今年的政府工作報告突出了互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要地位，報告明確指出：要制定“互聯(lián)網(wǎng) ”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展。報告引發(fā)了各行各業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的極大關(guān)注，未來產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合將貫穿相關(guān)行業(yè)業(yè)務的主線。
能源行業(yè)是第三次工業(yè)革命的引領(lǐng)者，智能電網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng) ”的具體體現(xiàn)，“互聯(lián)網(wǎng) ”必將給電網(wǎng)帶來技術(shù)應用、服務模式、發(fā)展理念等方面的變化。
“互聯(lián)網(wǎng) 能源”意味著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)合，借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展電網(wǎng)核心技術(shù)，能夠加強用戶體驗感，促進價值共享，打破行業(yè)發(fā)展邊界，提高能源利用效率，實現(xiàn)真正意義上的能源資源共享，構(gòu)建和諧的能源網(wǎng)絡環(huán)境。能源互聯(lián)網(wǎng)將是未來電網(wǎng)發(fā)展的特征。
未來的能源管理是以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以“保證區(qū)域能源可靠供應，實現(xiàn)區(qū)域能源協(xié)調(diào)供給”為目標，并以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源網(wǎng)荷”互動的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡。它能夠建立合理的能源分配與節(jié)能策略，降低用能開支，保障能源的持續(xù)可靠供應，確保終端用能安全，實現(xiàn)區(qū)域多種能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理。
能源互聯(lián)網(wǎng)是以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用新型清潔能源與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過微網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)能源存儲與共享的多級分布式開放系統(tǒng)。
其借鑒了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的層次劃分方法，將網(wǎng)絡共分為4個層次。在以傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡、智能電網(wǎng)保證能源傳輸轉(zhuǎn)移的電網(wǎng)潮流層之上，網(wǎng)絡通信層和信息融合層將利用現(xiàn)代化“信息打包”技術(shù)，最終將能源與信息標記為最基本的能量信息流，以供余能交易層消費與收納。
若以互聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)相比較，能源互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡通信層以保證網(wǎng)絡傳輸通信為目的，組成了能源互聯(lián)網(wǎng)最基本的“路由層”，以保證余能交易層實體間信息通信與能量轉(zhuǎn)移。
在能源互聯(lián)網(wǎng)中，路由層和余能交易層功能分別對應實體“能源路由器”的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能和“微電網(wǎng)”的能源選擇與交易。
其中，微網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單元，通過新能源的采集、轉(zhuǎn)換、匯集、存儲、消納形成最基本的“能源局域網(wǎng)”。在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，微網(wǎng)將作為能源互聯(lián)網(wǎng)中的“微商”，驅(qū)動著能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展;能源路由器以保障能源信息高效安全轉(zhuǎn)移為目標，實現(xiàn)規(guī)范化、軟件可定義化的能源信息路由控制系統(tǒng)，是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心控制單元。
國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞在2015年2月3日出版了《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書，受到業(yè)界很多官員和院士的高度評價，包括一些省委書記和省長都在極度贊揚。劉總暢想：全球能源互聯(lián)網(wǎng)將是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)，以輸送清潔能源為主導，全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)。將由跨國跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國各電壓等級電網(wǎng)的國家泛在智能電網(wǎng)構(gòu)成，連接“一極一道”和各洲大型能源基地，適應各種分布式電源接入需要，能夠?qū)L能、太陽能、海洋能等清潔能源輸送到各類用戶，是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，也是實施“兩個替代”的關(guān)鍵。
這里說的“二個替代”是至清潔能源對化石能源的替代，以及電能對其他能源的替代。“一極一道”是指風能豐富的北極地區(qū)和光能豐富的赤道附近地區(qū)。顯而易見，這一能源互聯(lián)網(wǎng)是基于工業(yè)思維追求規(guī)模效益的認識，與我們所說的“因地制宜、因需而設、就地取材、就近供能、自下而上、參與互動”的互聯(lián)網(wǎng)思維下的能源互聯(lián)網(wǎng)是完全逆向的思維。
能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
(1)可再生能源作為主要能源廉價供應，并合理聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、利用以數(shù)據(jù)形式存在于信息互聯(lián)網(wǎng)上的信息，其實是非常廉價且可以挖掘的，但是，能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載荷能量，卻只能從自然界中開采。而且還存在著成本高(相比信息而言)等等問題。
所以要滿足互聯(lián)網(wǎng)的特點，要保障精心構(gòu)建的“能源互聯(lián)網(wǎng)”有米下鍋，必須讓它能消化基本“無窮盡”供應的風能、太陽能等。
但由于這些渠道的能量供應有非常強的隨機性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的并入電網(wǎng)，或用其他形式高效利用起來，還是一件很困難的事情，當然這更是環(huán)境保護、節(jié)能減排方面的需要。
(2)支持超大規(guī)模分布式發(fā)電、儲能及其他能源終端的接入平臺
依靠PC、智能移動設備的等個人接入者，在信息互聯(lián)網(wǎng)接入者的數(shù)量上占絕大多數(shù);IT業(yè)者用幾十年時間構(gòu)建了一套由通訊協(xié)議、路由器、交換機、數(shù)據(jù)庫、服務器等等一系列軟硬件設施組成的龐大系統(tǒng)，是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。
能源互聯(lián)網(wǎng)想要達到這樣的運轉(zhuǎn)效率，需要的技術(shù)準備只多不少：比如需要一個極強的信息流處理能力，用來預測和監(jiān)視消費者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應變化;同時它還要指揮相應的能量調(diào)配部門完成上載與下載能源的分流與整合等等。數(shù)據(jù)和習慣都是超大規(guī)模的。
然后，還需要一個極強的能量流處理能力。以智能電網(wǎng)為例，設想中，它需要7*24小時完成功率以億千瓦計的電流變、輸、配調(diào)節(jié)，而且還必須滿足實時的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分布式清潔能源和市場競爭兩個超復雜的變量。
(3)類似互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源共享實現(xiàn)
信息互聯(lián)網(wǎng)的一大魅力就在于它能夠打破地域的限制，因為信息傳輸?shù)拈T檻和成本都相對較低。
但當我們開始依靠現(xiàn)有的技術(shù)輸送能量的時候，損耗問題就相當嚴重了。于是人們不得不考慮手段來降低損耗，這些方法要么單位成本極高(如直接運輸，這個過程本身就要消耗大量的燃料)，要么建設成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術(shù))。
(4)能源的移動互聯(lián)實現(xiàn)
移動互聯(lián)是目前互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個重要趨勢，但是類比到能量上，就完全是另一回事了。
可以便攜的能量轉(zhuǎn)換裝置，要么效率太低(如內(nèi)燃機)，要么太貴且用起來麻煩(如燃氣機)，要么就是我們“喂不飽”(如電機);
儲能問題是老生常談的老大難;無線充電技術(shù)雖然在已經(jīng)能夠給很多小的智能設備充電了，但是大規(guī)模應用上仍然問題多多，最簡單的一問：那么多電磁能量散播到空間里，輻射誰受得了？
電動汽車，它的航程、方便性和可靠性等等，真能和同價位傳統(tǒng)的汽油車一比了么？
能源互聯(lián)網(wǎng)的展望能源互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域能源管理的末端“神經(jīng)元”，它可以通過在分布式發(fā)電設備、儲能設備、用電設備等環(huán)節(jié)部署各類能效監(jiān)測終端、控制器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控等采集控制單元，實現(xiàn)發(fā)電、用電、環(huán)境及安全數(shù)據(jù)的實時采集。
在能源互聯(lián)網(wǎng)的推動下，智能用電將得到普及，電力將實現(xiàn)智能化應用。未來的電力客戶，包括個人客戶、工業(yè)客戶等，與電網(wǎng)的關(guān)系將是互動關(guān)系。一方面，客戶與電網(wǎng)之間的積極互動對提高用電能效非常有幫助，對電網(wǎng)的能效平衡也起到關(guān)鍵的作用。另一方面，客戶的生活方式和生活品質(zhì)將得到改變和提高。隨著智能用電的推廣，手機作為客戶終端也成為智能用電的工具，可以實現(xiàn)能效分析、用電查詢、電費交納、家電控制、與電網(wǎng)互動等功能。隨著以億計客戶的綁定關(guān)注，電力客戶服務端將產(chǎn)生其他附加價值。
“互聯(lián)網(wǎng) 用電=智能用電”。智能用電可實現(xiàn)3個10%：能效水平提升10%;用電降低10%;削峰填谷10%。智能用電是用技術(shù)手段引導客戶消費行為，為客戶提供能效服務，使得客戶合理用能，明顯提升能效管理水平，實現(xiàn)“節(jié)能 智能”。在這種趨勢下，客戶與電網(wǎng)的互動將變成現(xiàn)實，電器智能化使用水平也將得到普及。
未來，“互聯(lián)網(wǎng) 電力服務”會催生新的服務模式，電力服務模式將產(chǎn)生明顯變化，移動互聯(lián)網(wǎng)服務的方式會得到普及，客戶與電網(wǎng)雙向互動將變?yōu)楝F(xiàn)實。隨之而來的是，電網(wǎng)發(fā)展理念將發(fā)生變革，一方面，電能替代和綠色替代這兩個替代將成為能源發(fā)展的主流，電能替代主要是指“以電代煤，以電代油，電從遠方來，來的是清潔電”，綠色替代就是大幅增長的水能、風能、太陽能等清潔能源將替代火電。另一方面，需求側(cè)管理也將更加科學合理，分布式能源并網(wǎng)容量的增多會加大用電客戶與電網(wǎng)之間的互動需求，而智能用電、移動終端等的廣泛應用也將促進電網(wǎng)與用電客戶間的互動，便于電網(wǎng)側(cè)做出合理的調(diào)度判斷，使得用電需求相應更加科學合理。
電力大數(shù)據(jù)
電力是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的實踐。電力大數(shù)據(jù)涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)，是跨單位、跨專業(yè)、跨業(yè)務數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化，電力大數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化構(gòu)成，隨著智能電網(wǎng)建設和物聯(lián)網(wǎng)的應用，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，其數(shù)量將大大超過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力大數(shù)據(jù)的特性滿足大數(shù)據(jù)的五個特性，一是數(shù)據(jù)量大(Volume)、二是處理速度快(Velocity)、三是數(shù)據(jù)類型多(Variety)、四是價值大(Value)、五是精確性高(Veracity)。
電力大數(shù)據(jù)的應用一方面是與宏觀經(jīng)濟、人民生活、社會保障、道路交通等信息融合，促進經(jīng)濟社會發(fā)展;另一方面，是電力行業(yè)或企業(yè)內(nèi)部，跨專業(yè)、跨單位、跨部門的數(shù)據(jù)融合，提升行業(yè)、企業(yè)管理水平和經(jīng)濟效益。
電力大數(shù)據(jù)對電力數(shù)據(jù)進行分析挖掘，得到信息，然后將信息轉(zhuǎn)化為知識，最后通過可視化展現(xiàn)與表達，與人們進行分享。
電力行業(yè)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，催生了像“電力大數(shù)據(jù)”、“能源互聯(lián)網(wǎng)”、“智慧城市”等新興概念。通過使用先進的傳感器、控制設備和軟件應用程序，將電力生產(chǎn)端、電力傳輸端、電力消費端的數(shù)以億計的設備、機器、系統(tǒng)連接起來，形成了“物聯(lián)基礎(chǔ)”。大數(shù)據(jù)分析、機器學習和預測是這種互聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)生命體特征的重要技術(shù)支撐：通過整合運行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等，進行大數(shù)據(jù)分析、負荷預測、發(fā)電預測，打通并優(yōu)化電力生產(chǎn)和電力消費端的運作效率，需求和供應將可以進行隨時的動態(tài)調(diào)整。智能發(fā)電、用電、儲電設備，最終都將接入網(wǎng)絡，借助信息流，形成自我優(yōu)化的良性循環(huán)。
電力大數(shù)據(jù)的三種商業(yè)應用模式
對接智能電網(wǎng)優(yōu)化需求響應也就是通過將能源生產(chǎn)、消費數(shù)據(jù)與內(nèi)部智能設備、客戶信息、電力運行等數(shù)據(jù)結(jié)合，充分挖掘客戶行為特征，提高能源需求預測準確性，發(fā)現(xiàn)電力消費規(guī)律，提升企業(yè)運營效率效益。
對于電網(wǎng)企業(yè)來說，這個模式能夠提高企業(yè)經(jīng)營決策中所需數(shù)據(jù)的廣度與深度，增強對企業(yè)經(jīng)營發(fā)展趨勢的洞察力和前瞻性，有效支撐決策管理。
能源數(shù)據(jù)綜合服務平臺
該模式通過建設一個分析與應用平臺，集成能源供給、消費、相關(guān)技術(shù)的各類數(shù)據(jù)，為包括政府、企業(yè)、學校、居民等不同類型參與方提供大數(shù)據(jù)分析和信息服務。該模式中，電網(wǎng)企業(yè)具有資金、技術(shù)、數(shù)據(jù)資源等方面優(yōu)勢，具備成為綜合服務平臺提供方的條件。
支撐智能化節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)
該模式主要將能源大數(shù)據(jù)、信息通訊與工業(yè)制造技術(shù)結(jié)合，通過對能源供給、消費、移動終端等不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行綜合分析，設計開發(fā)出節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，為用戶提供付費低、能效高的能源使用與生活方式。
以智能家居產(chǎn)品為例，該模式既可為居民用戶提供節(jié)能降費服務以及快捷便利的用戶體驗，也可對能源企業(yè)尤其是電力企業(yè)改善用戶側(cè)需求管理、減少發(fā)電裝機等方面發(fā)揮作用。正在美國走向普及的智能電表也是一例，它具有電量結(jié)算功能，在整個電網(wǎng)范圍內(nèi)標識售電商和用戶，可通過更換芯片更換售電商。該模式中，電網(wǎng)企業(yè)不一定具備產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)勢，但可利用電力數(shù) 據(jù)采集與分析方面的優(yōu)勢，既可通過與設備制造商合作改進用戶需求側(cè)管理，也可通過共同參與研發(fā)并在產(chǎn)品銷售中獲取收益。
小結(jié)
與其說是大數(shù)據(jù)為智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的建設提供的機遇，還不如說是，智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然依賴大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應用。是能源產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展變革必然面對大數(shù)據(jù)的采集、管理和信息處理的挑戰(zhàn)。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅僅是能源產(chǎn)業(yè)某個技術(shù)環(huán)節(jié)所需要的專門性的技術(shù)，而是組成整個能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基石。將全面影響到電網(wǎng)的規(guī)劃、技術(shù)的變革、設備升級、電網(wǎng)改造，以及設計規(guī)范、技術(shù)標準、運行規(guī)程乃至市場營銷政策的統(tǒng)一等方方面面，它支撐的正是整個未來新結(jié)構(gòu)的精細化能量管理的電力。