能源互联网的概念及其运行架构研究

荣国栋　施应玲

摘 要：能源互联网的兴起，为第四次新能源革命技术提供了强大动力。这一新兴的领域科学将对解决能源与环境问题具有关键的作用。文章通过对能源互联网概念及其运行架构的研究，试图为这一新兴领域的研究提供更多借鉴的方向和思路。

关键词：能源互联网；传统能源系统；运行架构；智能能源

引言

能源问题的紧缺和环境污染等两大问题极大制约了经济社会的发展。能源互联网的出现为应对这两大问题提供了新的思路和方式。

目前，国务院正积极推进“互联网+”行动计划，推动移动互联网和实体产业的对接与结合，打造新的经济增长点。中国的可再生能源发展迅速，互联网发展更是迅速，对两者之间的关系研究仍有待进一步加深。文章正是在这样的背景下来研究能源互联网的内涵及其运行架构。

1 能源互联网的内涵

1.1 能源互联网就是要推进能源生产的智能化

推进能源生产、运营、管理等与互联网的结合与对接，实现能源生产的一体化和网络化。鼓励能源企业运用大数据技术对设备状态、电能负载等数据进行分析挖掘与预测，开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源利用效率和安全稳定运行水平。构建能源生产的B2B（Business to Business，企业到企业）模式，实现供应链（开发，生产，输送等）一体化发展模式。

1.2 能源互联网就是要建设开放共享能源网络

建设以太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能等可再生能源为主体的多能源协调互补的能源互联网。推进可再生能源企业共同构建开放的能源共享网络，实现可再生能源的并网共享。

1.3 能源互联网就是要创新能源消费模式

基于分布式能源网络，发展用户端智能化用能、能源共享经济和能源自由交易，促进能源消费生态体系建设。建立起企业与用户的一对一网络连接，实现生产与供应时实、全面、精准的对接。构建能源生产到消费的O2O（Online To Offline，线上线下服务平台）模式，形成能源的统一生产与服务模式。

2 能源互联网与传统能源系统的区别

文章从价值导向，商业模式，能源类型，生产模式，ICT（Information Communication Technology，即信息与通信技术）技术应用，参与方等多维角度来区分传统能源系统和能源互联网系统。

2.1 价值导向

传统能源系统注重的是自上而下的模式。在这里，能源供不应求，卖方掌握了绝对的主动权，能源系统是一个卖方市场。从观念上说，卖方容易忽视消费者感受，认为不需要营销就能把产品很好卖出去。然而，随着世界经济一体化加速融化，这种观念越来越不适应现代市场要求。因此，能源互联网就应运而生。能源互联网系统注重的是自下而上的模式。在这里，能源系统是一个买方市场，买方有了跟卖方讨价还价的能力，这必将迫使卖方不断提高服务质量，并对能源系统的良性发展提供了很好的保障。

2.2 商业模式

传统能源系统的卖方市场的价值导向直接决定了传统能源系统和商业视角模式是静态的，采取的是公用事业模式的营销理念。与此相反，能源互联网会用动态的视角来审视行业的发展，用服务和平台的模式来引领行业的发展。

2.3 能源类型

传统能源系统中，化石能源占了大多数。而化石能源的有限性及对环境的污染决定了传统能源发展的不可持续性。因此，开发和生产可再生能源并扩大其在能源消费中所占比例有着重要的现实意义和必要性。能源互联网的发展使得这一目标得到了更好的机会去实现。

2.4 生产模式

在传统模式下，集中生产往往更有利。因为分散的生产模式往往需要更多的人力及资本去维护运营，所以传统模式集中生产成本更低，效率相对较高。随着互联网时代的到来，能源互联网改变了这样单一的生产模式。在能源互联网的条件下，信息可以在不同地区得到及时反馈，并且可以通过遥控平台实施远程监控。所以，能源互联网系统下的生产模式采用了集中和分布相结合的模式。

2.5 ICT技术应用

ICT在能源系统中所起作用的大小直接决定了传统能源系统和能源互联网系统的区别。在传统能源系统中，ICT技术仅仅作为辅助技术，起到的作用相对较小。而在能源互联网系统中，ICT技术作为一项重要的关键性技术，对整个系统的生产、运营和销售等各个环节起到了至关重要的作用。

2.6 参与方

由于传统能源系统中，能源的供应者扮演更多的是主导地位的角色，这样的卖方市场条件下，消费者通常较被动接受，参与到其中的就相对很少。能源互联网系统下，消费者与能源的供应者相互互动，需要和供给得到很好的对接，因此参与者较多。

总结上述结6种情况，可以绘成如表1所示结果。

3 能源互联网的运行架构

能源互联网的运行架构有三层，分为控制中心层，中间控制及反馈层，能源系统运行层。架构图如图1所示。

3.1 控制中心层

控制中心是系统运行的中枢，是决策部署的最顶层。这里汇集了下层反馈回来的各种信息，以大数据、云计算为基础，对数据进行分析，并对下层进行控制。

3.2 中间控制层

中间控制层包括具体的控制单元和信息反馈中心。具体的控制单元实现对下层次的直接控制，信息反馈中心通过传感器将收集的信息反馈给控制中心层以便控制中心层作出决策。

3.3 能源系统运行层

能源系统里包括了可再生能源和化石能源两种。在能源互联网中，两种能源可以互为补充，使得能源的使用效率大大提高。

4 结束语

在新能源技术革命与计算机技术都迅猛发展的前提下，能源互联网将会对人类传统能源生产、运营、销售等产生深远而重大的影响。文章对能源互联网的内涵及其运行架构进行了阐述，对能源互联网这一新兴领域作了进一步研究。目前，能源互联网的研究仍处于起步阶段，但它的发展前景广阔，潜力无穷，有待我们进一步去了解和研究。

参考文献

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