我国能源互联网发展模式及规划方案探索

肖振锋，辛培哲，凌明娟，李沛哲，任 浪，李达伟，谌 阳，刘 磊，詹 阳

(1.国网湖南省电力有限公司经济技术研究院，湖南 长沙 410014；2.国网经济技术研究院有限公司，北京 昌平 102209；3.长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 410000)

0 引言

化石能源过度使用导致能源紧张、气候变化、环境污染等问题日益突出，能源发展面临着如何更安全、高效、环保地利用传统能源并将其与清洁能源相结合的重大挑战。美国研究人员杰里米在《第三次工业革命》中提出了，当前互联网技术与可再生能源已逐步融合，因此产生一种称为能源互联网的新型能源利用体系[1]。目前，我国能源互联网的发展仍处于概念雏形阶段，缺乏对能源互联网整体框架体系的全面定义和顶层设计理念、以及对中长期的发展路径的合理设想。文献[2-3]分析研究了国内雄安新区和德国的能源互联网构建思路及现状，由此对国内能源互联网发展提出了几点建议；文献[4]提出一种针对能源互联网演化发展过程研究并利用复杂适应理论算法的思路和模型方法；文献[5]从性能、总体结构、具体技术等多个维度对区块链技术在能源互联网中的应用进行了归纳和分析，从能量、信息以及价值的角度，阐述了区块链技术对能源互联网中能源、网络、负荷、储存等不同主体在计量认证、市场交易、协同组织、能源金融五个环节中所起到的作用，并且提出了区块链技术在能源互联网的应用中可能存在的一些问题。文献[6]讨论了能源互联网中的能源互联结构，将狭义能源互联网作为主要研究对象，提出以不同功能硬件设备(能源路由器、能源交换机和能源接口)结构与功能为基础的能源互联网的三层结构，对能源互联网的部分特性进行了验证。文献[7-10]对能源互联网的概念和架构进行了整理，明确了其中关键的基础研究方向，并对其意义和发展潜力进行了展望，从能源融合、信息融合和业务融合三个方面提出了能源互联网创造价值的基本架构和可能方法，对能源互联网基本体系架构及其能量信息双向互动进行初步研究；文献[11-13]整理了国内外能源互联网的发展状况，对需要着重进行研究的科学技术问题进行了讨论，对能源互联网往后的发展状况提出了自己的看法和期待，并对其发展中可能遇到的困难作出了预测并提供了一些建议。文献[14-16]提出对能源互联网广义“源网荷储”运营方式进行调整和优化并分析其主要技术与实现基础，以电网及相关产业为基础，从能源结构、技术属性和市场形态等方面对能源互联网的发展方式进行了研究，并提出了政策和技术方面的发展建议。文献[17-19]从输、配、用方面研究分析了何为跨区能源互联网以及区域能源互联网两个基本概念，提出了能源互联网的未来模式构思。文献[20-21]提出了能源互联网目前存在的一些问题，在系统建模、分析、控制三大基础技术上，结合电力信息物理融合系统的研究概况，探讨新一代信息能源系统相关技术发展挑战，以期促进该研究领域的发展。

近年来信息通信技术、互联网技术以及能源综合利用技术的更新换代，能源利用体系和能源利用水平也再不断提升和改变，由此要求以智能电网为基础平台的能源互联网也要适应形势转型。我国电网企业主动适应经济发展新常态，积极推动能源结构调整，亟需在特高压骨干网架、清洁能源并网消纳、电网智能互动等方面，加快我国能源互联网建设，开展中国能源互联网发展思路和规划实施方案探索。

1 我国能源互联网的发展基础

2015 年9 月26 日，习近平总书记在联合国发展峰会上倡议“探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”，为世界推动能源转型、应对气候变化指出了新的战略方向。国务院总理李克强在国务院常务会议上提出“互联网+”发展计划，该计划为未来能源利用模式的发展提供了良好的突破口，主张以信息化与工业化深度融合为主线，将移动互联网、大数据等信息通讯技术与智能电网、热力网络、天然气网络等多种能源网络进行整合与应用，引领能源互联网发展成为具备“互联网+”特征的能源共享网络。我国能源互联网是构建全球能源互联网的战略落地和示范实践，具有重大意义。

1.1 我国电网与发电装机规模均处于世界首位

截至2015年底，全国电网220 kV及以上输电线路回路长度达到61.09万 km，同比增长5.8%；公用变电设备容量达到31.32亿 kVA，同比增长7.6%。

全国发电装机容量15.07亿 kW，同比增长10.4%；其中，非化石能源发电容量5.16亿 kW，占总装机容量比重34.3%，其中水电3.19亿 kW，核电0.27亿 kW，并网风电1.28万亿 kW，并网太阳能发电0.42亿 kW。

1.2 特高压和智能电网工程实践效果显著

在国家相关部门的支持和全行业的共同努力下，我国特高压与智能电网建设取得了举世瞩目的成就。我国±1 100 kV特高压直流输电距离可达5 000 km，容量可达0.15亿 kW。国家电网公司已建成投运“三交四直”7项特高压工程、在建“四交六直”10项特高压工程。建成2 886座智能变电站，3.5万座变电站实现无人值守；安装智能电表3.1亿只，累计实现用电信息自动采集3.2亿户；建成电动汽车充换电站1 500余座、充电桩3万个。

1.3 重大技术装备的自主创新能力居于世界前列

近年来，我国建成了世界上首个电压等级最高、容量最大的±800 kV特高压直流输电示范工程和世界上首个投入实际工程运行的1 000 kV特高压交流输变电试验示范工程，相关技术和装备实现了世界上该领域的零突破；灵活交流输电、柔性直流输电等技术突破了国外的技术封锁；大电网安全控制和变电站智能化等关键技术和装备取得世界性成果；可再生能源并网、电动汽车换电等方面保持了在世界的前列；大容量储能系统建设、分布式电源接入和微电网技术等方面也已跃居国际先进水平。

2 我国能源互联网面临的形势

2.1 经济形势复杂严峻

世界经济进入深度调整期，不确定因素增多。我国面临“经济下行、雾霾上行”的压力，推进供给侧结构性改革是适应和引领经济新常态的重大创新。当前，能源行业的供给侧改革同样进入攻坚阶段，消化煤炭、钢铁、水泥、风电、光伏等过剩产能面临较大压力，培育新能源、新材料、智能制造、电动汽车等战略性新兴产业的任务十分紧迫，对能源行业的创新发展提出了更高要求。

2.2 能源格局深刻变化

新世纪以来，以清洁、低碳、高效为特征的能源革命，使能源生产清洁化、消费电气化、配置全球化成为大势所趋。2000—2015年，全球新能源发电增长34倍，电能占终端能源消费比重提高了3个百分点。我国已成为全球第一大能源消费国和碳排放国，煤炭消费量占全球的55%，以煤为主的能源结构和粗放的能源发展模式，带来许多严重的后果，如雾霾、碳排放和能源资源浪费等问题，使得加快能源清洁转型的任务更加困难和迫切。中东部地区环境承载能力已不容许再发展煤电，必须严格控制东中部地区新增煤电。

2.3 配置能力亟待提升

西南和“三北”地区是我国清洁能源的主要集中地，这些地区无法完全消纳，这决定了必须在全国范围优化能源配置。由于电网与电源缺乏统一规划、特高压电网建设滞后，近年来，一些地区弃水、弃风、弃光问题日益突出。预计2030年我国清洁发电装机占比将超过50%，对提高电网配置能力提出紧迫要求。从需求侧看，电动汽车、分布式电源、微电网、储能装置日益迅速发展，逐渐呈现多源、互联、智能、泛在的新特征，对电网智能化水平，特别是配电网的安全性、经济性、互动性提出的要求越来越高。

2.4 技术革新方兴未艾

新一轮科技革命和产业变革正在世界范围内孕育兴起，信息、能源、材料等技术领域呈现出群体性突破、融合性应用的重大革新态势，对能源产业具有加大推动作用，深刻改变着世界能源发展的格局和进程，使中国能源互联网的发展空间更为宽广。

3 我国能源互联网的发展模式

我国能源互联网发展的指导思想是坚决贯彻习总书记重要倡议精神，以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念为指引，按照图1中所示的“一个目标、两个基点、三大领域、四重效益、五大任务”总体思路着力推动能源生产和消费革命，加快我国能源互联网建设，更好地服务经济社会发展。

图1 能源互联网建设总体思路Fig.1 General idea of energy internet construction

3.1 发展目标

2015年9月26日，习近平主席在联合国发展峰会上提出的“中国倡议探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”的核心目标，是落实创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念的具体实践，是推动“一带一路”建设的战略举措，是促进经济、社会、生态环境全面协调可持续发展的必由之路。

3.1.1 建设我国能源互联网，推动我国能源清洁低碳发展意义重大深远.

资源紧张、环境污染、气候变化是世界各国面临的三大挑战，根源在于对化石能源的依赖。摆脱这一局面的根本方法是加快清洁发展、实施“两个替代”：即能源开发实施清洁替代，以太阳能、风能、水能等清洁能源发电替代化石能源发电；能源消费实施电能替代，以清洁发电的电能替代煤、油等能源的消耗。

我国能源互联网是一种全球互联的坚强智能电网，其骨干网架是特高压电网，实质是“特高压电网+智能电网+清洁能源”，特高压电网是关键，智能电网是基础，清洁能源是根本。

3.1.2 加快建设我国能源互联网，推动我国能源清洁低碳发展

我国特高压技术先进成熟，实现了“中国创造”和“中国引领”，智能电网建设走在世界前列，风电、光伏发电装机和产能均位居世界第一，具备引领我国能源互联网发展的有利条件。

能源企业应在我国能源互联网建设中发挥重要作用。国家电网公司认真落实习近平主席倡议，在资源评估、科技攻关、装备研制、投融资创新、组织建设、规划研究、示范工程等方面取得了许多开创性的成果，推动我国能源互联网从理念向实践迈进，取得重要进展和成果。

3.2 发展特征

3.2.1 坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念

贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，参考国家发展改革委、国家能源局提出的“关于促进智能电网发展的指导意见”中提出的重要指示，依托我国智能电网2030发展“先进高效、绿色清洁、广泛互联、弹性灵活、友好互动”的指导思想，提出我国未来能源互联网“先进、绿色、协调、可靠、灵活、共享”的发展特征。

1) 先进。具备先进的通信系统，监测各种扰动并补偿，使能源互联网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型基础设施。具备先进的参数量测技术，参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供各个方面使用。充分应用先进的设备技术，先进的设备对输配电系统的性能提升具有极其重要的作用。未来能源互联网将采用先进的控制技术，先进的控制技术能够分析、诊断和预测状态并支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。

2) 绿色。发展绿色发电，绿色发电是用风机、光伏电池等特定的发电设备将风能、太阳能等可再生的能源转化成电能，节省了有限的资源储备，有利于环境保护和可持续发展，支撑未来中国绿色经济体系，实现能源资源更优化配置。实现绿色制造，绿色制造要求能源互联网坚持以可持续发展作为重要着力点来建设制造强国，加强节能环保技术、工艺、装备等各方面的推广和应用，以循环经济为建设目标，提高资源回收和二次利用的效率，构建绿色制造体系。推行绿色服务，推行以市场和客户需求为导向的智能电力营销是未来能源互联网电力营销的主要方向。

3) 协调。保证能源与环境的协调，未来能源互联网在能源开发方面将实施“两个替代”。提供多能互补协调发展，在可再生能源大规模集中开发的地区，发展风电、清洁煤电协同的高耗能产业综合利用，使可再生能源的开发利用水平进一步提高。在能源电力受端地区，发展清洁能源热电冷联产系统，实现不同形式能源相互转化、高效利用。

4) 可靠。具备安全性，未来能源互联网通过采用灵活的分层网架结构和对各道防线协调优化保证未来具有复杂网络的电网安全运行。具备弹性，能源互联网的弹性能够以最小的事件影响范围来应对一些极少数情况下发生的极端事件，在无法避免灾害的发生时，主动根据环境的变化进行调整并且能够在第一时间及时地恢复电网的供电能力。同时，在破坏无法避免时，降低灾害影响范围与影响时间，实现快速高效的系统修复。

5) 灵活。提高发电侧灵活性，适应负荷波动变化的灵活出力和爬坡速率调整以及大规模可再生能源灵活接入等方面是发电侧灵活性的主要特点，在产能过剩但可再生能源发电不可缩减时，可以通过调整传统发电出力的方式来满足可再生能源的发电特征。提高电网侧灵活性，电网侧灵活性通过采用柔性交流输电技术来灵活快速控制交流输电，该技术提高了电网中的感应或无功功率，从而使输电质量和效率得到了提高。提高需求侧灵活性，利用需求侧响应和管理措施来提高电网运行效率是需求侧灵活性的主要内容。

6) 共享。在数据共享方面，建设大数据平台，能源互联网大数据结构复杂、种类繁多，具有分散性、多样性和复杂性等特征，这些特征给大数据处理带来极大的挑战。通过大数据平台可实现全数据共享，为业务应用开发和运行提供支撑。在能源共享方面，能源互联网的一个重要特征是实现能源共享，更加注重小型化、分布式和平等协作的发展趋势。在终端用户用能方面，建设用户需求侧响应管理系统，进行需求响应工作机制和交易规则的健全工作，试点示范大规模用户参与需求响应调峰示范项目，探索灵活多样的市场化交易模式。

3.2.2 坚持清洁替代和电能替代的战略方向

清洁替代和电能替代是在终端能源消费环节，使用清洁替代和电能替代散烧煤、燃油的能源消费方式，如电采暖、地能热泵、工业电锅炉(窑炉)、农业电排灌、电动汽车、靠港船舶使用岸电、机场桥载设备、电蓄能调峰等。在国家电网公司印发的“清洁替代和电能替代实施方案”中，“以电代煤、以电代油、电从远方来”是其能源消费的新模式。其中，“电从远方来”是指“建设特高压电网”，与农电的距离相对较远。而“以电代煤”、“以电代油”这种新的能源消费模式的推广，与农电息息相关。

当前，由于我国电煤比重偏低和电气化水平的不足，导致了大量的散烧煤与燃油消费，这是造成严重雾霾的主要因素之一。电能的主要优势是清洁、安全、便捷等，实施清洁替代和电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大，是提高电煤比重、控制煤炭消费总量、减少大气污染的重要举措。逐步推进清洁替代和电能替代，对于构建层次更高、范围更广的新型电力消费市场十分有利，能够扩大电力消费，提升我国电气化水平，提高人民群众生活质量。同时，对于相关设备制造行业的发展有着推进作用，更能拓展新的经济增长点。

清洁替代和电能替代的基本原则是：1)坚持改革创新；2)坚持规划引领；3)坚持市场运作；4)坚持有序推进。

3.3 发展领域

3.3.1 特高压电网

特高压电网指的是以1 000 kV输电网为骨干网架，超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。

用电负荷的持续增长以及大容量、特大容量电厂的建设和发展是特高压电网形成和发展的基本条件，大容量、远距离输电是其主要特点。

3.3.2 智能电网

智能电网(smart power grids)，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，智能电网将通信、计算机、高级传感与测控、新型电力电子等技术在输配电系统中的应用进行集成与融合。

3.3.3 清洁能源

清洁能源产业在未来的发展中具有很明显的效益，不仅可以拓展新的经济增长领域，还能促进经济转型，带动经济朝循环、绿色的方向发展，并且在优化能源结构，保护环境、减少温室气体的排放等方面起着良好的作用。清洁能源和能源互联网相得益彰。由于以可再生能源为主的大量的清洁能源主要是被转化为电能，并且大电网和能源互联网需要为其提供支撑，所以说清洁能源和能源互联网在最近几年的发展中逐渐体现出紧密结合、共同发展的趋势。

3.4 发展成效

1) 促增长。保障经济社会发展的能源供应；降低能源供应成本；获取显著联网效益；拉动全球经济增长。

2) 调结构。电源结构得到进一步优化，加快煤电转型升级，促进清洁有序发展。严格控制煤电规划建设，合理控制煤电基地建设进度，因地制宜规划建设热电联产和低热值煤发电项目，积极促进煤电转型升级。

3) 治雾霾。发展能源互联网，可发可再生能源开发利用，替代大量化石能源消耗，减少大量污染物和温室气体排放，并避免化石能源开发和利用过程中对水资源的消耗及对生态系统造成的破坏。

4) 惠民生。促进发展中地区的资源优势向经济优势转化；促进能源等相关产业的技术升级；促进人类和谐开发利用能源。

3.5 重点任务

3.5.1 与周边国家电网互联互通

深化国际能源合作，推进“一带一路”建设。中亚地区水能、风电、太阳能清洁能源丰富，俄罗斯远东、蒙古煤炭资源丰富，积极促进和发展跨国电网互联，推动跨境能源通道建设，实现我国与东北亚、中亚国家电网互联互通，促进能源资源更大范围的优化配置，为构建全球能源互联网奠定基础。加快建设我国至蒙古、俄罗斯、巴基斯坦的±800 kV跨国直流工程；适时启动与东亚的日本、韩国等国互联和与南亚的印度、尼泊尔等国互联工程。

3.5.2 清洁能源送出与消纳

1) 以国家能源发展战略为指导，统筹电网与电源，协调交流与直流，将西南水电基地，北部及西部的大型煤电、风电、光伏基地电力打捆送往中东部负荷中心消纳，实现西电东送、北电南供，在全国范围优化能源资源配置。

2) 建设大型能源基地输电项目的送、受端配套工程相关工程，实现大型能源基地送端电力汇集、受端电力落地消纳，满足地区电网送受电要求。

3) 建设大型风电场、光伏电站配套送出工程，完善输电线路工程，积极支持和服务新能源发展，全力保障大规模新能源并网和输送。

4) 加快分布式电源并网工程建设，保障分布式电源有序快速发展、灵活接入、高效消纳，促进电源、电网、用户友好互动。

3.5.3 电能替代

积极落实国家清洁发展战略部署，加快推进“以电代油、以电代煤”。一是大力发展电动汽车充放电设施，主动服务轨道交通，推广港口岸电替代，减少石油依赖和燃油排放；二是将工业锅炉、居民取暖厨炊用煤改为用电，减少直燃煤排放。优化能源消费结构，减少大气污染，促进雾霾治理。

1) 全面贯彻国家新能源汽车产业发展战略部署，大力建设城际快充网络，加快推进城市公共充换电网络建设，强化配套电网保障能力。

2) 积极开展电能替代，降低负荷端煤炭消费比重，倡导能源消费新模式。

3.5.4 电网智能化

积极落实国家“互联网+”行动计划，推动新技术、新设备、新材料在输变电设备中的应用，推广建设智能变电站，构建安全高效的输电网和可靠灵活的主动配电网，推进用电信息采集系统全覆盖，面向用户构建友好开放的互动服务平台，实施需求侧管理，引导用户能源消费新观念。

1) 综合运用材料、信息通信、高端电工装备等先进技术，全面建设智能变电站，推广应用在线监测、状态诊断、智能巡检系统，建立电网对山火、冰灾、台风等各类自然灾害的安全预警体系。

2) 通过提升配电网供电能力、构建简洁规范网架结构、提高装备水平，实现城乡用电服务均等化，保障电网安全可靠运行与设备坚固耐用。推进配电自动化建设，采用技术成熟、运行可靠的标准化设备，根据供电分区类型差异化配置主站、终端和通信通道，整体覆盖率达90%，实现配电网可观可控。

3) 全面推广智能调度控制系统，扩大调度数据网及安全防护覆盖范围，建立适应交直流混联电网、高比例清洁能源、源-网-荷协调互动的智能调度及安全防御体系，进一步提升大电网驾驭能力。

3.5.5 重大创新示范

选择我国西部和京津冀、长三角城市圈等典型地区建设重大创新示范工程，集中攻关并示范应用能源互联网的各类关键技术，实现能源供给、消费、技术的重大集成创新，支撑清洁能源开发，提升用户体验度。

1) 依托多端柔性直流输电、大规模储能等先进技术，探索以高比例可再生能源发电、柔性直流汇集、特高压外送为要素的未来电网形态，实施清洁替代和电能替代，构建我国能源互联网张家口创新示范区，促进大规模可再生能源高效利用和灵活消纳。

2) 开展我国能源互联网西部创新示范基地建设。示范基地建设旨在构建以高比例清洁能源并网消纳和特高压外送为特征的互联电网，实现多元互补、大规模并网、高比例运行、大范围消纳的“清洁替代”模式，破解我国清洁能源消纳难题，示范能源互联网战略理念。

3) 在北京、天津、苏州、嘉兴等京津冀、长三角重点城市开展智能电网支撑智慧城市创新示范区建设。提高智能电网在城市的覆盖率及渗透率，全面支撑我国智慧城市、新能源示范城市、新型城镇化建设。

4) 建设集海上风力发电、输电、并网控制和风机检测四位一体的，以科学研究与工程示范为主线的海上风电检测综合示范工程。

4 我国能源互联网发展规划方案

基于对国内外能源互联网的发展现状调研、我国能源互联网发展形势分析和我国能源互联网发展模式探索，探讨我国能源互联网发展规划实施方案。我国能源互联网建设覆盖与周边国家电网互联互通、大型清洁能源基地开发与送出、电能替代、智能电网、大型综合示范工程等多个领域和环节，与电网主网架规划、配电网规划、电网智能化规划、营销规划、信息通信规划紧密结合，深入研究我国能源互联网规划的重点项目，逐年提出工程建设需求，构建我国能源互联网未来格局和建设框架。

4.1 与周边国家电网互联互通规划方案

深化国际能源合作，推进“一带一路”建设。中亚地区水能、风电、太阳能清洁能源丰富，俄罗斯远东、蒙古煤炭资源丰富，积极促进和发展跨国电网互联，推动跨境能源通道建设，实现我国与东北亚、中亚国家电网互联互通，促进能源资源更大范围的优化配置，为构建全球能源互联网奠定基础。适时启动与东亚的日本、韩国等国互联和与南亚的印度、尼泊尔等国互联工程。

4.2 清洁能源送出与消纳规划方案

根据我国清洁能源发展目标，2020年，我国西南水电装机达到2亿 kW，西北、华北、东北形成7个千万 kW级风电基地，新疆、青海、甘肃形成大型光伏基地，全国分布式光伏达到7 000万 kW。

4.2.1 大型能源基地特高压通道工程包

以国家能源发展战略为指导，统筹电网与电源，协调交流与直流，将西南水电基地，北部及西部的大型煤电、风电、光伏基地电力打捆送往中东部负荷中心消纳，实现西电东送、北电南供，在全国范围优化能源资源配置。

4.2.2 大型能源基地送端、受端电网

建设大型能源基地输电项目的送、受端配套工程，实现大型能源基地送端电力汇集、受端电力落地消纳，满足地区电网送受电要求。

4.2.3 风电场、光伏电站配套

建设大型风电场、光伏电站110(66)-330 kV配套送出工程，积极支持和服务新能源发展，全力保障大规模新能源并网和输送。

4.2.4 分布式电源并网消纳

加快分布式电源并网工程建设，保障分布式电源有序快速发展、灵活接入、高效消纳，促进电源、电网、用户友好互动。

4.3 电能替代规划方案

积极落实国家清洁发展战略部署，加快推进“以电代油、以电代煤”。一是大力发展电动汽车充放电设施，主动服务轨道交通，推广港口岸电替代，减少石油依赖和燃油排放；二是将工业锅炉、居民取暖厨炊用煤改为用电，减少直燃煤排放。优化能源消费结构，减少大气污染，促进雾霾治理。

4.4 电网智能化规划方案

积极落实国家“互联网+”行动计划，推动新技术、新设备、新材料在输变电设备中的应用，推广建设智能变电站，构建安全高效的输电网和可靠灵活的主动配电网，推进用电信息采集系统全覆盖，面向用户构建友好开放的互动服务平台，实施需求侧管理，引导用户能源消费新观念。2016—2020年，城网、农网供电可靠率分别达到99.99%和99.945%，电网与用户实现双向友好互动，全面提升电网智能化水平，确保电网安全、可靠、经济运行。

4.5 重大创新示范规划方案

选择我国西部和京津冀、长三角城市圈等典型地区建设重大创新示范工程，集中攻关并示范应用能源互联网的各类关键技术，实现能源供给、消费、技术的重大集成创新，支撑清洁能源开发，提升用户体验度。示范项目包括：我国能源互联网张家口创新示范区；我国能源互联网西部创新示范基地；智能电网支撑智慧城市示范工程；海上风电检测综合示范工程。

5 效益评估

5.1 经济拉动

作为重要的基础设施网络，能源互联网投资需求大、产业链长、覆盖面广，对经济带动力强。能源互联网促进经济发展与技术创新的“链式效应”显著。

5.1.1 带动经济发展

建设能源互联网不仅能够直接带动金属制品业等传统行业与高端装备造业等战略性新兴产业的发展，而且由于各种产业相互之间的密切联系，能源网也将间接带动全社会各行业产值的增加，创造更多就业机会。“十三五”国家电网公司规划建设能源互联网预计每年可拉动GDP提高0.5%，增加就业岗位约55万个。

5.1.2 消耗过剩产能

当前，我国面临“经济下行、雾霾上行”的压力，中央对去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板作出重要部署。能源互联网建设能够大量消化煤炭、钢铁、水泥、风电、光伏等过剩产能。

5.2 能源保障

在以化石能源为主向以清洁能源为主转变的过渡期，电网发挥的作用越来越重要。建设能源互联网有利于实现能源资源大范围优化配置，构建安全、高效的综合能源运输体系，保障我国能源供应安全；有利于清洁能源开发利用，促进能源发展方式转变。

5.2.1 推动清洁能源发展，实现清洁替代

清洁能源是能源供应的有效补充，其资源禀赋和利用方式要求加快能源互联网建设。建设能源网是促进风电、水电、核电等清洁能源大规模开发、远距离输送、高效率利用的必然选择。

5.2.2 推动电能替代，降低对外依存度

通过能源互联网建设，使电能在终端能源消费中的占比提高，推动工业、交通、商业和城乡居民生活等各领域的电能替代，不仅使能源的利用效率得到了提高，还能提高社会整体能效，降低我国对石油的对外依存度。

5.2.3 引进国外电力，满足国内能源供应缺口

俄蒙哈三国与我国新疆、内蒙古和黑龙江邻接，将富裕的煤炭等能源资源转化为电力，直接传输至我国东北、华北、华中负荷中心可有效缓解我国能源供应和环境保护的压力。

5.3 环境治理

造成我国雾霾污染和温室气体排放压力的主要原因是大规模的煤炭消费。通过建设能源互联网，加快西南水电开发，大规模发展风电和太阳能发电，推进西部大煤电基地集约化建设，严格控制东部新增煤电并减少现有燃煤电厂发电，既能保障能源安全，又能改善环境质量。

5.3.1 有利于温室气体减排

加快能源互联网建设，能够保障清洁能源大规模开发和高效利用。到2020、2025年，我国清洁能源装机可以分别达到9亿、13亿 kW；清洁能源占一次能源消费比重可以分别提高到17%、23%；碳排放峰值控制在105亿 t左右，峰值降低20亿 t，达峰时间从2030年提前至2025年左右。

5.3.2 有效治理雾霾

加快能源互联网输电，有效控制中东部地区火电规模和燃煤排放，统筹利用我国西部、北部地区的环境承载能力，有利于减缓东部地区环境压力。

5.4 产业创新

能源互联网与物联网、互联网等深度融合，将带动新能源、新材料、智能制造、电动汽车等战略性新兴产业创新发展，为“大众创业、万众创新”提供广阔的发展平台，实现我国从“制造大国”向“制造强国”的转变，支撑“中国制造2025”，促进供给侧改革、增加有效供给、带动产业升级。

5.4.1 带动高端装备制造业发展

发展能源互联网可以全面提升国内输变电设备制造企业的制造水平，实现我国交、直流设备制造技术升级和关键设备的国产化，促进高技术高附加值特高压装备“产业链”发展。

5.4.2 带动信息产业发展

建设能源互联网将推动信息技术在工程科研、设计、设备、施工、调度运行中的应用，促进无源光网络技术、宽带电力线通信技术、无线通信技术的发展。

5.5 协调发展

发展能源互联网，有利于推动大型能源基地建设，促进西部、北部地区资源优势向经济优势的转化，有助于东部沿海地区煤电产业向中西部地区实现梯度转移，有利于东部地区集中有限的土地等资源发展优势产业，逐步形成辐射互补、板块耦合联动的区域经济新格局。

5.5.1 促进西部、北部地区资源优势向经济优势的转变

我国能源富集地区主要位于西部和北部，煤炭资源和风能资源主要在“三北”地区。在西部和北部地区建设大型煤电基地和风电基地，不仅促进了煤炭资源和风能资源的合理开发利用，更重要的是延长了煤炭开发利用产业链，促进了高附加值电力产品的输出和电力相关产业的发展，增加了当地税收，带动了就业，有力地促进了西部大开发和西部的经济发展。

5.5.2 促进东部地区产业转型升级

目前我国东部地区的资源约束已经凸显，土地等生产要素的价格大幅攀升，客观上需要转移传统产业，用有限的资源培育新兴产业，提高生产要素的利用效率。“十三五”时期是我国产业转型升级的关键时期，东部地区产业转型任务非常迫切。东部地区受入大量电力，不仅有利于西部与北部地区的发展，也有利于东部地区的发展。通过能源网建设，使得西部电力送到东部的落地电价低于东部当地建设电厂的上网电价，这有利于维持当地产品在国内市场和国际竞争中的价格优势，推动优势产业的发展。

6 结论

1) 从理论基础和工程建设基础两方面研究我国能源互联网的发展基础，分别梳理和总结我国能源互联网在理论创新、关键技术、工程建设等各个方面取得的成果，特别是在清洁能源开发、特高压电网、智能电网等领域的建设成就。在分析我国能源互联网发展的理论基础方面，分别对我国能源互联网中的重要理论：智能电网理论、智能配电系统理论、特高压电网理论、直流配电理论、物联网理论、大数据理论、云计算理论、移动互联网理论、信息经济学理论进行了说明；在分析我国能源互联网发展的建设基础方面，分别从清洁能源开发、特高压电网、智能电网三大领域的建设成就出发进行展示。

2) 分析了我国能源互联网发展“清洁和绿色”的需求，总结了我国能源互联网建设的六个特点：可再生能源在广域范围内的优化利用、灵活性和可控性极高的电力网络、分布式能量自治单元、新型信息-能源融合的“广域网”、储能装置的广泛应用、全面智能化的管控方式。在此基础上从经济形势复杂严峻、能源格局深刻变化、配置能力亟待提升、技术革新方兴未艾、用户需求多元复杂五个方面研究了我国能源互联网的发展形势。

3) 提出了我国能源互联网总体发展模式。以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展特征为指引，以先进的新能源技术、分布式发电技术、大规模储能技术、信息网络技术和智能控制技术为支撑，把握清洁替代、电能替代两个战略方向，提出我国能源互联网发展的指导思想、发展目标、基本原则和重点领域，确定我国能源互联网发展战略，推动能源开发、配置和消费方式变革。

4) 提出我国能源互联网未来5年规划方案。从与周边国家电网互联互通、大型清洁能源基地开发与送出、电能替代、智能电网、大型综合示范工程5个重点领域提出中国能源互联网未来5 年规划方案，以全球视野、战略高度提出了我国能源可持续发展的解决方案，满足清洁能源开发和用户多元化互动需求，带动战略新兴产业发展，全面支撑现代能源体系建设，推动能源生产与消费革命。