2015年11月5日到7日，國家能源局主辦了“國際能源變革論壇”，會后發(fā)出了蘇州宣言，號召與會各方“探索能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對能源變革的作用，推動兩者之間的協(xié)同發(fā)展”、“開展能源變革綜合示范區(qū)建設和交流”。前一點正是對能源互聯(lián)網(wǎng)的本質深刻認識的基礎上提出的，而后一點指出了未來能源互聯(lián)網(wǎng)的實施路徑。
能源互聯(lián)網(wǎng)的本質
為什么能源互聯(lián)網(wǎng)與能源變革緊密相關，這是由能源互聯(lián)網(wǎng)開放、平等、互聯(lián)、分享的本質特征決定的，分別體現(xiàn)在能量、信息和價值交換的不同層面上并相互作用，形成能源基礎設施自下而上構建和價值驅動下的自上而下運行的新格局，因此是未來能源變革的有力抓手。
能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構建的新型信息—能源融合的“廣域網(wǎng)”，它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以微網(wǎng)、分布式能源、智能小區(qū)等為“局域網(wǎng)”，以開放對等的信息—能源一體化架構真正實現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用，因此可以最大限度地適應新能源的接入。能源形式多種多樣，電能源僅僅是能源的一種，但電能在能源傳輸和轉換等方面具有無法比擬的綜合優(yōu)勢，所以在考慮互聯(lián)問題時以電網(wǎng)為主。能源互聯(lián)網(wǎng)是采取自下而上分散自治協(xié)同管理的模式，與目前集中大電網(wǎng)模式相輔相成，符合電網(wǎng)發(fā)展集中與分布相結合的大趨勢。
(1)開放
互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息的隨時隨地接入與獲取，主要取決于開放式的體系結構。能源互聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)開放性，需要可再生能源與儲能用能裝置的“即插即用”。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要借鑒互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方式，走標準先行、應用驅動、進一步帶動產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展的道路。
(2)互聯(lián)
“局域網(wǎng)”與“廣域網(wǎng)”的本質不同在于“廣域網(wǎng)”必須解決規(guī)?；_放互聯(lián)的問題，這就需要簡潔易行的標準協(xié)議作為基礎?！熬钟蚓W(wǎng)”內部可以進行多種能源形式的轉換，可以進行風、光、儲、用的平滑與協(xié)調，但“廣域網(wǎng)”的互聯(lián)必須建立在局域消納的基礎上，形成簡捷的能量交換方式，才可能實現(xiàn)大規(guī)?；ヂ?lián)。
(3)對等
同傳統(tǒng)電網(wǎng)自頂向下的樹狀結構相比，能源互聯(lián)網(wǎng)的形成是能量自治單元之間的對等互聯(lián)。任意單元之間的連接是邏輯上的，其真正的實現(xiàn)必須建立在分散路由的基礎之上。能量的傳輸應該是多次路由的結果，其間是解耦的，進而可以避免一系列安全穩(wěn)定性問題;同時傳輸路由路徑之間可以是動態(tài)、互為備用的，在保證冗余和可靠性的同時不降低系統(tǒng)的利用率。
(4)分享
分布、分散與分享也是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征。原來僅依賴于中心調度與管理的功能可以采用分散—協(xié)調的方式來更高效地實現(xiàn)，而“局域網(wǎng)”(如微網(wǎng))的監(jiān)控甚至可以采用沒有“中心”的對等模式。借鑒互聯(lián)網(wǎng)應用中社交網(wǎng)絡的信息分享機制，能源互聯(lián)網(wǎng)中各局域網(wǎng)之間的能量交換與路由也都是就近實時動態(tài)進行的，以分散式局部最優(yōu)和高效的全局協(xié)調來實現(xiàn)電網(wǎng)整體能量管理的優(yōu)化。
能源互聯(lián)網(wǎng)開放、平等、互聯(lián)、分享的本質特征還不僅僅體現(xiàn)在基礎設施層面。在國家“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的指導下，能源互聯(lián)網(wǎng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維在能源行業(yè)的市場規(guī)則、商業(yè)模式、體制機制等層面都將引發(fā)深刻的變化。目前產(chǎn)業(yè)上最為活躍的主要體現(xiàn)在商業(yè)模式的創(chuàng)新，結合國家電力體制改革售電放開等政策趨勢，用戶為中心個性化能源服務的體現(xiàn)、新能源融資的互聯(lián)網(wǎng)金融創(chuàng)新以及平臺戰(zhàn)略在能源信息透明和資源整合中的作用等等，都是互聯(lián)網(wǎng)思維在能源電力行業(yè)的創(chuàng)新探索。
2015年11月15日在“中國氣體清潔能源發(fā)展與能源大轉型高層論壇”上，國務院發(fā)展研究中心主任李偉指出： “能源互聯(lián)網(wǎng)是能源發(fā)展的創(chuàng)新形式，將顛覆原有的能源行業(yè)分工，出現(xiàn)高開放性的新興業(yè)態(tài)，也會顛覆性改變過去的一些市場規(guī)則、倒逼政府改變管理方式，催生產(chǎn)業(yè)組織創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和政府管理方式創(chuàng)新。”
能源互聯(lián)網(wǎng)的實施路徑
能源互聯(lián)網(wǎng)代表未來的方向，但其發(fā)展還有很長的路要走，在現(xiàn)實條件下是否有可行的能源互聯(lián)網(wǎng)典型場景和實施路徑，是大家關心的問題。下面是結合能源互聯(lián)網(wǎng)理念提出的一個具有開放對等互聯(lián)要素的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型場景圖。
如圖所示，典型的目前情況下可以參與到作為區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)構成要素的包括：
(1)分布式能源(燃氣冷熱電聯(lián)供)
燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是以燃氣作為一次能源產(chǎn)生電、熱、冷二次能源的系統(tǒng)。天然氣燃燒把化學能轉化為熱能，高品位的熱能用來發(fā)電，低品位的熱能用于供熱或者為吸收式、吸附式制冷系統(tǒng)提供驅動熱源，從而實現(xiàn)對天然氣化學能的多級多次利用。燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)具有很高的一次能源利用率。對于普通的火力發(fā)電系統(tǒng)，一次能源利用率約為40%，在傳輸電能的過程中又要經(jīng)受約2%的損耗。而采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，一次能源利用率通?？蛇_80%以上。
(2)微網(wǎng)(風光儲電動汽車等)
風光作為分布式可再生能源的主力由于其間歇性，必須輔以儲能的支撐，這些在微網(wǎng)的技術研究與發(fā)展中得到實踐。但微網(wǎng)本身一般很難穩(wěn)定孤島運行，而微網(wǎng)并網(wǎng)又受限于目前電網(wǎng)的不夠靈活。能源互聯(lián)網(wǎng)為微網(wǎng)的接入和互聯(lián)提供了另外的思路。微網(wǎng)的新能源發(fā)電和儲能目前還存在成本問題，引入能源互聯(lián)網(wǎng)有利于在更大范圍內提高微網(wǎng)實現(xiàn)的經(jīng)濟可行性。
(3)智能社區(qū)(需求側響應和管理)
需求響應是指電力用戶受不同時期的電力價格和激勵措施的影響，主動改變其日常用電模式，以期在電力市場的電力價格高漲或者在電力系統(tǒng)的可靠性受到威脅時通過及時響應電網(wǎng)指令、降低用電需求或轉移用電時間來獲益。其執(zhí)行可以是基于價格或者基于激勵機制的。需求響應的主要實施過程是運營方和用戶雙方事先經(jīng)過協(xié)議溝通并簽訂相應的響應合同，合同內容包括用戶愿意進行的需求響應方式，響應辦法以及補償辦法等。運營方根據(jù)能源互聯(lián)網(wǎng)運營情況確定需求響應的時間和方式等需求響應事件，并將此需求響應事件通知給能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，進而由能量管理系統(tǒng)下發(fā)信號給用戶，用戶接到信號后根據(jù)自己的用電需要做出響應判斷。運營方根據(jù)需求響應效果確定能源互聯(lián)網(wǎng)運營情況，并根據(jù)合同對用戶進行響應的補償。
相對于傳統(tǒng)自頂向下的電網(wǎng)發(fā)輸配變用的模式，在一定區(qū)域內的能源互聯(lián)網(wǎng)承擔了分布式能源的靈活接入、動態(tài)負荷的局部消納、與用戶互動的需求側響應等功能。同時，能源互聯(lián)網(wǎng)很大程度上屏蔽了源和用引入的動態(tài)性，一定程度上減小了大電網(wǎng)利用大的冗余度換取安全可靠性的程度，提高了大電網(wǎng)的整體利用效率。諸多方面因素協(xié)同考慮，可以形成現(xiàn)實意義下具有經(jīng)濟可行性的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)示范，進一步向更細粒度(如家庭能源互聯(lián)網(wǎng))和更高層級(如全球能源互聯(lián)網(wǎng))延伸，以此帶動能源互聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和體制機制變革，走出中國發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的實施路徑。
