發(fā)布時(shí)間：2016-11-17 18:43

  本文關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和展望，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２３Ｄｅｃ．１０，２０１５；：／ＤＯＩ１０．７５００ＡＥＰＳ２０１５１１０１；能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和展望；姚建國，高志遠(yuǎn)，楊勝春；（，江蘇省南京市２）中國電力科學(xué)研究院（南京）１；摘要：能源互聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，但有關(guān)其理；論；、含義，其發(fā)展依賴信息通信技術(shù)（商業(yè)模式等８項(xiàng)關(guān)；０引言；能源問題是支撐人類社會可持續(xù)發(fā)展的核心問不論采用；技術(shù)

Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２３Ｄｅｃ．１０，２０１５

：／ＤＯＩ１０．７５００ＡＥＰＳ２０１５１１０１００４

能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和展望

姚建國，高志遠(yuǎn)，楊勝春

（，江蘇省南京市２）中國電力科學(xué)研究院（南京）１０００３

摘要：能源互聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，但有關(guān)其理念、架構(gòu)、技術(shù)、發(fā)展路徑等諸多方面尚無定

論。文中從互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，剖析能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)和特征，辨析其與智能電網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系，梳理其關(guān)鍵支撐技術(shù)，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的可能發(fā)展路徑。指出能源互聯(lián)網(wǎng)有廣義和狹義２種

、含義，其發(fā)展依賴信息通信技術(shù)（商業(yè)模式等８項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制，未來的發(fā)展可以分為同ＩＣＴ）時(shí)并存的自頂向下的廣域全球能源互聯(lián)網(wǎng)和自底向上的局域能源共享網(wǎng)絡(luò)２種發(fā)展模式和路徑。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；能源互聯(lián)網(wǎng)；能源互聯(lián)；信息通信技術(shù)；可再生能源；儲能

０　引言

能源問題是支撐人類社會可持續(xù)發(fā)展的核心問不論采用什么題。然而全球的化石能源是有限的，

技術(shù)，按目前的社會需求和開采強(qiáng)度，百年之內(nèi)全球

１］

。更何況化石能源的分布化石能源就將趨于枯竭［

）。隨著２互聯(lián)網(wǎng)（以下簡稱ＥＩ０１１年美國學(xué)者杰里

［３］

米·里夫金的《第三次工業(yè)革命》一書的出版，相關(guān)研究逐漸開始增多。本文對Ｅ特征、關(guān)Ｉ的理念、

鍵技術(shù)進(jìn)行了辨析，梳理了其發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)差距，分析和展望了中國的ＥＩ未來的發(fā)展路徑。

其使用對環(huán)境也會帶來很大危害�？梢圆⒉痪�，

預(yù)見，化石能源將逐漸不足以支撐人類社會的和諧發(fā)展，進(jìn)入可再生能源時(shí)代是必然的。

對可再生能源，包括水能、風(fēng)能、太陽能、生物能、海洋能、地?zé)崮艿鹊拈_發(fā)和利用，已經(jīng)經(jīng)過了長期的努力，其基本形式是將其轉(zhuǎn)化為電能以供傳輸和使用，但目前不論是對可再生能源的開發(fā)，還是電

２］

，網(wǎng)對其的接納利用都還面臨著許多問題［突出表

１�。牛衫砟詈图軜�(gòu)的再認(rèn)識

ＥＩ隨著可再生能源時(shí)代的到來應(yīng)運(yùn)而生。國

際上對下一代能源網(wǎng)絡(luò)的研究由來已久，近年來ＥＩ更是逐漸成為研究和實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)，出現(xiàn)了眾多的成果比較典型的有美國的未來可再生電能和原型系統(tǒng)，

［４］

，傳輸與管理系統(tǒng)（德國的基于信息通ＦＲＥＥＤＭ）

”信技術(shù)（的智能化能源系統(tǒng)“計(jì)劃及ＩＣＴ）ＥＥｎｅｒ－ｇｙ

５］

，其試點(diǎn)建設(shè)［日本的基于信息互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字電

６］

等。中國各科研院所和企業(yè)也已從多個(gè)方面開網(wǎng)［

］７１４－

，展了相關(guān)研究和實(shí)踐［包括交直流混合主動配１１］

，電網(wǎng)等基礎(chǔ)支撐技術(shù)的研究［能源路由器和電能］１２１３－

，交換器等支撐裝備的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)［北京延慶的

［４］

城市Ｅ等，國家電網(wǎng)公司提出了全球ＥＩ試點(diǎn)１Ｉ戰(zhàn)１］

。目前，略［雖然有關(guān)Ｅ但在Ｉ的研究和實(shí)驗(yàn)眾多，

現(xiàn)在能源開發(fā)的技術(shù)和成本，能源的傳輸，可再生能源本身的隨機(jī)性、間歇性、波動性、反調(diào)峰特征，及其分布地域不均衡性等問題。這些都是目前可再生能源規(guī)�；褂眯枰獞�(yīng)對和解決的問題。

互聯(lián)網(wǎng)的繁榮發(fā)展和深刻影響，既是不爭的事又帶來了很多啟示。在其發(fā)展過程中的一些經(jīng)實(shí)，

驗(yàn)和特征值得借鑒，特別是以下幾點(diǎn)：①大眾參與；重標(biāo)準(zhǔn)、少干預(yù)；依②重機(jī)制、③以平臺服務(wù)為基礎(chǔ)，

托其上的應(yīng)用是無限的；④衍生出眾多的有效商業(yè)模式。如今的互聯(lián)網(wǎng)已成為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

當(dāng)可再生能源開發(fā)與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用深入結(jié)合時(shí)會發(fā)生什么？眾多學(xué)者都看好第三次工業(yè)革命和能源

。收稿日期：２０１５１１０１－－

其理念、架構(gòu)、技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、發(fā)展路徑等方面也出現(xiàn)了分歧眾多、適用范圍各異的情況，需要深入探討。

［］

以互聯(lián)網(wǎng)思維為基礎(chǔ)的ＥＩ原始理念３可以用

圖１來表示，其后的相關(guān)研究大多以此為基礎(chǔ)。其要點(diǎn)在于：①建立能源共享網(wǎng)絡(luò)；②能源以電能為基本形式，允許多種能源形式的互聯(lián)互通和綜合應(yīng)用（；基于電動汽車的智能交通就是一個(gè)典型應(yīng)用）③海量用戶接入該網(wǎng)絡(luò)；④每個(gè)用戶／應(yīng)用都是該網(wǎng)

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９

（）２０１５，３９２３·信息能源系統(tǒng)·

絡(luò)的參與建設(shè)者，即同時(shí)具有能源消費(fèi)者、儲存者、提供者三重角色；存在類⑤在能源共享平臺基礎(chǔ)上，似互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)機(jī)制，允許用戶之間以及用戶與平臺之間進(jìn)行靈活的能量交易；⑥該網(wǎng)絡(luò)以分布式能源的利用和發(fā)展為目標(biāo)。其發(fā)展思路是始于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，建立能源共享平臺，從而調(diào)動大眾參與，最終最大限度地開發(fā)利用可再生／清潔能源

。

球）這是由全球資源稟賦ＥＩ和局域ＥＩ的有機(jī)結(jié)合，和電能的物理屬性所決定的；ＥＩ更②在廣域?qū)用妫嗟乇憩F(xiàn)為互聯(lián)能源網(wǎng)絡(luò)（特別是廣域智能電網(wǎng)）的特點(diǎn)，以電能為基本形式，電力、天然氣、氫氣等多種起到了廣域范圍的基礎(chǔ)能源保能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，

障、能源高效傳輸、資源優(yōu)化互補(bǔ)配置的作用；③局域的Ｅ運(yùn)行機(jī)制分布自治，物理上以Ｉ應(yīng)大眾參與，就地平衡為主，商業(yè)模式采用互聯(lián)網(wǎng)式（可以是廣；各類能源用戶，各類用戶側(cè)熱域）④在終端應(yīng)用層，（冷）網(wǎng)、氣網(wǎng)、電網(wǎng)等能源網(wǎng)絡(luò)，交通、礦山等能源應(yīng)用都是ＥＩ的重要組成部分

。

圖１�。牛傻脑祭砟睿疲椋薄。希颍椋椋睿幔欤悖铮睿悖澹簦铮妫牛睿澹颍桑睿簦澹颍睿澹簟　　。纾纾穑纾�

然而，這種以互聯(lián)網(wǎng)方式大眾開發(fā)、利用分布式能源的方式，對人類進(jìn)入可再生能源時(shí)代有多大貢到２獻(xiàn)？據(jù)估計(jì)，０５０年全球分布式能源年發(fā)電量也，約占全球總發(fā)電量的１僅合標(biāo)準(zhǔn)煤３５億ｔ５％和一

［］

次能源消費(fèi)的１１．５％１。而可再生能源資源特別

豐富的地區(qū)往往地廣人稀、規(guī)模集中�？梢姡谙喈�(dāng)分布式可再生能源的開發(fā)不能成為能源長時(shí)期內(nèi)，利用的主要形式。

同時(shí)，電能是ＥＩ中多種能源和應(yīng)用關(guān)聯(lián)的基本因此它必然受到電能物理屬性的約束：能源形式，

即電能的傳輸是有損耗的，特定的電壓①空間約束，

等級有合適的經(jīng)濟(jì)傳輸距離和容量匹配關(guān)系；②時(shí)間約束，即電能的利用是瞬時(shí)（實(shí)時(shí)）平衡的（供用電；相等）精確）溯源性，即無法精確區(qū)分所消費(fèi)③無（的電能具體由哪個(gè)電源點(diǎn)提供。這些物理屬性限制了分布式能源實(shí)現(xiàn)共享的地理范圍（單個(gè)用戶的容，量并不大）而即使用戶在廣域內(nèi)依托某種商業(yè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了名義上的能源共享，其實(shí)質(zhì)還是以就地平衡為主�？梢姡植际侥茉吹拈_發(fā)和利用在局域范圍內(nèi)最經(jīng)濟(jì)。

因此，通過分布式能源利用實(shí)現(xiàn)ＥＩ從而解決能同時(shí)考慮到社源問題有其局限性�；谝陨戏治�，

包括電力系統(tǒng)）的漸進(jìn)式發(fā)展、智會能源支撐系統(tǒng)（

能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、分布式可再生能源的利用前景等因素，剖析得出ＥＩ的體系架構(gòu)和關(guān)鍵支撐技術(shù)如圖２所示。

圖２中架構(gòu)特點(diǎn)在于：乃至全Ｉ應(yīng)是廣域（①Ｅ１０

綜合以上分析，認(rèn)為廣義的ＥＩ理念是包含廣域和局域?qū)用娴耐暾哪茉淳W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在廣域范圍主要表現(xiàn)為互聯(lián)能源網(wǎng)絡(luò)（主干是電網(wǎng)）的特征，在局域則主要表現(xiàn)為能源共享網(wǎng)絡(luò)的特征。狹義的ＥＩ理念則主要是指按照互聯(lián)網(wǎng)機(jī)制運(yùn)轉(zhuǎn)的能源共享網(wǎng)絡(luò)。從當(dāng)前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件看，狹義的ＥＩ還只能在局域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的變化，它電壓等級也會有所所覆蓋的空間范圍將有所擴(kuò)大，提高。

圖２　ＥＩ體系架構(gòu)及關(guān)鍵支撐技術(shù)

Ｆｉ．２�。粒颍悖瑁椋簦澹悖簦酰颍澹幔睿洌耄澹螅酰铮颍簦椋睿簦澹悖瑁睿铮欤铮椋澹蟆　。纾穑穑纾纭　�

ｏｆＥｎｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔｓｓｔｅｍ　�。纾�

２　ＥＩ與智能電網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系

當(dāng)前國內(nèi)外電力工業(yè)普遍在開展智能電網(wǎng)研究和建設(shè)，明確ＥＩ與智能電網(wǎng)的區(qū)別和聯(lián)系有著重要意義。

從內(nèi)容特征來看，兩者確實(shí)聯(lián)系緊密。例如：考

１５］１６］

、、察智能電網(wǎng)的本質(zhì)動因［發(fā)展機(jī)理［中國堅(jiān)強(qiáng)

智能電網(wǎng)的五大內(nèi)涵，即堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔

姚建國，等　能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和展望

環(huán)保、透明開放、友好互動等，ＥＩ可以說也都具備，只是Ｅ所以許多研究認(rèn)為智能電Ｉ有更多其他特征，

［］

網(wǎng)的未來發(fā)展就是Ｅ或者ＥＩ８，Ｉ是智能電網(wǎng)

［］

２．０９。

很大差距。

）包括支撐其實(shí)現(xiàn)的其他關(guān)２ＩＣＴ。ＥＩ的實(shí)現(xiàn)，鍵技術(shù)本身的應(yīng)用都離不開Ｉ文獻(xiàn)［等ＣＴ支撐，１７］已進(jìn)行了深入研究，可以說目前ＩＣＴ總體上是先進(jìn)的，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就是明證，但其在ＥＩ中的應(yīng)用還面臨著許多特殊需求。目前的主要工作在于支撐能源共享平臺的建立、對各類能源共享業(yè)務(wù)的支撐、適應(yīng)Ｅ云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的深Ｉ發(fā)展的多網(wǎng)融合通信、入應(yīng)用。

）電力電子技術(shù)。固態(tài)變壓器是目前多個(gè)Ｅ３Ｉ

１２］

，原型系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)焦點(diǎn)［從目前看ＥＩ各級

１８］

。目節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)都離不開電力電子技術(shù)的支撐［

筆者認(rèn)為從ＥＩ的廣義理念來看，ＥＩ在廣域范，圍內(nèi)就是智能電網(wǎng)，就是全球Ｅ特高壓和智能電Ｉ網(wǎng)是ＥＩ存在和運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。但是從ＥＩ在局域表現(xiàn)的能源共享網(wǎng)絡(luò)特征來看，智能電網(wǎng)在很多方面只表現(xiàn)為傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級，而沒有將多種能源互聯(lián)和利用作為其突出特征。除了能源形式、實(shí)體范圍、組網(wǎng)方式

［７］

這些外在的不同，其最大的區(qū)別在于所面

對的場景不同。

）局域Ｅ多１Ｉ所面對的是可再生能源普遍開發(fā)，

種能源互相轉(zhuǎn)化，海量用戶節(jié)點(diǎn)同時(shí)參與能源提供、儲存和使用的場景，而智能電網(wǎng)則立足于以化石能源為主，逐步向可再生能源時(shí)代轉(zhuǎn)化的目前場景。）局域Ｅ智２Ｉ強(qiáng)調(diào)的是分布式開發(fā)可再生能源，能電網(wǎng)則沒有強(qiáng)調(diào)這一特征，并且在實(shí)踐中更多的是解決集中式開發(fā)所帶來的各種問題。

（沒有智能電網(wǎng)，狹義Ｅ局域能源共享網(wǎng)絡(luò)）絕Ｉ

大多數(shù)情況都不能保持自我平衡（可再生能源未必，并且有波動性等特征）難以全面支撐當(dāng)?shù)亟?jīng)足夠，

濟(jì)社會的發(fā)展。同時(shí)局域能源共享網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也將給智能電網(wǎng)帶來深刻影響：一方面，保障一個(gè)局域能源共享網(wǎng)絡(luò)的平衡不難，但在多時(shí)空尺度保障海量局域能源共享網(wǎng)絡(luò)的平衡則給智能電網(wǎng)帶來了新的

另一方面，電網(wǎng)本身的特征也因?yàn)楸姸嗑钟蚰芴魬?zhàn)；

源共享網(wǎng)絡(luò)而逐步發(fā)生改變，如多種能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、大規(guī)模電動汽車充放電、分布式能源滲透率由量變到質(zhì)變的提高等。

前的主要差距在于新型半導(dǎo)體功率器件的實(shí)用化、

以電力電子變壓器為核心的能源路由器的實(shí)用化、支撐Ｅ高電Ｉ中終端節(jié)點(diǎn)綜合能源及儲能系統(tǒng)應(yīng)用、壓大容量電力電子裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

）可再生能源技術(shù)。包括采集、并網(wǎng)、輸送技４術(shù)，以及多種形式能源的協(xié)調(diào)和利用。目前的主要差距在于個(gè)體分散化的可再生能源開發(fā)、可靠和低成本的個(gè)體化綜合能源利用、電網(wǎng)對大規(guī)模分散式開發(fā)的可再生能源的并網(wǎng)接納及其可能引起的問題的應(yīng)對。

）儲能技術(shù)。利用其對功率和能量的時(shí)間遷移５

能力以應(yīng)對電能利用的時(shí)間約束特性和可再生能源

］１９２０－

。目前各種方案普遍受限于技術(shù)水的波動性［

平、經(jīng)濟(jì)成本、應(yīng)用規(guī)模及使用壽命、實(shí)施便利性等

［２１］

因素。部分新技術(shù)，如“電轉(zhuǎn)氣”或以冷和熱的方式儲能，其實(shí)際效能還需大幅提升。

）標(biāo)準(zhǔn)化即插即用接口技術(shù)。這是未來海量終６端能源節(jié)點(diǎn)的必然要求，特別是對于分布式能源的大眾化開發(fā)。由于ＥＩ本身還只是處于理論研究和少量的實(shí)驗(yàn)室原型系統(tǒng)開發(fā)驗(yàn)證階段，標(biāo)準(zhǔn)化工作還處于起步階段。

）控制和調(diào)度技術(shù)。怎樣保持未來Ｅ７Ｉ的安全穩(wěn)定和精確平衡是一個(gè)挑戰(zhàn)，海量節(jié)點(diǎn)、更多儲能系統(tǒng)的加入、分散平等的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式?jīng)Q定了控制和

２２］

，調(diào)度技術(shù)必然發(fā)生巨大的變化［目前來看，分布

式智能控制、多智能體控制、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等理論都是可

３�。牛芍械年P(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制

就廣域（全球）特高壓和智能電網(wǎng)的持ＥＩ而言，續(xù)發(fā)展已為其奠定了重要技術(shù)基礎(chǔ)，然而要建成全

，球Ｅ則面臨一系列重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，可謂任Ｉ重道遠(yuǎn)。局域能源共享網(wǎng)絡(luò)所面臨的許多新的技術(shù)問題則更為具體。綜合分析后得出圖２所示的支撐未來ＥＩ發(fā)展的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制如下。

）能源轉(zhuǎn)化和綜合利用技術(shù)。建立以電能為基１實(shí)現(xiàn)多種本形式的多種能源融合傳輸和供給渠道，能源相互間的轉(zhuǎn)化和綜合應(yīng)用，不論是對于ＥＩ廣域?qū)�、局域�(qū)舆�是終端應(yīng)用層都具有重要意義。目前這方面的研究總體還比較初步，典型的如電網(wǎng)和天

７］２１］

、、然氣網(wǎng)的融合［電轉(zhuǎn)氣［冷熱電三聯(lián)供、用戶端

考慮的支撐理論。即插即用、分布自治、集中協(xié)調(diào)必

然成為ＥＩ的主要控制方式。）互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)機(jī)制�；ヂ�(lián)網(wǎng)商業(yè)機(jī)制是能源共８

享網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，調(diào)動大眾參與開發(fā)可再生能源的關(guān)鍵。這些機(jī)制在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛驗(yàn)證，從Ｉ目前的主要差ＣＴ支撐角度考慮沒有問題，距在于適應(yīng)電能利用特性的機(jī)制設(shè)計(jì)、相關(guān)政策和管理制度的調(diào)整等。

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綜合能效系統(tǒng)等，在體系性和實(shí)用性等方面都還有

（）２０１５，３９２３·信息能源系統(tǒng)·

其他還有很多相關(guān)的重要技術(shù)，如超導(dǎo)技術(shù)、需

求響應(yīng)技術(shù)、微網(wǎng)和主動配電網(wǎng)技術(shù)等。由于目前Ｅ僅有部分原Ｉ研究還處于起步階段，型系統(tǒng)，許多問題還沒有充分暴露。以能源路由器它是仿照互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的最直接結(jié)果，目前為例，

被賦予了能源普遍認(rèn)為是ＥＩ的關(guān)鍵甚至核心設(shè)備，轉(zhuǎn)化、變壓、交直流轉(zhuǎn)換、控制電能傳送路徑、控制電

甚至自動化地互聯(lián)實(shí)現(xiàn)電能供需平衡的功能質(zhì)量，

能。其實(shí)上述功能目前電網(wǎng)中都有，只是由分散各

處的不同設(shè)備和系統(tǒng)協(xié)作完成。能否基于電力電子或其他技術(shù)）采用若干個(gè)能源路由器就可實(shí)現(xiàn)技術(shù)（

以上功能，甚至把電能或其他能源像信息一樣自動路由實(shí)現(xiàn)供需平衡，支撐復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)機(jī)制？筆者認(rèn)為可以大膽嘗試，但必須要考慮到電能與信息的本質(zhì)不同，避免照搬和走彎路。畢竟除了時(shí)間和空間約束，電能并不像信息那樣可以任意分包、邊界清楚、重復(fù)使用，也就決定了它難以實(shí)現(xiàn)精確的溯源性。同時(shí)還要考慮到電力電子等技術(shù)的實(shí)際成熟程度。

開發(fā)。

對于技術(shù)問題，在其他各類支撐技術(shù)的基礎(chǔ)上，當(dāng)前Ｉ能源轉(zhuǎn)化和綜ＣＴ是領(lǐng)先和起到促進(jìn)作用的；合利用技術(shù)、電力電子技術(shù)、可再生能源技術(shù)、儲能

，技術(shù)則成為Ｅ硬條件”當(dāng)前它們都Ｉ實(shí)現(xiàn)和發(fā)展的“不同程度地存在瓶頸；分布式智能調(diào)度與控制、互聯(lián)

“，網(wǎng)商業(yè)機(jī)制、即插即用”標(biāo)準(zhǔn)化則成為“軟條件”它）特別是４個(gè)“硬條件”的支撐。因們需要各類技術(shù)（

此核心問題在于：未來儲能、電力電子等技術(shù)能否有所突破并走向?qū)嵱茫荒芊裾业礁咝�、廉價(jià)而又便于實(shí)施的可再生能源開發(fā)技術(shù)；并最終促進(jìn)３個(gè)“軟條件”的成熟。當(dāng)然作為以上技術(shù)綜合應(yīng)用的ＥＩ原型系統(tǒng)開發(fā)和實(shí)驗(yàn)是否成功也很重要。

］從文獻(xiàn)［來看，其第１部分標(biāo)題就是“即將爆３

，發(fā)的第三次工業(yè)革命”可見從里夫金的觀點(diǎn)來看，目前以ＥＩ為核心特征的第三次工業(yè)革命還未開始或者剛剛開始。

綜合以上分析和文獻(xiàn)［中的規(guī)劃，筆者認(rèn)為１］

２０２０年以前，ＥＩ在廣域上將逐步形成全球電網(wǎng)廣域

而局域的“能源共享網(wǎng)絡(luò)”只會在很小互聯(lián)的共識，

的局域范圍內(nèi)和１因其容０ｋＶ以下電壓等級出現(xiàn)，量小，對電網(wǎng)平衡的影響可以忽略，但為后續(xù)發(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)，為Ｅ軟條件的成熟奠定了基Ｉ發(fā)展的硬、礎(chǔ)；跨２０２０—２０４０年，ＥＩ在廣域上將逐步沿著跨國、

全球大型能源基地得以建設(shè)，而局洲互聯(lián)方向推進(jìn)，

域出現(xiàn)規(guī)�；哪茉垂蚕砭W(wǎng)絡(luò)的可能性很大，其數(shù)量上也比較成規(guī)模，具體的局域范圍、電壓等級則取決于當(dāng)時(shí)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，特別是４個(gè)硬條件的成熟程度；全球?qū)⒅鸩叫纬蓮V域互聯(lián)２０４０—２０５０年，

，的Ｅ其下聯(lián)結(jié)著若干分布全球的大型能源基地和Ｉ，含多種能源形式）并在海量的局域能源共享網(wǎng)絡(luò)（

經(jīng)濟(jì)社會中實(shí)現(xiàn)普遍的電能替代和清潔替代。４．２　可能的商業(yè)機(jī)制

網(wǎng)絡(luò)只是起到一個(gè)平臺作用，商業(yè)機(jī)制才是互聯(lián)網(wǎng)成功的關(guān)鍵。同樣，合理的商業(yè)機(jī)制直接關(guān)系到用戶參與Ｅ對于ＥＩ建設(shè)的積極性，Ｉ的發(fā)展至關(guān)重要。

２３］

電力體制改革９號文［的發(fā)布，標(biāo)志著在用戶側(cè)引入競爭、進(jìn)行市場化管理的發(fā)展趨勢，對于ＥＩ

４�。牛傻陌l(fā)展可能性及其發(fā)展路徑

４．１　基本判斷

人類社會將進(jìn)入可再生能源時(shí)代，這一點(diǎn)沒有能源共享網(wǎng)疑義。但在可再生能源時(shí)代，ＥＩ中的“

］絡(luò)”是否會如文獻(xiàn)［中所述一樣走向現(xiàn)實(shí)？核心問３題在于：即可再生能源是大規(guī)模集中開①場景問題，

發(fā)，還是由海量用戶分散開發(fā)利用；大②技術(shù)問題，規(guī)模集中開發(fā)并遠(yuǎn)程輸送已由特高壓和智能電網(wǎng)在廣域內(nèi)實(shí)現(xiàn)并正在完善提升，而局域分散式開發(fā)的ＥＩ則受限于部分關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)制。

對于場景問題，由于自然、地理和社會條件的限制，分散式和集中式大規(guī)模開發(fā)應(yīng)長期并存。對于兩類場景的多寡，除了技術(shù)條件，還需要具體分析。例如：水能和海洋能開發(fā)，應(yīng)該普遍以集中開發(fā)為主；光伏開發(fā)，看似是最有希望實(shí)現(xiàn)分布式開發(fā)的能源，理論上，太陽抵達(dá)地球的輻射能量約為／，每年相當(dāng)于１１７３０００ＴＷｓ７０００００億ｔ燃煤放　　　

［］

出的熱量，約為世界年耗能的１風(fēng)能則００００倍２；　有很大的分布式開發(fā)前景，作為太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，據(jù)估計(jì)全球風(fēng)能總量約２其中可開７４０ＴＷ，　

［］

其他如生物質(zhì)能、地?zé)崮艿劝l(fā)的風(fēng)能約２０ＴＷ２；

的發(fā)展具有重要意義。同時(shí)也需要看到，目前影響

用戶投入和收益的政策、經(jīng)濟(jì)形勢、技術(shù)發(fā)展等不確定因素太多，這里面有很多商業(yè)機(jī)遇，也有很多陷阱。建立能源共享平臺的商業(yè)機(jī)制，還有許多問題需要研究，特別是政策、市場管理措施、參與方角色、投入和收益分配、結(jié)算方式等方面。

進(jìn)而以需求響應(yīng)為特也都有可能實(shí)現(xiàn)分布式開發(fā)；

征的用戶綜合能效系統(tǒng)也很有希望得到普遍應(yīng)

１０］

。然而，用［很多偏遠(yuǎn)地區(qū)用能需求很小，但恰恰

適合目前的集中式又是可再生能源集中的地方，１２

姚建國，等　能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和展望

４．３　可能的發(fā)展路徑

但其具體實(shí)現(xiàn)還依賴ＥＩ的發(fā)展前景非常廣闊，

它需于許多技術(shù)和其他條件。特別是在發(fā)展初期，要合適的發(fā)展平臺，需要合適的切入點(diǎn)以走進(jìn)實(shí)際

應(yīng)該是各種技術(shù)和機(jī)應(yīng)用。未來實(shí)際的能源系統(tǒng)，淘汰、演變形成的。制經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)、

在各項(xiàng)支撐技術(shù)順利進(jìn)展的情況下，ＥＩ可能的

發(fā)展路徑如圖３所示。其具體形態(tài)，則取決于各地不同的資源特點(diǎn)和當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展情況

。

那不僅僅是一種技術(shù)ＥＩ如果真正地得到實(shí)現(xiàn)，

創(chuàng)新，更重要的是一種面向清潔、可再生能源而重構(gòu)的能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、傳輸、儲存、消費(fèi)、管理模式。／／附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版（ｈｔｔｗｗｗ．ａｅｓｉｎｆｏ．ｐ：ｐ－

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圖３�。牛煽赡艿陌l(fā)展路徑

Ｆｉ．３�。校铮螅螅椋猓欤澹洌澹觯澹欤铮恚澹睿簦幔簦瑁铮妫牛睿澹颍桑睿簦澹颍睿澹簟　　　。纾穑穑纾�

５　結(jié)語

ＥＩ的建設(shè)是改變整個(gè)社會能源結(jié)構(gòu)的重要舉措。正如１只是由４臺機(jī)器９６９年互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之初，組成ＡＲ但不到５今天的互ＰＡＮＥＴ小網(wǎng)，０年時(shí)間，，聯(lián)網(wǎng)已全面改變了世界。出于國內(nèi)能源形勢的需要，也為了在該領(lǐng)域獲得先發(fā)優(yōu)勢，提前部署有關(guān)ＥＩ的研究和試點(diǎn)布局很有必要。

基于前文的分析，可以認(rèn)為ＥＩ是全球ＥＩ和局域能源共享網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合，二者相輔相成。研究和建設(shè)ＥＩ需要考慮以下幾個(gè)方面。

）全球化頂層布局，在中國已經(jīng)取得的特高壓、１智能電網(wǎng)建設(shè)成果基礎(chǔ)上，以全球Ｅ著眼Ｉ為抓手，于全球能源大局，做好頂層設(shè)計(jì)并推進(jìn)。）信息通信研究先行，優(yōu)先建立局域能源共享２平臺。

）硬件基礎(chǔ)是關(guān)鍵，通過對各項(xiàng)關(guān)鍵支撐技術(shù)３的基礎(chǔ)性研究打好基礎(chǔ)。）軟件條件要跟上，其中引入互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展精髓４的商業(yè)模式設(shè)計(jì)是ＥＩ的靈魂。）以微網(wǎng)／主動配電網(wǎng)研究為試點(diǎn)，建立局域能５源共享網(wǎng)絡(luò)，依從自然發(fā)展規(guī)律，逐漸增多接入電網(wǎng)的局域ＥＩ數(shù)量。

：／／ｈｔｔｗｗｗ．ａｅｓｉｎｆｏ．ｃｏｍ１ｐｐ３－

　

　

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