全球能源互联网：实现能源交互互联最佳方式

当今社会，从各行各业的生产发展到居民基本的生活，都离不开电力。能源被认为是提供电力能量的来源，包括化石能源、核能、风能、水能、光能等。19世纪电的发现和利用，直接推动了第二次工业革命，推动了人类文明近百年的发展，同时也导致化石能源的急速消耗和能源需求规模的不断增加。全球能源供需矛盾和环境压力是促使人们研发更广泛的清洁能源形式、更便捷的能源控制方式和更高效的能源使用方法的直接推动力。第三次工业革命中提出的融合互联网和可再生能源技术构建新型能源供需架构的思路开启了能源互联网相关技术研究的大门。针对能源供应相对短缺、能源利用效率不高及能源需求量持续增加的现状，各研究团体根据自身需求和已有条件开展了大量原创性工作，从不同角度诠释了他们对能源互联网的理解，形成了该领域多源并进的局势。

发掘更多能源形式和提高能源利用率成了缓解当前能源供需矛盾的有效办法。可再生能源在一定程度上缓解了能源供给的紧张局面，但实现与已有能源系统的有机融合存在诸多问题，当前的能源体系面临着新一轮变革。借鉴信息领域的互联网理念、方法与技术等成果，能够保证从能源生产、传输到消费全过程的开放对等、便捷接入、智慧用能的能源互联网成了重要发展方向。国家电网公司董事长、党组书记刘振亚提出了全球能源互联网的构想，推动以清洁和绿色的方式满足全球电力需求。

融合“互联网+”技术的能源互联网并不仅仅是智能电网的简单升级。智能电网是基于物理电网，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动的特征，涉及电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度环节，目的在于实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网，是对传统电网的升级与改造，强调优化的电能配送。能源互联网是新型电子控制技术、信息技术、分布式能源生产、可再生能源利用技术和储能技术的有机结合，强调可再生能源的利用和能源单元的自由接入。智能电网可以认为是以电力为能源形式的能源互联网的发展雏形，在目标规划、实现模式和优化策略等方面为能源互联网建设提供了良好的借鉴。具体地说，它们之间具有五个明显的共同特点：

1）自愈性

指无需或仅需少量人为干预存在危险或具有潜在危险隔离的器件，针对出现的故障，能快速自愈，使系统恢复正常运行。

2）安全性

物理系统和信息系统遭到外部攻击时，能有效抵御由此造成的伤害以及对其他邻域形成的影响。

3）高效性

采用IT、监控技术等来优化设备和资源的使用效益，合理规划，整体上实现网络运行和扩容的优化。

4）经济性

与消费市场实现无缝衔接，利用市场设计提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平。

5）集成性

监视、控制、维护、能量管理、配送管理、市场运营等模块和其他信息系统之间的有机融合，完善业务运行。

相对地，智能电网、能源互联网在基础设施建设、技术方案设计、服务对象规划等方面也具有各自特点。能源互联网在以下方面较智能电网有更高的要求，对信息技术提出了更多的挑战：(www.xing528.com)

1）能源生产来源

能源互联网强调分布式可再生能源的应用和能源的个性化利用；智能电网仅强调电力资源的高效利用，侧重基于能源消费的电力优化供应。

2）主体接入方式

能源互联网强调生产、储能、消费装置的“即插即用”；智能电网重点在于对传统电网的继承与改造，多采用用户被动接入、集中控制的方式。

3）优化和控制方式

能源互联网支持多种控制方式，运行拓扑不再局限于特定结构，决策单元摆脱中心控制节点限制，实现自主能源调配；智能电网强调骨干电网的构建和优化，较少关注用户自主贡献。

4）优化配置范围

能源互联网可以实现多种能源的优化调配和针对性管理，综合调配可获得联合收益；智能电网仅支持电力能源，对能源互联网建设有借鉴作用。

5）催生的业务类型

能源互联网支持分布式能源供应，广布的自能源或微电站成为能源网络主体，势必催生新的能源供给商业模式；智能电网目前还偏重于分布式能源生产主体的被动接入，运营模式相对单一。

总之，能源互联网采用互联网理念、方法和技术，旨在构建能源—信息融合的基础设施体系，实现能源、信息网络的革新，更好地满足上层服务的需求。它以具有优越传输能力的电力资源为对象，智能电网的成果提供了信息化和智能化的基础，为能源互联网提供能源和信息技术融合的平台，能源互联网前瞻探究有利于明确智能电网的未来发展方向。智能电网和能源互联网在较长的时间内将相辅相成，坚强的骨干电网、智能变电站、分布式能源、微网等研究成果将极大地支撑能源互联网发展。

能源互联网发展的核心目的是利用互联网及其他前沿信息技术，促进以电力系统为核心的大能源网络内部设备的信息交互，实现能源生产与消耗的实时平衡。为了实现大规模可再生能源的稳定利用，海量分布式设备的广域协调和即插即用，将是能源互联网的关键技术。电动汽车作为电气化交通系统的核心，可以同时充当储能设备以平抑可再生能源波动，将在能源互联网中发挥重要作用。随着页岩气开采技术的进步和电转气技术的出现，电力网络与天然气网络之间的能量流动将由单向变为双向；通过电力与天然气网络的融合，有望真正实现可再生能源的大规模存储。能源互联网内各种物理设备的协调与交互需要强大信息网络的支撑。前沿信息技术的引入，尤其是与互联网等开放网络的连接，将给能源互联网的安全性带来巨大挑战。信息物理系统的统一建模和信息物理安全性将是能源互联网研究的核心内容和难点之一。