今年的政府工作報(bào)告突出了互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要地位，報(bào)告明確指出：要制定“互聯(lián)網(wǎng) ”行動(dòng)計(jì)劃，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展。報(bào)告引發(fā)了各行各業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的極大關(guān)注，未來(lái)產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合將貫穿相關(guān)行業(yè)業(yè)務(wù)的主線。
能源行業(yè)是第三次工業(yè)革命的引領(lǐng)者，智能電網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng) ”的具體體現(xiàn)，“互聯(lián)網(wǎng) ”必將給電網(wǎng)帶來(lái)技術(shù)應(yīng)用、服務(wù)模式、發(fā)展理念等方面的變化。
“互聯(lián)網(wǎng) 能源”意味著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)合，借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展電網(wǎng)核心技術(shù)，能夠加強(qiáng)用戶體驗(yàn)感，促進(jìn)價(jià)值共享，打破行業(yè)發(fā)展邊界，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)真正意義上的能源資源共享，構(gòu)建和諧的能源網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。能源互聯(lián)網(wǎng)將是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的特征。
未來(lái)的能源管理是以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以“保證區(qū)域能源可靠供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源協(xié)調(diào)供給”為目標(biāo)，并以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源網(wǎng)荷”互動(dòng)的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。它能夠建立合理的能源分配與節(jié)能策略，降低用能開(kāi)支，保障能源的持續(xù)可靠供應(yīng)，確保終端用能安全，實(shí)現(xiàn)區(qū)域多種能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理。
能源互聯(lián)網(wǎng)是以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用新型清潔能源與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)微網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源存儲(chǔ)與共享的多級(jí)分布式開(kāi)放系統(tǒng)。
其借鑒了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的層次劃分方法，將網(wǎng)絡(luò)共分為4個(gè)層次。在以傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)保證能源傳輸轉(zhuǎn)移的電網(wǎng)潮流層之上，網(wǎng)絡(luò)通信層和信息融合層將利用現(xiàn)代化“信息打包”技術(shù)，最終將能源與信息標(biāo)記為最基本的能量信息流，以供余能交易層消費(fèi)與收納。
若以互聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)相比較，能源互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信層以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸通信為目的，組成了能源互聯(lián)網(wǎng)最基本的“路由層”，以保證余能交易層實(shí)體間信息通信與能量轉(zhuǎn)移。
在能源互聯(lián)網(wǎng)中，路由層和余能交易層功能分別對(duì)應(yīng)實(shí)體“能源路由器”的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能和“微電網(wǎng)”的能源選擇與交易。
其中，微網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單元，通過(guò)新能源的采集、轉(zhuǎn)換、匯集、存儲(chǔ)、消納形成最基本的“能源局域網(wǎng)”。在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，微網(wǎng)將作為能源互聯(lián)網(wǎng)中的“微商”，驅(qū)動(dòng)著能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;能源路由器以保障能源信息高效安全轉(zhuǎn)移為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、軟件可定義化的能源信息路由控制系統(tǒng)，是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心控制單元。
國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)劉振亞在2015年2月3日出版了《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書(shū)，受到業(yè)界很多官員和院士的高度評(píng)價(jià)，包括一些省委書(shū)記和省長(zhǎng)都在極度贊揚(yáng)。劉總暢想：全球能源互聯(lián)網(wǎng)將是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)，以輸送清潔能源為主導(dǎo)，全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。將由跨國(guó)跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國(guó)各電壓等級(jí)電網(wǎng)的國(guó)家泛在智能電網(wǎng)構(gòu)成，連接“一極一道”和各洲大型能源基地，適應(yīng)各種分布式電源接入需要，能夠?qū)L(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等清潔能源輸送到各類用戶，是服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺(tái)，也是實(shí)施“兩個(gè)替代”的關(guān)鍵。
這里說(shuō)的“二個(gè)替代”是至清潔能源對(duì)化石能源的替代，以及電能對(duì)其他能源的替代。“一極一道”是指風(fēng)能豐富的北極地區(qū)和光能豐富的赤道附近地區(qū)。顯而易見(jiàn)，這一能源互聯(lián)網(wǎng)是基于工業(yè)思維追求規(guī)模效益的認(rèn)識(shí)，與我們所說(shuō)的“因地制宜、因需而設(shè)、就地取材、就近供能、自下而上、參與互動(dòng)”的互聯(lián)網(wǎng)思維下的能源互聯(lián)網(wǎng)是完全逆向的思維。
能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
(1)可再生能源作為主要能源廉價(jià)供應(yīng)，并合理聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、利用以數(shù)據(jù)形式存在于信息互聯(lián)網(wǎng)上的信息，其實(shí)是非常廉價(jià)且可以挖掘的，但是，能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載荷能量，卻只能從自然界中開(kāi)采。而且還存在著成本高(相比信息而言)等等問(wèn)題。
所以要滿足互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，要保障精心構(gòu)建的“能源互聯(lián)網(wǎng)”有米下鍋，必須讓它能消化基本“無(wú)窮盡”供應(yīng)的風(fēng)能、太陽(yáng)能等。
但由于這些渠道的能量供應(yīng)有非常強(qiáng)的隨機(jī)性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的并入電網(wǎng)，或用其他形式高效利用起來(lái)，還是一件很困難的事情，當(dāng)然這更是環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排方面的需要。
(2)支持超大規(guī)模分布式發(fā)電、儲(chǔ)能及其他能源終端的接入平臺(tái)
依靠PC、智能移動(dòng)設(shè)備的等個(gè)人接入者，在信息互聯(lián)網(wǎng)接入者的數(shù)量上占絕大多數(shù);IT業(yè)者用幾十年時(shí)間構(gòu)建了一套由通訊協(xié)議、路由器、交換機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器等等一系列軟硬件設(shè)施組成的龐大系統(tǒng)，是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。
能源互聯(lián)網(wǎng)想要達(dá)到這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，需要的技術(shù)準(zhǔn)備只多不少：比如需要一個(gè)極強(qiáng)的信息流處理能力，用來(lái)預(yù)測(cè)和監(jiān)視消費(fèi)者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應(yīng)變化;同時(shí)它還要指揮相應(yīng)的能量調(diào)配部門(mén)完成上載與下載能源的分流與整合等等。數(shù)據(jù)和習(xí)慣都是超大規(guī)模的。
然后，還需要一個(gè)極強(qiáng)的能量流處理能力。以智能電網(wǎng)為例，設(shè)想中，它需要7*24小時(shí)完成功率以億千瓦計(jì)的電流變、輸、配調(diào)節(jié)，而且還必須滿足實(shí)時(shí)的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分布式清潔能源和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)兩個(gè)超復(fù)雜的變量。
(3)類似互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源共享實(shí)現(xiàn)
信息互聯(lián)網(wǎng)的一大魅力就在于它能夠打破地域的限制，因?yàn)樾畔鬏數(shù)拈T(mén)檻和成本都相對(duì)較低。
但當(dāng)我們開(kāi)始依靠現(xiàn)有的技術(shù)輸送能量的時(shí)候，損耗問(wèn)題就相當(dāng)嚴(yán)重了。于是人們不得不考慮手段來(lái)降低損耗，這些方法要么單位成本極高(如直接運(yùn)輸，這個(gè)過(guò)程本身就要消耗大量的燃料)，要么建設(shè)成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術(shù))。
(4)能源的移動(dòng)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)
移動(dòng)互聯(lián)是目前互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要趨勢(shì)，但是類比到能量上，就完全是另一回事了。
可以便攜的能量轉(zhuǎn)換裝置，要么效率太低(如內(nèi)燃機(jī))，要么太貴且用起來(lái)麻煩(如燃?xì)鈾C(jī))，要么就是我們“喂不飽”(如電機(jī));
儲(chǔ)能問(wèn)題是老生常談的老大難;無(wú)線充電技術(shù)雖然在已經(jīng)能夠給很多小的智能設(shè)備充電了，但是大規(guī)模應(yīng)用上仍然問(wèn)題多多，最簡(jiǎn)單的一問(wèn)：那么多電磁能量散播到空間里，輻射誰(shuí)受得了？
電動(dòng)汽車，它的航程、方便性和可靠性等等，真能和同價(jià)位傳統(tǒng)的汽油車一比了么？
能源互聯(lián)網(wǎng)的展望能源互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域能源管理的末端“神經(jīng)元”，它可以通過(guò)在分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、用電設(shè)備等環(huán)節(jié)部署各類能效監(jiān)測(cè)終端、控制器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控等采集控制單元，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電、環(huán)境及安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。
在能源互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，智能用電將得到普及，電力將實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用。未來(lái)的電力客戶，包括個(gè)人客戶、工業(yè)客戶等，與電網(wǎng)的關(guān)系將是互動(dòng)關(guān)系。一方面，客戶與電網(wǎng)之間的積極互動(dòng)對(duì)提高用電能效非常有幫助，對(duì)電網(wǎng)的能效平衡也起到關(guān)鍵的作用。另一方面，客戶的生活方式和生活品質(zhì)將得到改變和提高。隨著智能用電的推廣，手機(jī)作為客戶終端也成為智能用電的工具，可以實(shí)現(xiàn)能效分析、用電查詢、電費(fèi)交納、家電控制、與電網(wǎng)互動(dòng)等功能。隨著以億計(jì)客戶的綁定關(guān)注，電力客戶服務(wù)端將產(chǎn)生其他附加價(jià)值。
“互聯(lián)網(wǎng) 用電=智能用電”。智能用電可實(shí)現(xiàn)3個(gè)10%：能效水平提升10%;用電降低10%;削峰填谷10%。智能用電是用技術(shù)手段引導(dǎo)客戶消費(fèi)行為，為客戶提供能效服務(wù)，使得客戶合理用能，明顯提升能效管理水平，實(shí)現(xiàn)“節(jié)能 智能”。在這種趨勢(shì)下，客戶與電網(wǎng)的互動(dòng)將變成現(xiàn)實(shí)，電器智能化使用水平也將得到普及。
未來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng) 電力服務(wù)”會(huì)催生新的服務(wù)模式，電力服務(wù)模式將產(chǎn)生明顯變化，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式會(huì)得到普及，客戶與電網(wǎng)雙向互動(dòng)將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。隨之而來(lái)的是，電網(wǎng)發(fā)展理念將發(fā)生變革，一方面，電能替代和綠色替代這兩個(gè)替代將成為能源發(fā)展的主流，電能替代主要是指“以電代煤，以電代油，電從遠(yuǎn)方來(lái)，來(lái)的是清潔電”，綠色替代就是大幅增長(zhǎng)的水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源將替代火電。另一方面，需求側(cè)管理也將更加科學(xué)合理，分布式能源并網(wǎng)容量的增多會(huì)加大用電客戶與電網(wǎng)之間的互動(dòng)需求，而智能用電、移動(dòng)終端等的廣泛應(yīng)用也將促進(jìn)電網(wǎng)與用電客戶間的互動(dòng)，便于電網(wǎng)側(cè)做出合理的調(diào)度判斷，使得用電需求相應(yīng)更加科學(xué)合理。
電力大數(shù)據(jù)
電力是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的實(shí)踐。電力大數(shù)據(jù)涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)，是跨單位、跨專業(yè)、跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化，電力大數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化構(gòu)成，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，其數(shù)量將大大超過(guò)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力大數(shù)據(jù)的特性滿足大數(shù)據(jù)的五個(gè)特性，一是數(shù)據(jù)量大(Volume)、二是處理速度快(Velocity)、三是數(shù)據(jù)類型多(Variety)、四是價(jià)值大(Value)、五是精確性高(Veracity)。
電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用一方面是與宏觀經(jīng)濟(jì)、人民生活、社會(huì)保障、道路交通等信息融合，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展;另一方面，是電力行業(yè)或企業(yè)內(nèi)部，跨專業(yè)、跨單位、跨部門(mén)的數(shù)據(jù)融合，提升行業(yè)、企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。
電力大數(shù)據(jù)對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，得到信息，然后將信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，最后通過(guò)可視化展現(xiàn)與表達(dá)，與人們進(jìn)行分享。
電力行業(yè)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，催生了像“電力大數(shù)據(jù)”、“能源互聯(lián)網(wǎng)”、“智慧城市”等新興概念。通過(guò)使用先進(jìn)的傳感器、控制設(shè)備和軟件應(yīng)用程序，將電力生產(chǎn)端、電力傳輸端、電力消費(fèi)端的數(shù)以億計(jì)的設(shè)備、機(jī)器、系統(tǒng)連接起來(lái)，形成了“物聯(lián)基礎(chǔ)”。大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)是這種互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)生命體特征的重要技術(shù)支撐：通過(guò)整合運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電預(yù)測(cè)，打通并優(yōu)化電力生產(chǎn)和電力消費(fèi)端的運(yùn)作效率，需求和供應(yīng)將可以進(jìn)行隨時(shí)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。智能發(fā)電、用電、儲(chǔ)電設(shè)備，最終都將接入網(wǎng)絡(luò)，借助信息流，形成自我優(yōu)化的良性循環(huán)。
電力大數(shù)據(jù)的三種商業(yè)應(yīng)用模式
對(duì)接智能電網(wǎng)優(yōu)化需求響應(yīng)也就是通過(guò)將能源生產(chǎn)、消費(fèi)數(shù)據(jù)與內(nèi)部智能設(shè)備、客戶信息、電力運(yùn)行等數(shù)據(jù)結(jié)合，充分挖掘客戶行為特征，提高能源需求預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)電力消費(fèi)規(guī)律，提升企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率效益。
對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這個(gè)模式能夠提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策中所需數(shù)據(jù)的廣度與深度，增強(qiáng)對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展趨勢(shì)的洞察力和前瞻性，有效支撐決策管理。
能源數(shù)據(jù)綜合服務(wù)平臺(tái)
該模式通過(guò)建設(shè)一個(gè)分析與應(yīng)用平臺(tái)，集成能源供給、消費(fèi)、相關(guān)技術(shù)的各類數(shù)據(jù)，為包括政府、企業(yè)、學(xué)校、居民等不同類型參與方提供大數(shù)據(jù)分析和信息服務(wù)。該模式中，電網(wǎng)企業(yè)具有資金、技術(shù)、數(shù)據(jù)資源等方面優(yōu)勢(shì)，具備成為綜合服務(wù)平臺(tái)提供方的條件。
支撐智能化節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)
該模式主要將能源大數(shù)據(jù)、信息通訊與工業(yè)制造技術(shù)結(jié)合，通過(guò)對(duì)能源供給、消費(fèi)、移動(dòng)終端等不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，為用戶提供付費(fèi)低、能效高的能源使用與生活方式。
以智能家居產(chǎn)品為例，該模式既可為居民用戶提供節(jié)能降費(fèi)服務(wù)以及快捷便利的用戶體驗(yàn)，也可對(duì)能源企業(yè)尤其是電力企業(yè)改善用戶側(cè)需求管理、減少發(fā)電裝機(jī)等方面發(fā)揮作用。正在美國(guó)走向普及的智能電表也是一例，它具有電量結(jié)算功能，在整個(gè)電網(wǎng)范圍內(nèi)標(biāo)識(shí)售電商和用戶，可通過(guò)更換芯片更換售電商。該模式中，電網(wǎng)企業(yè)不一定具備產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)勢(shì)，但可利用電力數(shù) 據(jù)采集與分析方面的優(yōu)勢(shì)，既可通過(guò)與設(shè)備制造商合作改進(jìn)用戶需求側(cè)管理，也可通過(guò)共同參與研發(fā)并在產(chǎn)品銷售中獲取收益。
小結(jié)
與其說(shuō)是大數(shù)據(jù)為智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供的機(jī)遇，還不如說(shuō)是，智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然依賴大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。是能源產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展變革必然面對(duì)大數(shù)據(jù)的采集、管理和信息處理的挑戰(zhàn)。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅僅是能源產(chǎn)業(yè)某個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)所需要的專門(mén)性的技術(shù)，而是組成整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基石。將全面影響到電網(wǎng)的規(guī)劃、技術(shù)的變革、設(shè)備升級(jí)、電網(wǎng)改造，以及設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行規(guī)程乃至市場(chǎng)營(yíng)銷政策的統(tǒng)一等方方面面，它支撐的正是整個(gè)未來(lái)新結(jié)構(gòu)的精細(xì)化能量管理的電力。