能源互聯(lián)網(wǎng)助力能源自由

　　編者按

　　“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，即“能源互聯(lián)網(wǎng)”是近幾年能源行業(yè)不斷探索的領(lǐng)域。今年4月底，入選國家能源局首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目迎來“驗收大考”。截至目前，驗收工作尚未結(jié)束，各能源互聯(lián)網(wǎng)項目有經(jīng)驗，有波折，在技術(shù)和落地項目上各有特色，依然在探索中前行。本報將持續(xù)關(guān)注能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，并調(diào)研相關(guān)項目的進展情況。

　　人類的能源利用歷史可以追溯到100多萬年前的鉆木取火，而化石能源的大規(guī)模利用卻是從17世紀末發(fā)明蒸汽機以后才開始的。以當前的能源消耗速度，全球化石能源最多只能維持兩三百年。在人類利用能源的歷史長河中，五六百年的化石能源史僅是滄海一粟，在可預見的未來，可再生能源可能會替代化石能源開啟人類能源史的新篇章。反觀目前的能源系統(tǒng)，人類社會對化石能源的過度依賴衍生出了集中式的能源管理體系，使其具有天然的壟斷性和利益的獨占性。構(gòu)建用戶主導的以綠色低碳清潔能源為載體的自下而上的分布式能源體系，實現(xiàn)各種能源形式的區(qū)域綠色生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和消納，有望實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)模式的升級。

　　“自能源”終端樞紐打破能源系統(tǒng)壁壘

　　能源樞紐是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎，通過打造能源樞紐可以實現(xiàn)電力網(wǎng)絡、供熱網(wǎng)絡和天然氣網(wǎng)絡之間能源流、信息流和業(yè)務流的轉(zhuǎn)換與對接。然而，考慮到能源轉(zhuǎn)換設備效率對能源利用率的影響、跨網(wǎng)信息交互技術(shù)以及全網(wǎng)信息公開造成的信息安全問題、能源交易機制不同帶來的系統(tǒng)優(yōu)化問題、不同能源時空尺度差異導致的能源調(diào)度問題和結(jié)算體制不同引起的利益分配問題等，由傳統(tǒng)能源企業(yè)資源、利益的高度集中產(chǎn)生的電-熱-氣網(wǎng)間壁壘短期難以有效打破，在能源網(wǎng)側(cè)建立能源樞紐實現(xiàn)多種能源轉(zhuǎn)換短期難以大規(guī)模推行。

　　由終端用戶主導的“自媒體”的爆發(fā)導致了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的跨越式發(fā)展，產(chǎn)生了很多新的業(yè)態(tài)，這一成功案例也可以推廣到能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。在能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，我們可以主動將多能源互聯(lián)節(jié)點下沉到用戶端，在終端實現(xiàn)多種能源的轉(zhuǎn)換，這類具有能源樞紐特點的能源終端被定義為“自能源”。自能源作為能源互聯(lián)網(wǎng)的能源終端，是由多種能源耦合而成的小型能源自治區(qū)域，具有全雙工、分布式、對等化和智能化的重要特性。以終端樞紐打破不同能源系統(tǒng)壁壘，首先要在研究自能源的優(yōu)化控制方法和智能算法的基礎上，融合能源路由技術(shù)、多能源存儲技術(shù)、多能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，從能源互聯(lián)網(wǎng)邊緣實現(xiàn)多種能源的樞紐和互聯(lián)。然后自能源根據(jù)自身能源需求，優(yōu)化調(diào)度內(nèi)部設備的能源輸出，從而達到自能源體的經(jīng)濟運行。

　　開放平臺提升能源終端分配效率

　　縱觀互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程，之所以能出現(xiàn)爆發(fā)式增長與群眾廣泛參與、平臺開放便捷是密不可分的，這種自下而上的互動結(jié)構(gòu)極大地增加了用戶的參與感和積極性。有鑒于此，在建設能源互聯(lián)網(wǎng)過程中需要提供一個能夠?qū)崿F(xiàn)眾多能源供應商和終端能源用戶主動便捷參與的能源交易互動平臺，由傳統(tǒng)的“B2C”能源銷售模式轉(zhuǎn)型為“B2C-C2C”混合交易模式，將能源交易平臺塑造成為能源界的“阿里巴巴”。能源交易平臺不僅可以為能源終端提供低價、優(yōu)質(zhì)的能源商品，同時，針對不同的能源供需情況和源荷儲特性為參與者提供個性化、定制化的服務，參與者可以在平臺上自由進行不同形式的能源跨時空交易，從而實現(xiàn)能源的高效利用與良性互動。

　　正如電商通過互聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)廠家與消費者直面一樣，自能源通過平臺與區(qū)域內(nèi)其他自能源及能源供應商進行匹配,從而實現(xiàn)能源供應與需求的面對面，能有效減少能源傳輸交易環(huán)節(jié)，降低能源交換成本。自能源作為能源互聯(lián)網(wǎng)的草根階層，是參與能源交易平臺的主力軍，通過參與能源交易充分優(yōu)化能源市場環(huán)境，促進綠色能源高效利用，最大程度地實現(xiàn)能源資源的合理配置。

　　以群體共享促進能源產(chǎn)業(yè)模式升級

　　以低碳綠色為方向、以資源共享為目標的能源技術(shù)革命是促進能源產(chǎn)業(yè)由壟斷模式轉(zhuǎn)型為良性競爭模式的關(guān)鍵。在構(gòu)建了終端能源樞紐以及能源交易互動平臺的基礎上，在資源共享的產(chǎn)業(yè)模式下，自能源體可以通過能源互聯(lián)網(wǎng)平臺獲得優(yōu)質(zhì)低價甚至部分免費的信息、計算資源、知識、服務以及能源本身?？梢灶A期的是，這是一場能源供應商、終端自能源體、能源網(wǎng)絡運營商、能源交易平臺之間的非零和博弈，廣大能源終端用戶的參與熱情一旦被激發(fā)，能源市場的規(guī)模將在一定時期內(nèi)呈現(xiàn)指數(shù)級增長，最終形成一場全民參與的能源轉(zhuǎn)型升級盛宴，達成所有參與者的多贏格局。在這種扁平化的能源供需結(jié)構(gòu)下，通過資源共享，輔以5G通訊、大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云-邊協(xié)同等先進技術(shù)，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的復制復用和能源知識的智能處理分析?；诳稍偕茉催呺H成本遞減的特性，利用儲能協(xié)同控制技術(shù)、能源共享協(xié)議等實現(xiàn)能源的錯時復用共享，以錯時復用的形式最大化可再生能源的利用率，使得能源可以像信息一樣復制共享，實現(xiàn)能源的有效共享。

　　隨著各能源系統(tǒng)之間的壁壘逐漸消除，能源交易平臺的日臻完善，能源互聯(lián)網(wǎng)的未來愿景將日益清晰。而自下而上的改革，也更有利于能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的落地。在未來的某一天，每個人都能使用到智能、廉價且綠色的能源。我們可以假想一個普通上班族的一天：在清晨準備上班時，通過能源共享協(xié)議，電動汽車借用了昨夜鄰居風力發(fā)電多余電量將電池充滿，而在白天屋頂?shù)墓夥l(fā)電將借用電量按照協(xié)議還給了鄰居，同時通過智能終端將剩余的光伏發(fā)電量以競價模式在能源交易平臺上出售；在公司上班過程中，停車場根據(jù)每輛汽車預定的離開時間以及電池共享協(xié)議，在滿足離開時最少電量要求的前提下，對連接充電樁的電動汽車儲能電池進行充放電規(guī)劃，從而實現(xiàn)通過能源網(wǎng)絡的削峰填谷收益實現(xiàn)電動汽車免費充電并獲益；晚上回到家中，調(diào)用白天通過光伏發(fā)電為區(qū)域共享儲能設備存儲的電量來滿足夜間用電需求。這樣在一天結(jié)束時，我們享用到了無碳排、零費用且全時段的能源供給。

　　歷史經(jīng)驗告訴我們，在互聯(lián)網(wǎng)時代，得用戶者得天下。通過推行終端能源樞紐、構(gòu)建能源開放平臺、建立能源共享互動交易模式，激發(fā)終端用戶參與能源互聯(lián)網(wǎng)的熱情，推動能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上的快速發(fā)展，不久的將來，我們所描繪的未來自由能源愿景有望實現(xiàn)。（孫秋野 　作者系東北大學信息科學與工程學院副院長、中國自動化學會能源互聯(lián)網(wǎng)專委會秘書長）