當前世界范圍內信息通信、新能源、智能電網等技術快速發(fā)展，給能源、制造、交通等多個領域帶來深刻影響。能源互聯網被視為信息通信技術與能源技術融合的產物，將為轉變能源發(fā)展方式、實現可持續(xù)發(fā)展提供可能的解決方案，引起了國內外學者的廣泛關注。當前對能源互聯網的研究正在興起，技術方案白花齊放，概念理解尚未達成統一，可以按照緣起和特點分為3類。

    1）源于互聯網發(fā)展而來的能源互聯網。主要針對用戶側分布式可再生能源、電動汽車等智能終端大量接入產生的設備即插即用、能量信息雙向流動等需求，借鑒互聯網開放對等的理念及體系架構，對電網的關鍵設備、形態(tài)架構、運行方式及發(fā)展理念等進行深刻變革。里夫金提出了人們可分散白由生產可再生能源并共享的能源互聯網發(fā)展愿景fll。在互聯網發(fā)展理念下，能源互聯網的核心設備是電力路由器，它起著與信息網中路由器類似的關鍵作用，多位學者就電力路由器開展了研究。美國北卡羅萊納州立大學研制了基于電力電了技術和信息技術實現電力流和信息流融合的能源路由器（energy muter）裝置。日本早稻田大學和VPEC公司聯合研制了集群電網電力路由器，根據蓄電池的剩余電量改變輸出電力的頻率。東京大學研發(fā)的數字電網電力路由器可根據“IP地址”識別電源及區(qū)域電網。美國克萊門森大學Corzine教授則借鑒互聯網中傳輸信息包的方式研制了傳輸能量包 （energy packet）的電路。清華大學信息技術研究院的研究團隊認為能源互聯網是以大電網為主干網，以微網和分布式能源等能量白治單元為局域網的新型信息能源融合廣域網。另外，中國電力科學研究院、國防科技大學等研究團隊均基于互聯網思維對能源互聯網進行了研究。

    2）源于大電網發(fā)展而來的能源互聯網。主要針對電網在配置范圍、調控能力、雙向互動等方面存在的局限性，利用信息通信技術與能源電力技術的融合，全面提升電網性能，促進清潔能源大規(guī)模利用。德國聯邦經濟技術部與環(huán)境部提出E-Energy促進計劃，基于面向服務體系結構使得電網和信息網深度融合，實現電網從最初大型發(fā)電廠統一供電的方式，轉變?yōu)榉植际桨l(fā)電主導的供電方式。劉振亞提出以特高壓電網為骨干網架，以輸送清潔能源為主導，全球互聯泛在的堅強智能電網的全球能源互聯網理念。趙俊華等提出了基于信息物理融合系統（cyber-physical system CPS）的電網、信息網融合的基本理論和方法，討論了模型的建立、分析和控制等問題。

    3）源于多種能源綜合優(yōu)化發(fā)展而來的能源互聯網。主要強調多種能源網絡的高度禍合。瑞典聯邦理工學院Favre-Perrod等提出了能量集線器 （energy hub）的概念，能夠實現電能、天然氣、熱能等多種能源相互轉化和存儲。董朝陽教授將能源互聯網視為電力系統、交通系統、天然氣網絡和信息網絡4個緊密禍合而成的網絡。武建東提出了包含水、電、氣甚至熱力的智能能源網。新奧集團提出由基礎能源網、傳感控制網和智慧互聯網組成的泛能網。

    從已有的研究成果可以看出，能源互聯網的范疇有廣義和狹義之分。廣義上，能源互聯網涵蓋電力系統、油氣管網、能源運輸物流網絡等網絡集合；狹義上，能源互聯網涵蓋智能電網、發(fā)電設備設施及分布式能源系統。雖然范疇上有所差異，但其本質上均蘊含著信息通信技術與能源系統深度融合而引起的能源系統價值創(chuàng)造方式的深刻變化。以互聯網為代表的信息通信網絡迅猛發(fā)展，并衍生出了互聯網經濟業(yè)態(tài)，“互聯網+”全面興起。以分散、共享、扁平、高效、透明、開放等為代表的互聯網思維背后蘊含著新的基于信息網絡的經濟發(fā)展規(guī)律的變化。本文將以價值為主線在狹義能源互聯網的范疇內進行研究和探討，首先從互聯網經濟下價值創(chuàng)造方式的變化入手，分析用戶需求視角下能源互聯網的價值主張，進而提出能源互聯網從能源融合、信息融合和業(yè)務融合三個層面實現價值創(chuàng)造的基本架構和可能途徑。

    從價值創(chuàng)造的角度看，能源互聯網是以智能電網為基礎，連接各類發(fā)電設施、各類用電終端及分布式能源系統的智能化、互動化的能源網絡，并融合互聯網理念形成能源電力新型業(yè)態(tài)。其基本概念示意圖如圖所示。

能源互聯網基本概念示意圖

資料來源：公開資料整理

    與互聯網架構類似，能源互聯網將由能源獲取系統和利用設備構成“端”，由分布式和集中式能源輸送配置網絡構成“網”，由信息網絡及智能控制系統構成“云”，由多元業(yè)務和商業(yè)模式構成“服務”，端一網一云一服務形成有機、開放的平臺系統，實現電力流、信息流及多種能源流的深度融合、雙向互動。

    能源互聯網的特點有：

    1）在智能電網基礎上納入各種電源和負荷轉化設備，具有集中式與分布式相結合、系統優(yōu)化與局部白治相得益彰的互聯、分層的網絡結構，通過推動網一源一荷的深度互動，并促進多種能源形式的優(yōu)化梯級利用，最大程度上支撐清潔能源的發(fā)展。

    2）互聯網及信息通信相關技術與能源融合，通過互聯互通、開放共享的信息網絡和功能平臺，提升能源系統智能化水平，推動新價值創(chuàng)造。

    3）互聯網理念滲透下形成能源生態(tài)系統，用戶將依托設備級無縫接入、系統級優(yōu)化配置、能源信息的雙向互動，滿足對能源提供和多元使用者的身份訴求，并孕育發(fā)展新商業(yè)模式。

    傳統電網是一個剛性系統,電源的接入與退出、電能量的傳輸等都缺乏彈性,致使電網沒有動態(tài)柔性及可組性；垂直的多級控制機制反應遲緩,無法構建實時、可配置、可重組的系統；系統自愈、自恢復能力完全依賴于實體冗余；對客戶的服務簡單、信息單向；系統內部存在多個信息孤島,缺乏信息共享。雖然局部的自動化程度在不斷提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系統中多個自動化系統是割裂的、局部的、孤立的,不能構成一個實時的有機統一整體, 所以整個電網的智能化程度較低 。

    互聯網能源對能源行業(yè)的重要意義體現在以下方面：首先，我國傳統能源（如煤炭、石油與天然氣等非可再生能源）供應正日趨緊張，發(fā)展互聯網能源有利于提高能源使用效率、避免能源浪費，是可持續(xù)性發(fā)展的需要。

    其次，對可再生能源而言，互聯網能源可加速這類能源的普及與推廣。正在調整能源結構，用光伏、風電等新能源替代煤炭為主的火力發(fā)電形式。不過，光伏與風電具有間歇性與波動性的特點，集中式電網運行架構無法完成這兩類可再生能源的接入，這是當前我國“棄光棄風”現象存在的重要原因。在此背景下，互聯網能源能解決光伏、風電消納問題，確保新能源快速發(fā)展。

    最后，發(fā)展互聯網能源將加快電力體制改革進程�；ヂ摼W能源不是對現有電力架構的替代，而是對后者的有益補充，通過借鑒互聯網理念提供一種自下而上的新型組網方式，互聯網能源保證了電力系統可靠性、保持了一定的利用率，并降低了大電網的安全風險。

    能源系統是能源生產和俏費所有技術體系的總稱，包括能原的生產、加工轉換、傳輸配送、存儲、終端消費等各個環(huán)節(jié)，是十分龐雜繁復的。

智慧能源=能源系統+信息系統

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智慧能源的普適性架構

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能源互聯網結構

資料來源：IOE

    能源互聯網是一種能源產業(yè)發(fā)展新 形態(tài)，相關技術、模式及業(yè)態(tài)均處于探索 發(fā)展階段。為促進能源互聯 網健康有序發(fā)展，計劃近中期分為兩個階 段推進，先期開展試點示范，后續(xù)進行推廣應用。具體來看，2016年至2018年，重點 推進能源互聯網試點示范工作，建成一批不同類型、不同規(guī)模的試點示范項目， 攻克一批重大關鍵技術與核心裝備，能 源互聯網技術達到國際先進水平。要初 步建立能源互聯網市場機制和市場體系，形成一批重點技術規(guī)范和標準，探索 一批可持續(xù)、可推廣的發(fā)展模式，積累一 批重要的改革試點經驗。2019 年至 2025年，著力推進能源互聯網多元化、 規(guī)�；�發(fā)展，初步建成能源互聯網產業(yè) 體系，形成開放共享的能源互聯網生態(tài) 環(huán)境，能源綜合效率明顯改善，可再生能 源比重顯著提高。

    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國能源互聯網專項調查與投資策略咨詢報告》

    我國已成為可再生能源第一投資大國，以投資增速20%計算，到2020年可再生能源與相關產業(yè)鏈增加值將可超過6000億美元，能源供應與新增能效投資市場規(guī)模將達到3000億美元。

    頻繁的政策獲利下，能源互聯網將逐漸走向實際應用，市場空間不斷打開，并成為能源領域的重心，投資價值也將不斷凸顯。能源互聯網價值鏈中，發(fā)電、輸電、配電與售電/用電是主要環(huán)節(jié)，圍繞四大環(huán)節(jié)開展業(yè)務的公司如發(fā)電企業(yè)、儲能企業(yè)、電網企業(yè)、設備制造企業(yè)等將迎來發(fā)展利好。

能源互聯網的價值鏈與參與者

資料來源：公開資料整理

    圍繞能源互聯網價值鏈，又可將能源互聯網分為智能發(fā)電，智能電網，智能儲能，智能用電，智能能源交易，智能管理和服務6大板塊，其中，智能發(fā)電、智能電網與智能儲存是三大重心，值得投資者關注。

    2015年，全國能源生產總量36.2億噸標準煤，比2012年增長3.1%，年均增長1%，比2005年至2012年年均增幅低5.3個百分點，保持了穩(wěn)定增長的態(tài)勢。其中，原煤生產在2013年達到創(chuàng)紀錄的39.7億噸之后，2014年和2015年分別降至38.7億噸和37.5億噸，分別比上年下降2.5%和3.3%。2015年，原油生產21456萬噸，比2012年增長3.4%；天然氣生產1346億立方米，比2012年增長21.7%；電力生產58106億千瓦時，比2012年增長16.5%，其中新型能源（核電、風電以及其他新型能源）發(fā)電4375億千瓦時，比2012年增長1.3倍。

    在一次能源生產構成中，原煤占72.1%，比2012年下降4.1個百分點；原油占8.5%，與2012年持平；天然氣消費占4.9%，比2012年提高0.8個百分點；一次電力及其他能源占14.5%，比2012年提高3.3個百分點。煤炭生產比重的持續(xù)降低和清潔能源比重的不斷提高，表明我國能源生產結構正朝著多元化的目標不斷前進。

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