，用计算机脚本的形式固化在程序里，可以大大提升交易和结算的效率。在新能源分布式发展的大趋势下，能源区块链可以支持园区能源互联网的分布式交易，进而促进区域新能源的消纳，储能的应用和需求侧管理和响应。

能量管理平台。能源互联网能量管理平台是构建于基础设施之上的信息管理系统，具有多元主体接入、全景数据展现、能量信息透明、智能分析应用、价值闭环驱动等特征。在互联网思维指导下，能量管理平台不仅仅是用能终端用户的入口，还是供能方、网方、中间方（运营方、服务方）等多方主体的入口。因此能量管理平台最终构建的是能源互联网生态圈，以此为载体实现能源互联网的用户服务和价值创造。

能源互联网的价值实现

能源互联网发展还应注重价值实现，示范工程应遵循需求牵引、价值驱动、用户中心，价值实现可借鉴互联网平台效应、勇于跨界融合拓展商业模式，同时增加“双碳”相关增值服务等。

平台效应。未来能源系统对碎片化和价值分享要求越来越高，要面向用户为中心开发定制化产品，包括研发售后等都要发生相应的调整，传统以价值链传递为导向的方式不再适用。互联网时代强调围绕用户的需求去构建价值环，然后进行价值实现与分享。平台效应可以通过互联网运营的方式体现，本质上是通过平台可以寻找低效点、提质增效，打破中间无效的环节、打破既有利益分配格局，提升用户体验，最终达成用户中心、价值驱动，而行业本身自我创新、主动跨界的效果。

跨界融合。新基建强调信息、能源、交通基础设施具有广泛密切的联系，而不是相互割裂，因此需要相互影响，加强顶层设计。例如，电网是传统基础设施的典型代表，切入新基建应该走融合基础设施的道路，与信息基础设施的融合是主要方向，能源互联网是主要载体。但关键是观念和视角的转变，更多从基础设施的角度去深刻理解电网企业的业务和场景。因此电网企业的价值应该从更好地服务用户角度去体现，综合能源服务、新能源消纳、储能发展、电动汽车充电等都是具体的形式，甚至可以跨出能源电力领域，与信息和交通基础设施融合发展，激发平台效应。

增值服务。结合“双碳”目标，目前碳的数据管理多数还是基于宏观分析，基于能源互联网的数据，未来可以做到更加精细化的管理，而不仅仅是宏观层面的估计，甚至可以在一个园区、工业区、居民小区，乃至一个区域和城市，做到碳资产、碳交易的管理和碳减排的监测等。以能源互联网为基础的碳增值服务是区域能源运营商的业务发展方向之一。

（作者系清华大学信息技术研究院研究员曹军威）

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