能源互聯網的研究現狀及其在貴州電網的發展(一)：現狀分析

談竹奎，程樂峰，李正佳，高華

（1.貴州電網有限責任公司電力科學研究院，貴州 貴陽 550003；2.蘇州華天國科電力科技有限公司，江蘇 蘇州 215000；3.貴州電網有限責任公司電網規劃研究中心，貴州 貴陽 550003）

0 引言

近十幾年來，隨著全球化石能源資源（如：煤炭、石油、天然氣等）的大規模開發和利用以及能源結構的不斷轉型和調整，給這些不可再生能源資源的使用帶來了極大挑戰，同時由此引起的環境問題也變得日益嚴重，人類嚴重依賴于能源的發展和生存方式正面臨著嚴峻考驗。在此背景下，這將迫使人類社會迅速過渡到一個全新的能源體制和工業發展模式。

據統計[1]，自從20世紀60年代，石油首次超過煤炭成為世界第一大能源，并在1973年占比達到峰值，而在經歷了20世紀七八十年代兩次全球石油危機之后，石油的比重逐漸下降，天然氣的比重反而不斷攀升，煤炭的比重則有所回升。據文獻[1]和[2]研究統計，對于煤炭、石油和天然氣三大化石能源而言，它們分別為8915億噸、2382億噸和186萬億立方米的探明可采儲量（數據截止到2013年），折合標準煤共計1.2萬億噸，這其中煤炭占52.0%、石油占27.8%、天然氣占20.2%，且它們將分別可開采113年、53年和55年（依據目前世界的平均開采強度計算）。常規化石能源不僅資源量十分有限，而且發展還很不平衡。對比之下，全球水能、風能、太陽能、生物質能等清潔能源資源則非常豐富。這里提到的清潔能源主要包括：水能、風能、太陽能、核能、海洋能、生物能等，其資源豐富，開發潛力巨大，對于緩解全球能源危機將發揮重要的作用。人類對于清潔、綠色、可再生能源資源的開發技術正不斷成熟，而其中相關核心技術的突破將大幅提升全球經濟的發展水平和速度，因此，可以預見的是，緩解未來全球能源危機的關鍵之道就是大力開發分布式可再生新能源。

面對全球能源發展危機，2011年美國著名學者杰里米·里夫金在其著作《The Third Industrial Revolution》[3]中首次提到了“能源互聯網”的理念，其認為能源互聯網是以能源技術和信息技術深度結合的一種新的能源利用體系（new energy utilization system），在未來可實現分布式可再生能源的大規模接入和共享[4-5]。此外，里夫金認為能源互聯網作為一種新的能源利用體系將成為第三次工業革命（The third industrial evolution）發展的核心技術，這種核心技術將以信息通信技術（ICT）和分布式可再生能源技術為主要特征，從而引領第三次工業革命走向成功，并給人類社會帶來極其深遠的影響。這種影響伴隨著能源互聯網技術的發展將從根本上改變人們生活和工作的方方面面。貴州省地處我國西南腹地，各類分布式可再生能源資源都較為豐富，基于所建設的全國首個國家級大數據綜合試驗區發展能源互聯網將具有很大的潛力。

基于此，本文作為姊妹篇中的第一篇，對能源互聯網及其在貴州電網的發展現狀進行了深入研究，包括對能源互聯網構想、政策、理論、關鍵技術、相關項目建設等。本文以能源互聯網為背景，通過對其研究現狀的分析指明其在貴州電網發展的可行性，為姊妹篇中的下一篇關于能源互聯網在貴州電網發展的前瞻性分析奠定堅實研究基礎。

1 能源互聯網的發展現狀分析

1.1 能源發展歷程

世界的工業發展依次經歷了工業1.0（機械化）、工業2.0（電氣化）和工業3.0（信息化），再到如今的工業1.0（網絡化），未來將進入工業5.0時代，即平行化[6]。在現今的工業4.0時代中，信息系統和物理系統之間高度融合，形成了具有代表性的信息-物理融合系統（cyber-physical systems），即CPS。未來將進入工業5.0，即平行化時代，信息系統與物理系統的融合程度將進一步加深，此時人與社會因素也需要納入進來，形成具有代表性的信息-物理-社會融合系統（cyber-physical-social systems），即 CPSS。從CPS到CPSS，人類經工業4.0時代進入到全新的工業5.0時代，虛擬的人工平行系統將作為主要核心設備出現，引領工業運行模式進入平行化時代。能源系統的發展歷程與工業技術的發展緊密結合，伴隨著工業系統從工業1.0進入到如今的工業5.0，能源系統也從最初的能源1.0時代進入到了如今的能源4.0時代。為此，文獻[6]進一步對世界能源體系的發展做了較為全面的概括。

世界能源體系從最開始的能源1.0時代、能源2.0時代、能源3.0時代發展進入到如今的能源4.0時代，未來將進入到能源5.0時代，其中[6]：能源1.0是自然能源階段；能源2.0時代，在工業1.0技術的推動下，蒸汽機將化石能源轉化為熱能和機械能，這是該時代的主要標志；能源3.0時代是電氣化時代；能源4.0時代則是如今的能源互聯網時代，這是由于大量的分布式電源（distributed generation, DG）、可再生能源資源和電動汽車（electric vehicle, EV）接入能源系統中來，使得能源3.0時代在互聯網技術的進一步驅動下進入到了能源4.0時代，即能源互聯網時代。在能源互聯網時代的基礎上，以工業4.0和工業5.0核心技術為驅動，并借助于“互聯網+”技術發展，能源5.0時代將是一個平行能源時代，此時平行理論與平行技術得到了大量應用，能源系統將不再是各自孤立的，而是平行化的、虛實互動平行運行的。

由此可見，能源系統的發展歷程是以工業技術的發展作為驅動的。如今全球能源系統結構正經歷深刻變革，大規模化石能源的開發和利用對環境造成了嚴重危害。如何利用工業技術開發綠色、清潔、可再生的分布式能源資源將成為能源互聯網時代（即能源4.0時代）的核心命題。借助于分布式可再生能源技術和互聯網技術，并結合智能電網技術，發展和構建能源互聯網（甚至全球能源互聯網）將是能源4.0的核心要義。

能源互聯網的發展進程中，在其最初構想中認為能源系統發展的最高優選方案應該是全球能源互聯網戰略[7]，這個構想是由巴克敏斯特·福樂在20世紀70年代提出的；在這之后，彼得·邁森創立了全球能源網絡學會，推動了電力傳輸網絡連接以及可再生能源的使用[7]。這些愿景為能源互聯網的發展提供了初步設想。2004年，美國《經濟學人》雜志發表了題為“Building the Energy Internet”的文章[8]，認為未來電網應該是可實現分布式電源和儲能設備大規模接入的數字電網[9]，這引起了國內外學者的廣泛關注，可看作是能源互聯網發展的開端。2008年，美國國家科學基金資助了FREEDM項目[10]，歷時5～10年，該項目成立了位于美國北卡州立大學的FREEDM研究中心，并提出了可實現大規模分布式電源（DG）接入和即插即用（plug-and-play）的能源互聯網建設方案。

同年，提出了“E-Energy”項目計劃，并根據該計劃最終實施了 6個能源互聯網示范項目[9]。德國“E-Energy ”項目的特點是[9]信息通信技術（information and communication technology，ICT）和能源系統的融合，在確保電力系統運行效率和安全性的同時，兼顧了對環境的友好性。在這一階段，日本也提出了發展數字電網（Digital Grid）的理念[11]，其目的在于提高高比例可再生能源資源的消納率，并能夠減少大面積的連鎖故障發生[9]，從而使子電網內的可再生能源不會影響大電網的運維安全。真正引起能源互聯網研究熱潮的事件是2011年杰里米·里夫金提出的能源互聯網概念[3]，為人們構想了一種未來發展能源互聯網的美好愿景，這必將引領第三次工業革命向前大跨步發展。

1.2 主要國家能源互聯網發展構想及現狀分析

1.2.1 歐盟

近年來，歐盟尤其是德法英等發達國家正在大力部署新能源戰略、推進新能源項目。早在1983年，歐共體就發布了第一個“技術研發框架計劃（The First Framework Programme for Research and Technological Development）”，稱為FP1。在1984-2013年間，歐盟已經將這一科技研發框架計劃由FP1至FP6推進到了FP7，其中FP7投資規模更是達到了501.82億歐元[12]。FP7執行周期為2007-2013年，以新能源作為優先發展的領域，包括[12]：基于可再生能源的發電、供熱和制冷，CO2捕獲與封存技術，潔凈煤技術，電-氣耦合的多能網絡系統，能源政策研究等。此外，歐盟在2008年還推出了“SET規劃”，即歐洲戰略性能源技術規劃。同年12月，作為歐盟主要成員國，德國發起了一個技術創新促進計劃，即以ICT技術為基礎著力構建未來以能源互聯網技術為核心的能源系統。2011年，歐盟又啟動了全新的“FINSENY項目”，即未來智能能源互聯網項目，其目標是通過構建未來能源互聯網的ICT平臺支撐配電系統的智能化建設和創新性服務拓展，最終構建一個基于歐洲智能能源基礎設施的未來能源互聯網ICT平臺。

基于ICT技術，德國和瑞士相繼發起了未來能源互聯網系統的開發研究和測試工作。如前所述，德國在未來能源互聯網的研究工作中率先啟動了“E-Energy”項目，該項目旨在通過上述能源互聯網ICT技術構建一個未來的高效能源系統。如今，“E-Energy”項目已開展了6個示范項目建設，包括：E-DeMa項目（Rhine Ruhr Area）、Meregio項目（Karlsruhe-Stuttgart Area）、Mannheim 示范城市項目（Rhein-Neckar城市圈）、RegMod項目（Harz Area）、Smart Watts項目（Aachen Area）和eTelligence項目（Cuxhaven Area）。這些項目各有側重，并分別由6個技術聯盟來具體負責，旨在開展大規模清潔能源消納、節能、雙向互動等方面的示范工作。除了德國，瑞士發起了“Vision of Future Energy Networks （VFEN）” 項 目，VFEN項目旨在開發仿真模型和軟件平臺來研究多能源耦合系統的綜合利用和分布式能源的轉換與存儲，其中亟待開發的核心設備是能源路由器（energy router），可實現不同形式能源載體的輸入、輸出、轉換和存儲等。其中，瑞士聯邦理工大學相繼提出了“能源路由器”“能源連接器”“互聯網Energy Hub”“微電網多能流模型”等概念，進一步豐富了能源互聯網的概念和模型，奠定了多能流計算和電力最優調度的基礎。總的來說，歐盟在能源互聯網這一新興領域正穩步推進，提出了許多新穎的戰略規劃，并實施了許多具有代表性的能源互聯網示范項目。

1.2.2 美國

在能源互聯網領域，相比其他國家，美國起步很早。2008年，美國國家科學基金項目提出并啟動了“FREEDM項目”，即未來可再生電能傳輸與管理系統項目[10]，旨在深入開展配電系統能源互聯網研究。FREEDM項目歷時若干年，旨在建立具有智能的革命性電網架構來消納大規模分布式能源[7]，期間所提出的能源互聯網的主要特點是[1，7]：通過固態變壓器實現可再生能源的即插即用（plug-and-play）、故障快速檢測和處理、配電網智能化管理等，并且由固態變壓器的輸入端口實現直流負荷和DG接入中壓配電網（其仍然通過交流方式實現電能傳輸）。此外，2011年，來自美國的著名經濟學家里夫金提出了一個全新的“能源互聯網”的概念[3]，并認為能源互聯網將是推動第三次工業革命發展的核心技術。里夫金提出的能源互聯網概念是基于分布式可再生能源技術和互聯網技術的能源共享網絡，是利用互聯網技術創造的一種新的能源分配模式。與此同時，他還提出了未來支撐新經濟發展的缺一不可的五大支柱，包括：可再生能源、分布式發電、分布式能源、能源互聯和零排放交通運輸。總的來說，美國在能源互聯網領域發展快速，其提出的能源互聯網系統發展戰略將進一步加深能源和信息的深度融合。

1.2.3 日韓

日本近年來提出了發展“數字電網（Digital Grid）”的戰略規劃[11]。“Digital Grid”的概念由Abe首次提出，旨在通過將同步電網分為幾個異步的子網，而各個子網通過數字電網路由器相互連接以實現對電網潮流的直接調控，使各個子網內的可再生能源不會影響到整個大電網，從而最終減少大面積的連鎖故障和實現高滲透可再生能源的消納。在“Digital Grid”理念中，對電網內各種形式的能量的處理將都可被記錄，包括位置、時間、發電類型和價格等[7]。2017年，韓國提出了“亞洲超級電網”的理念[13]，并討論其在經濟及技術層面上建設的可行性，這個所謂的“亞洲超級電網”已成為韓國總統直屬的北方經濟委員會重要議題，其將是一個浩大的跨國工程，并將覆蓋了中日韓蒙俄五國，可在未來自然災害情況下實現各國電力間的互相調度。為此，2016年3月份，中日韓俄四國國家電網公司共同在北京簽署了《東北亞電力聯網合作備忘錄》。“亞洲超級電網”在面臨自然災害時可實現東北亞主要國家能源供應的共享，是推動全球能源互聯網建設的重要一環，對于提高地區供電穩定性將具有重要意義。

1.2.4 中國

中國電科院早在2010年就對電網未來形態進行了研究，并提出了“靈活配電系統”的理念[14]。2011年起，國內掀起了能源互聯網的研究高潮。2013年，北京市科委和中國電科院等單位合作提交了“能源互聯網初步調研報告”。2014年7月，國網公司劉振亞董事長首次提出了“全球能源互聯網（Global Energy Interconnection）”的概念，并在其著作《全球能源互聯網》[1]中作了“全球能源互聯網關鍵技術與設備研究框架”的論述。該著作中提出構建“九橫九縱”骨干網架聯接的全球能源互聯網需以智能電網為基礎，以開發綠色、清潔的可再生能源為主，實施“兩個替代”[1]，即能源開發的“清潔替代”、能源消費的“電能替代”，最終實現大規模開發和利用清潔能源，并構建以清潔能源為主導地位的全球能源互聯網系統。這是應對全球能源安全、環境污染、氣候變化嚴峻挑戰的治本之策。隨后，2015年，國務院政府工作報告中首次提出了制定“互聯網+”行動計劃，旨在推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合。

2015年，隨著我國首個“中國能源互聯網學術與創新聯盟”倡議的提出，國內迎來了能源互聯網的研究熱潮[15]。2016年，《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》的發布則進一步明確了我國發展自身能源互聯網的戰略規劃和目標，旨在重點建設規模化和多元化的能源互聯網系統，初步形成能源互聯網的產業體系，并構建比較完善的技術體系和標準，逐步推進成果的國際化。由此可見，加快推進我國能源互聯網的建設，對能源互聯網進行深入研究勢在必行。為此，國家科技部“863”課題相繼推出了能源互聯網關鍵技術研究和示范工程建設；中國電科院和國網、南網公司也相繼啟動了能源互聯網前瞻性項目，對能源互聯網的關鍵技術和架構進行了深入研究，提出了我國的未來能源互聯網建設框架。此外，我國眾多高校專家學者百家爭鳴，從能源互聯網的基本概念與體系、未來發展模式[16]、技術形態、商業模式、關鍵技術等多個方面進行了詳細論述和研究。

1.3 國內外能源互聯網相關政策研究

1.3.1 國外

自從能源互聯網的概念被提出以來，各國相繼推出了相關的能源政策，為能源互聯網的深入發展提供了重要機遇。其中，歐美發達國家中，美國早在2005年就通過了《2005國家能源政策法案》[17]，鋪開了多種能源協調發展的新格局。2006年，歐盟發布了《能源政策綠皮書》[18]，鼓勵倡導能源的可持續利用，從政策上推動了能源技術的發展。2017年，瑞士全面公投通過了《能源戰略2050》，英國則提出了《清潔能源增長戰略》，德國修訂了《可再生能源法》，旨在進一步提高可再生能源在電力、交通的利用率，推動多種形式的綠色能源協調發展，構建綠色、高效、安全的能源系統，這為能源互聯網的快速發展提供了新的機遇。此外，歐盟也制定了相關政策，如Directive 2011/83/EU法令[19]，可有效保障能源消費者的權利，充分體現出消費者在能源市場中的重要性。

1.3.2 國內

近年來，我國政府對能源領域的重視程度和支持力度不斷提升。2014年6月7日，國務院辦公廳以國辦發〔2014〕31號印發《能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）》，指出了我國發展天然氣、可再生能源等清潔能源的發展戰略，提出未來我國應進一步降低煤炭等化石能源的消費比重，以推動我國能源結構的持續優化和改革。2015年年初，國務院政府工作報告中首次提及“互聯網+”概念，提出互聯網、大數據等與現代制造業有機結合，以促進工業互聯網等領域的持續發展，打造具有國際影響力的互聯網企業。同年6月30日，中國發布《強化應對氣候變化行動-中國國家自主貢獻》報告，提出到2030年實現碳排放強度比2005年降低60%～65%的目標。7月13日，國家能源局發布《關于推進分布式可再生能源微電網示范項目建設的指導意見》，鼓勵綜合利用風能、太陽能等各類分布式能源多能互補的特點，建立以波動性分布式可再生能源為主體的發、輸、配、儲、用一體化局域電力系統。國務院7月份印發的《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》則進一步強調了“互聯網+”在各領域的深度融合，尤其是“互聯網+”創新成果與經濟社會各領域的深度融合，進一步促進社會發展。該指導意見中首次提出了“互聯網+”智慧能源的理念，建議逐步建成開放共享的能源網絡。

為實現2020 年和 2030 年非化石能源分別占一次能源消費比重15%和20%的目標，2016年，國家發展改革委印發了《可再生能源發展“十三五”規劃》，明確了2016年至2020年我國可再生能源發展的指導思想，是“十三五”時期我國可再生能源發展的重要指南。2018年，國家能源局則印發了《2018年能源工作指導意見》，該指導意見規劃了全年能源工作，對推動新時代能源轉型發展，提高能源發展質量和效率，增強能源安全保障能力和水平，促進經濟社會可持續發展，具有十分重要的意義。

總的來說，隨著全球能源互聯網的快速發展，世界各國正在積極部署能源互聯網項目，并頒布了相應的能源互聯網發展戰略和政策，這些政策在一定程度上促進了能源市場改革與推進，對于加快消費智能化、推薦能源消費革命、多主體靈活參與、倡導人與自然和諧共處、鼓勵人類積極參與能源互聯網建設等具有重要意義。

1.4 國內外能源互聯網技術理論研究

隨著里夫金在《第三次工業革命》中提出的能源互聯網概念[3]，國內外眾多機構和專家學者根據自身需求和已有條件開展了大量能源互聯網理論研究工作。這些原創性工作對能源互聯網進行了不同視角的詳細論述，形成了多個能源互聯網研究子領域。2012年開始，2012年開始，國內外開展了一系列關于能源互聯網的討論和初步研究，總結如下。

一是能源互聯網環境下海量分布式設備接入的研究，研究工作主要圍繞：① 海量分布式設備接入對配電系統的穩定性、電能質量、繼電保護和可靠性等方便的影響分析；② 海量分布式設備接入下的系統規劃問題研究；③ 海量分布式設備接入下的系統協調控制與優化問題研究。其中，研究重點包括海量分布式設備統一身份識別、即插即用平臺和協議、高比例分布式可再生能源和儲能設備接入下的智能配電網或智能微電網的綜合能量管理、電壓控制與無功優化等。

二是天然氣網絡與電力系統融合的研究。其中研究重點集中于電-氣-熱-冷多能協同調度、多能源耦合、能源局域網，電-氣互聯系統分散多目標優化，電-氣互聯系統可靠性評估等。以澳大利亞為例，該國于2009年成立了AEMO機構，即國家能源市場運營機構[20]，該機構合并了國內的電力系統和天然氣網絡兩大運營機構，旨在電力和天然氣兩大網絡的統一協調規劃和運營管理。總的來說，目前針對電-氣互聯耦合網絡的研究鮮見報道。

三是電氣化交通與電力系統融合的研究。研究重點主要包括三個方面，即EV接入對電力系統的影響[21]、計及EV充放電的電力系統調度與控制方法[22]、EV充電設施規劃[23]。然而，現有研究工作大多站在電力系統一方，并未將EV所具備的行為特征充分考慮進來，因此無法有效地描述電氣化交通系統和電力系統之間的交互影響[21]。

四是能源互聯網的信息物理安全的研究。在能源互聯網中，電力網絡和通信網絡之間具有相互依存的關系，它們構成信息-物理深度融合系統（CPS）。因此，研究能源互聯網的信息-物理安全性是一個熱點研究領域。例如，文獻[24]和[25]較早開始研究了網絡攻擊過程的建模問題，提出了以攻擊樹 （attack tree） 作為攻擊過程的建模工具，以攻擊后的失負荷量作為攻擊后果的量化指標。總的來說，目前對于能源互聯網的信息物理安全的防護措施方面的研究仍少見報道。

五是能源互聯網大數據的研究[26-28]。能源互聯網大數據的研究是大能源思維與大數據思維的深度融合，為此，薛禹勝院士曾提出一種“沙盤推演”的方法用于探索二者之間的融合關系。能源互聯網中的電力大數據來源于電力系統發電、輸電、變電、配電、用電和調度等各個環節。因此，大力推進云計算、大數據分析等信息新技術必將激活能源互聯網中電力大數據所蘊含的價值，也必將釋放電力大數據的市場潛力，電力大數據的采集、管理、分析與服務行業將迎來前所未有的發展機遇。國內外許多學者針對能源互聯網中的大數據技術開展了系統研究，初步取得了一些有益結果。

總的來說，目前國內外眾多學者從能源互聯網的不同技術和經濟層面出發，對能源互聯網的關鍵理論和技術進行了初步研究，包括信息和大數據技術[26-28]、多種異質能源系統協調優化運行、多能互補系統協調規劃和優化運行[15-16]、高比例可再生能源有效接入和及時消納、能源互聯網綜合能量管理、多能互補集成園區/微電網運行與規劃、市場交易機制[29]和輔助服務市場等方面進行了深入分析，在一定程度上極大地推動了能源互聯網的發展。

1.5 國內外能源互聯網相關項目發展概況

1.5.1 國內

一是北京延慶能源互聯網示范。該項目在八達嶺經濟開發區建設一座10 kV交直流混聯開閉站，通過三端口柔性直流環網控制裝置實現3條10 k V交流母線互聯，從而將周邊智能微電網群、光熱電站和園區光伏接入開閉站。該項目的最終目的是在八達嶺經濟開發區建設10 kV交直流混聯的城市能源互聯網示范工程，以支持高滲透率分布式可再生能源的靈活接入、即插即用和充分消納，實現與智能微電網的有效協同調度與友好互動，提升能量傳輸網絡的優化配置能力，提高用戶的電能質量和供電可靠性。

二是基于配用電綜合通信平臺的電力用戶用電信息采集系統項目。該項目由遼寧省電力有限公司沈陽供電公司于2009年完成實施，主要研究從電力用戶用電信息采集數據傳輸的特點出發，以電力線寬帶、窄帶載波通信為現場采集通信技術的配用電綜合通信平臺方案，實現電力用戶用電信息采集的全覆蓋。

三是分布式電源智能監控系統及電壓無功控制技術研究與開發項目。該項目由廣東電網公司佛山供電局于2014年申請立項，主要開展各種分布式電源大量（如光伏、儲能、風電、小水電等）接入配電網后相關信息采集、信息展示以及分布式電源的綜合控制等相關技術的可行性研究。

四是適用于城市配網的廣域智能控制系統研究項目。該項目由云南電網公司于2014年申請立項，旨在研制出一套適用于城市配電網的快速智能控制系統，通過廣域差動或廣域縱聯保護技術準確定位、隔離故障，自適應恢復供電。

五是基于配用電信息集成的供電可靠性提升技術綜合應用研究項目。該項目由中國南方電網公司電網技術研究中心于2014年申請立項，主要提出了基于配用電信息集成的供電可靠性提升技術集成應用體系。

六是基于主動配電網的智能用電模式動態優化關鍵技術研究項目。該項目由云南電網公司玉溪供電局于2014年申請立項，目前已驗收。主要研究主動配電網環境下智能用電模式和能效分析及其優化技術，同時對智能用電、分布式可再生能源發電、儲能和電能質量的統一協調與控制進行研究，開發主動配電網的智能用電管理系統平臺，并將其應用到示范工程。

七是面向能源互聯網的配網側/需求側綜合能源管理技術研究與示范項目。該項目由貴州電科院牽頭，是南網重點項目，旨在研究能源互聯網大環境下面向能源互聯網的配電側/需求側能量管理互動機制、能源USB（Universal Service Bus）軟硬件系統、基于能源互聯網的用戶需求側實時響應優化技術、用戶能量管理綜合系統等內容，并在貴州大學搭建示范工程。

1.5.2 國外

德國正在實施能源互聯網第二階段示范項目——C-sells，其隸屬于在2016年12月正式啟動 的 SINTEG項 目（Smart Energy Showcases—Digital Agenda for the Energy Transition），是德國繼E-Energy六個示范項目后在能源互聯網方面的進一步探索。E-Energy是2008年德國聯邦經濟與能源部在智能電網的基礎上推出的一個為期4年的技術創新促進計劃[9]。它提出打造新型能源網絡，在整個能源供應體系中實現綜合數字化互聯以及計算機控制和監測的目標。文獻[30]中提到：歐盟已經通過實施SAVE-II能效行動計劃以推動園區能源互聯網（PEI）的發展，相繼建立了包括德國科隆/波恩機場PEI、意大利都靈內燃機冷熱電PEI、英國華為大學PEI、曼徹斯特機場冷熱電聯供PEI、Victorian時代賓館PEI、丹麥的Bornholm PEI等在內的一大批示范工程；加拿大政府啟動的ICES（integrated community energy solutions）研究計劃，重點關注PEI技術在各類社區供能環節的應用，特別強調各類分布式能源的集成利用和與社區公共設施（交通、醫療、通信等）的相互支撐；日本在新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的資助下，分別在Aichi、Kyoto、Hachinohe、Kyotango、Shimizu和 Sendai等地建立了多項PEI示范工程；美國現已建成以天然氣分布式能源為主的PEI項目6000多處。美國政府將PEI的建設納入長期建設目標。

2 貴州電網發展能源互聯網的可行性分析

能源互聯網是以電力系統為核心，以互聯網及其它前沿信息技術（如分布式可再生能源技術）為基礎[29]，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網絡、電氣化交通網絡等其它系統緊密耦合而形成的新型能源網絡系統。能源互聯網與智能電網相比，二者既有相似之處，也存在重要區別[31]：首先是物理實體不同，能源互聯網的物理實體不僅包括電力系統，而且還包括電氣化交通系統、天然氣網絡、供冷供熱網絡等，而智能電網的物理實體則主要以電力系統為主[32]；二是能量的傳輸和使用方式不同，能源互聯網可實現不同形式能量的相互轉化、傳輸、存儲和利用；三是分布式設備數量不同，能源互聯網可實現海量分布式設備的有效接入和即插即用，不僅可實現局部區域的能源有效消納，還可實現海量分布式設備的廣域協調控制；最后是信息系統主體不同，能源互聯網不同于智能電網以傳統工業控制系統作為信息系統的主體，而是以互聯網等開放式的信息網絡作為主體，可發揮更大作用。

因此，可以看出，能源互聯網將是智能電網的進一步發展和深化，代表著能源行業未來的發展方向，在當前日益增長的能源電力市場（涉及到多樣的利益主體參與）下[33]，發展能源互聯網顯得意義重大。2016年，中國首個PPP模式的新能一體化車樁網產業運營公司——貴安新能電莊科技有限公司在貴州貴安新區簽約成立，這標志著中國能源互聯網產業領域首個PPP模式誕生[34]，通過“互聯網+”的全新科研技術，旨在貴州建立起一個全國領先的充電設施建設標桿。2017年7月6日，國家能源局公布了首批55個“互聯網+”智慧能源（能源互聯網）示范項目[35]，其中就包括貴州黔信數據有限公司承擔的“貴州省能源大數據管理云平臺”項目，將在今年年底前建成，這對于貴州電網深入發展能源互聯網提供了重要的數據平臺基礎。此外，貴州省具備全國首個國家級大數據綜合試驗區，進一步為能源互聯網在貴州的發展提供了堅實基礎。

2015年，貴州省能源局發布了《貴州省“互聯網+”智慧能源專項行動計劃》，提出利用互聯網技術，促進能源產業低碳化、網絡化、智能化發展，提升貴州能源產業節能減排和生產優化控制水平。該行動計劃總體目標是在2015-2018年實施8個重大示范項目，累計完成投資約2億元。建設完成貴州電力交易技術支持信息平臺、數字盤江工程、智慧能源信息綜合服務平臺、能源監測預警與規劃管理系統與能源資源大數據工程、智慧礦山示范工程5個重點項目，開工建設貴州省分布式智能微電網、能源光纖到戶工程和新能源集控中心3個重點項目。其中，預計到2025年，分布式智能微電網建設投資15000萬元、能源光纖到戶工程投資7000萬元、新能源集控中心投資18000萬元。此外，2018年，貴州遵義市能源互聯網工程實訓中心項目進行了公開招標，旨在大力發展能源互聯網工程實踐項目培訓。

總的來說，貴州省雖處在云貴高原東斜坡，但生物質能、太陽能、風能、以煤為基礎的再生清潔能源、煤層氣、頁巖氣等分布式可再生能源資源均有一定的分布，部分能源資源還較豐富，具備相當大的開發潛力。近年來，貴州高度重視分布式可再生能源開發利用，強調把頁巖氣、煤層氣等分布式可再生能源作為發展重點。全省確定的“十三五”時期分布式可再生能源發展目標為風電：“十三五”末裝機規模達600萬千瓦以上。光伏發電：“十三五”末裝機規模達200萬千瓦以上。因此，在貴州發展能源互聯網將具有一定可行性，未來貴州電網所在的貴州省將重點推進能源生產管理智能化、建設分布式能源網絡、探索能源消費新模式和拓展電網通信融合業務。其中建設分布式能源網絡方面，將大力建設太陽能、風能等多能源協調互補的能源互聯網，突破分布式發電、儲能、智能微網等關鍵技術，建設綠色能源智能化電力運行監測、管理技術平臺，使電力設備和用電終端基于互聯網進行雙向通信和智能調控，實現分布式能源的即插即用，逐步建成開放共享的能源網絡。可以預見地是，能源互聯網產業未來在貴州將蓬勃發展，這對于建設“綠色貴州”“氣化貴州”具有重要意義。

3 結論

本文作為姊妹篇中的上篇，著重研究并分析了能源互聯網的發展現狀及其在貴州電網的發展情況，對其在貴州電網發展的可行性進行了深入分析。當前，能源互聯網已經處在能源革命發展的關鍵階段，發展綠色、清潔、可再生的能源資源是世界新能源格局演進的必然趨勢。對于貴州電網而言，可充分利用貴州自身地理優勢及分布式可再生能源資源優勢，大力建設分布式的能源互聯網絡，充分利用本地風能、太陽能、水能、煤層氣、頁巖氣等多種分布式可再生能源資源建設電、氣、冷、熱、儲等多種能源形式協調互補的能源互聯網，實現分布式能源的即插即用，最終建設一個開放共享的能源互聯網絡。本文通過對能源互聯網的研究現狀及其在貴州電網的發展情況進行深入分析，可為姊妹篇的第二篇關于能源互聯網在貴州電網發展的前瞻性分析打下堅實的調研基礎。