四川電力市場推動用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的應用研究

梁 竹

（四川益來科智慧能源有限公司，成都 610000）

在2015 年國家新一輪電力體制改革文件下發(fā)之前，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要集中在發(fā)電側(cè)及電網(wǎng)側(cè)，在用電負荷側(cè)的應用研究較少，電力體制改革使全國各省份電力市場愈發(fā)活躍，不僅為電力用戶通過電力市場化的方式降低了電費，同時也為電力用戶的用電管理優(yōu)化提供了更多的解決方案，推動了能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的應用發(fā)展。目前國內(nèi)學者對能源互聯(lián)網(wǎng)的概念、核心技術、發(fā)展方向與目標和應用場景等領域的理論研究內(nèi)容相對較多，主要集中在電力系統(tǒng)中的電源、電網(wǎng)端，但在用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的實踐應用研究相對較少，理論研究與實踐應用的內(nèi)容有較大的不同，通過能源互聯(lián)網(wǎng)理論研究的成果去驗證實際應用研究對用戶側(cè)能源管理行業(yè)發(fā)展具有重要的指導意義。隨著新電改的逐步深化，本文以四川電力市場推動用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的實際應用情況為基點，探索適應市場需求的用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展的基本模型，并提出行業(yè)推進性建議。

1 研究背景

中共中央、國務院2015 年發(fā)布了《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9 號）文件[1]，標志著國家新一輪的電力體制改革正式拉開帷幕。四川開始建立起真正意義上的電力市場，是從2018 年正式開始的，截至2022 年底，四川電力交易市場已開展了5 年的市場建設，推動了更多的電力用戶與售電公司進入市場。

2018 年，全社會用電量2 459 億kW·h，在四川電力交易平臺注冊市場主體3 346 家，其中發(fā)電企業(yè)286 家，電力用戶2 864 家，售電公司196 家；全年市場化交易電量712.06 億kW·h[2]。

2019 年，全社會用電量2 635.83 億kW·h，在四川電力交易平臺注冊市場主體5 994 家，其中發(fā)電企業(yè)305家，電力用戶5 462 家，售電公司227 家；全年市場化交易電量872.57 億kW·h[3]。

2020 年，全社會用電量2 865.2 億kW·h，在四川電力交易平臺注冊市場主體12 359 家，其中發(fā)電企業(yè)313家，電力用戶11 801 家，售電公司245 家；全年市場化交易電量1 061.26 億kW·h[4]。

2021 年，全社會用電量3 274.81 億kW·h，在四川電力交易平臺注冊市場主體21 641 家，其中發(fā)電企業(yè)333家，電力用戶21 023 家，售電公司285 家；全年市場化交易電量1 075 億kW·h[5]。

2022 年，全社會用電量3 447 億kW·h，在四川電力交易平臺注冊市場主體36 484 家，其中發(fā)電企業(yè)337家，電力用戶35 897 家，售電公司250 家；全年市場化交易電量1 616 億kW·h[6]。

隨著四川電力市場的不斷開放與發(fā)展，越來越多的市場主體參與到電力市場中，大量的售電公司為四川內(nèi)電力用戶提供購售電服務降低用戶用電成本的同時，也給電力用戶帶來了更加多元化的用能管理方案，例如：用電優(yōu)化、綜合能源服務等多樣化用能管理方案，通過將借助傳統(tǒng)的能源管理與互聯(lián)網(wǎng)的新技術深度融合等應用模式，給電力市場化用戶側(cè)帶來更加有效、新穎、科技化的能源管理服務，我們可以稱之為用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)服務。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)概念

能源互聯(lián)網(wǎng)[7]，是能源與信息深度融合的新興產(chǎn)物，是運用互聯(lián)網(wǎng)等新技術，將傳統(tǒng)的能源（煤炭、石油天然氣、電力等）通過互聯(lián)網(wǎng)技術進行深度融合，達到能源數(shù)據(jù)互聯(lián)、能源信息互聯(lián)、能源裝備互聯(lián)的運營模式。

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)的基本模型

能源互聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)技術和思維理念引入傳統(tǒng)能源行業(yè)，將有力提升整個能源市場的信息透明度和有效度、充分度，從而優(yōu)化能源市場的資源配置效率[8]。通過對能源信息進行指導，基于互聯(lián)網(wǎng)對能源供需信息的充分融合，可以達到能源資源的優(yōu)化配置，匹配更加多元化的能源使用場景，從而提高能源利用效率。

住建部在4個定點扶貧縣中選擇青海省湟中縣黑城村、大通縣土關村和湖北省紅安縣柏林寺村、麻城市石橋垸村，深入開展“美好環(huán)境與幸福生活共同締造”示范村建設，以探索總結形成可復制、可推廣的黨組織引領、村民為主、問題導向的“共謀、共建、共管、共評、共享”的鄉(xiāng)村治理模式，提高群眾獲得感、幸福感。

說到能源互聯(lián)網(wǎng)，需要運用信息經(jīng)濟學[9]的信息流模式才能充分表達（圖1），信息經(jīng)濟學是通過信息科學與經(jīng)濟學的融合，從信息和經(jīng)濟各個方面對信息經(jīng)濟學進行研究，微觀經(jīng)濟學中的市場理論提到過完全市場競爭，帕累托最優(yōu)[10]的模式是完全市場化競爭的市場最佳平衡點，此種模式的資源配置效率是最高的。要做到完全市場競爭，必須建立在市場信息透明、信息對稱的基礎上，在此對稱下的平衡點即市場均衡點。在實際應用中，買賣市場信息不可能做到完全充分，交易的雙方始終有信息壁壘，對交易雙方始終是不完全透明且不完全對稱的，但是，越能夠搜集到更多市場競爭信息，信息條件越充分，越接近市場的均衡點，就越靠近帕累托最優(yōu)[10]。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的應用

電力行業(yè)是最早使用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能電力等技術的行業(yè)之一，電力系統(tǒng)在電能的生產(chǎn)、分配、運輸及使用等各環(huán)節(jié)均有能源互聯(lián)網(wǎng)技術的應用[11]，應用最廣泛的領域就是智能電網(wǎng)[12]，智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)提出并開始實際應用的模式，從電力數(shù)據(jù)的來源與種類來說[13]，智能電網(wǎng)中擁有大量的電力數(shù)據(jù)計算，集合了數(shù)以萬計的不同結構的數(shù)據(jù)與模式[14]，充分運用了大數(shù)據(jù)的手段，因此智能電網(wǎng)是最具備能源互聯(lián)網(wǎng)應用模式的案例。

在四川電力市場的運營基礎上，結合能源互聯(lián)網(wǎng)的特點及應用模式，其運營模式主要有以下幾種表現(xiàn)形式。

3.1 能源產(chǎn)品交易平臺

能源產(chǎn)品交易平臺主要指提供能源交易的平臺場所，包括各種能源的批發(fā)與零售、能源供應方式、能源期貨和現(xiàn)貨等交易，用戶可以根據(jù)能源供應商所提供的價格、配套增值服務、資質(zhì)條件、交易實力和運營經(jīng)驗等多維度的方式自主選擇供應商，同時第三方服務公司、供應商也能通過此平臺選擇所對應的條件優(yōu)質(zhì)的終端用戶（例如：用能規(guī)模大、多年用能穩(wěn)定且安全、有中長期用能規(guī)劃等用戶）。

四川電力交易中心平臺，作為四川電力交易的官方交易平臺，為四川的電力產(chǎn)品提供交易的平臺場所，組織市場各個主體在交易平臺對電力的批發(fā)與零售進行交易（含電力的中長期交易和現(xiàn)貨交易等），提供電力的交易平臺，可使發(fā)電企業(yè)、用電企業(yè)進行相互自主選擇售電公司等供應商的交易平臺。還有以廣東電力交易為準的現(xiàn)貨交易平臺[15]，讓電力用戶實現(xiàn)實時負荷交易的方式。

3.2 能源設備監(jiān)測與解決方案平臺

能源設備的監(jiān)測與解決方案平臺主要為能源的源、網(wǎng)、荷和儲整個產(chǎn)業(yè)鏈，提供能源使用設備的監(jiān)測平臺，從而通過發(fā)現(xiàn)能源使用中所產(chǎn)生的問題及故障，提供設備故障解決服務方案。

在能源設備的應用方面，有能源生產(chǎn)的源頭端，例如水力發(fā)電機組及輔助設備、光伏發(fā)電機組及輔助設備、風機發(fā)電機組及輔助設備、光伏電站成套產(chǎn)品、風電場成套產(chǎn)品及其他各種類型能源設備等；能源運輸?shù)闹虚g端，例如高低壓變電和配電產(chǎn)品、線路產(chǎn)品等；能源使用的終端，例如儲能設備、儲能電站成套產(chǎn)品、變電站設備及成套產(chǎn)品等。

目前，由于能源生產(chǎn)的源頭端及能源運輸?shù)闹虚g端已發(fā)展多年，較為成熟，具有良好的設備物聯(lián)網(wǎng)與信息互聯(lián)網(wǎng)等功能，較早地實現(xiàn)了設備的物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)信息監(jiān)測，以及自動化控制等功能。但是，在能源使用的終端，還有海量的電力用戶群體，能源管理水平還很薄弱，還未開始實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的基本模式，亟需建立起適應能源消費端的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺。

為海量的用戶提供物聯(lián)網(wǎng)技術、能源信息互聯(lián)等數(shù)據(jù)在線化監(jiān)測、自動化控制等功能，大量的企業(yè)還停留在傳統(tǒng)設備運營的模式。因此，能源消費的終端用戶群體還基本未能建立起廣域網(wǎng)模式的能源互聯(lián)網(wǎng)基礎。還有以分布式能源、儲能等多元化的能源供應方式的建設發(fā)展，將能源系統(tǒng)構建為具備更加多元化、多樣性的綜合能源供應模式。

3.3 能源衍生品交易平臺

主要指除了能源本身作為產(chǎn)品以外的相關附屬品進行交易，例如：CCER 交易（國家核證自愿減排量）、碳排放權交易、綠證交易、能源場地租賃交易、能源金融產(chǎn)品交易、配額制能源交易、需求側(cè)響應和負荷聚合等能源衍生品交易產(chǎn)品。

在國家提出“2030 年碳達峰，2060 年碳中和”的背景下，通過試點，在全國7 個省份初步建立起基本形態(tài)的碳交易市場。如上海能源環(huán)境交易所，為全國高耗能及控排企業(yè)，甚至是個人，提供碳排放權、自愿減排認證、森林匯碳等能源衍生品的交易平臺及服務，以及為大量的企業(yè)提供綠色電力證書認證的標識，為企業(yè)實現(xiàn)清潔綠色能源提供有效認證。

3.4 能源融資與金融服務平臺

主要指針對能源產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)，通過能源數(shù)據(jù)信息向能源互聯(lián)網(wǎng)投資者與使用者提供金融服務，包括線下金融與互聯(lián)網(wǎng)金融服務、能源項目融資貸款服務、能源資產(chǎn)管理服務等以金融為屬性的服務產(chǎn)品。

目前，已在各省份開展能源供應鏈金融服務的運營模式，有部分供應鏈金融平臺公司為電力用戶提供代繳電費、電費貸款的金融產(chǎn)品服務，通過能源的穩(wěn)定消費記錄與企業(yè)發(fā)展情況等企業(yè)保障性資產(chǎn)清單，為企業(yè)提供相應的能源金融服務，企業(yè)可以通過使用能源金融產(chǎn)品服務進一步降低企業(yè)融資難、資金需求大、資金周轉(zhuǎn)難等實際運營問題；也有類似以能源重大項目為產(chǎn)品向銀行及金融機構申請項目貸款融資的方式等，為企業(yè)提供一站式的互聯(lián)網(wǎng)金融服務。

3.5 能源綜合服務平臺

能源綜合服務平臺指為能源的源、網(wǎng)、荷和儲整個產(chǎn)業(yè)鏈提供在線化綜合能源服務的平臺，可以理解為能源界的“淘寶”，通過在線化一站式的服務應用解決方案，為企業(yè)提供多樣化的能源需求解決方案[16]。

某企業(yè)需要進行新投電力設備的安裝及檢測，需要找到某家具備資質(zhì)的第三方服務公司為企業(yè)提供安裝檢測服務，就可以通過能源綜合服務平臺尋找到需求解決方案，幫助企業(yè)解決各類能源問題。

3.6 新能源汽車充電服務平臺

指通過新能源（風電、光伏等）或者清潔能源（水電）的場站為新能源汽車提供充電服務平臺，通過為充電站提供一站式的能源互聯(lián)服務，為電力的分配或使用效率等提供指導依據(jù)，甚至還能通過為新能源汽車的充電需求服務，讓負荷聚合商在區(qū)域電網(wǎng)電力負荷高峰，區(qū)域電網(wǎng)出力不夠甚至“缺電”的情況下，通過聚合新能源汽車向區(qū)域電網(wǎng)進行反向送電提供應急保障電源等模式，為區(qū)域電網(wǎng)提供更多元化的電力保障。能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景如圖2 所示。

圖2 能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景

當然，還有其他形式的能源互聯(lián)網(wǎng)應用模式，實際情況在這里就不一一羅列，以上6 類能源互聯(lián)網(wǎng)應用平臺是目前較為實際應用的模式，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，相信還會為廣大能源產(chǎn)業(yè)提供更尖端、更科技的能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

還有重要的一點是能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開網(wǎng)絡基礎設施的建設，能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本要素是信息化的硬件產(chǎn)品，只有大力打牢信息化網(wǎng)絡建設的基礎，擁有足夠的互聯(lián)網(wǎng)信息通道及存儲空間，才能發(fā)揮出能源互聯(lián)網(wǎng)的最大效力[14]。

4 能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)應用發(fā)展的思考與建議

結合上述在四川電力市場背景下用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的實際應用發(fā)展情況，針對應用情況建立了基本模型（圖3），總結為以下7 個步驟：首先，用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的應用發(fā)展需要充分的市場化環(huán)境，在市場化環(huán)境的背景下，更多的第三方服務公司能進入到行業(yè)中為大量的用戶側(cè)提供各式各樣的能源服務，擁有良好的市場發(fā)展溫床。其次，用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的應用發(fā)展需要廣泛搜集到用戶的能源需求，第三方服務公司為用戶側(cè)提供能源互聯(lián)網(wǎng)的服務，離不開用戶的需求，有了需求就有了服務的方向和動力。再次，針對用戶側(cè)的能源數(shù)據(jù)搜集，大量的數(shù)據(jù)搜集為能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案提供更多的基礎性數(shù)據(jù)，為平臺化服務及解決方案提供堅實的基礎保障。然后，有了大量的用戶基本情況及數(shù)據(jù)支撐，提供平臺化的能源互聯(lián)網(wǎng)服務，通過一站式的平臺化服務，為用戶提供能源在線化、數(shù)據(jù)化、信息化服務。接著，為用戶提供精準的能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案，實現(xiàn)精準的用能管理服務。緊接著，為用戶提供解決方案應用實施，著手為用戶提供實際應用。最后，在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用服務下，不斷地對應用實施結果進行反饋，充分論證服務效果。最終實現(xiàn)全流程的能源互聯(lián)網(wǎng)應用服務模式。

圖3 能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的應用模型

能源互聯(lián)網(wǎng)在電力行業(yè)中用戶側(cè)的應用發(fā)展研究，也涉及用戶側(cè)自來水、天然氣等其他能源方面的一站式應用研究，推動用戶側(cè)水、電、氣的綜合能源一站式服務應用。在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用發(fā)展下，行業(yè)發(fā)展應該深度思考，在解決用戶側(cè)基本能源需求的目標下，能否進一步打通能源信息的互聯(lián)，例如在用戶行業(yè)、用戶類別、用戶生產(chǎn)特性和用戶設備等類型情況下，通過多方面的能源互聯(lián)網(wǎng)服務，將各類別能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)打通互聯(lián)，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、節(jié)能數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)[17]等多方數(shù)據(jù)下，真正一站式的能源數(shù)據(jù)互聯(lián)，多維度、多形式下的能源互聯(lián)網(wǎng)服務。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設是一個漫長的過程，涉及源、網(wǎng)、荷和儲整個系統(tǒng)中各個類別的數(shù)據(jù)，信息量數(shù)以萬計，數(shù)據(jù)的搜集、整理、使用是個煩瑣的反復過程，在能源互聯(lián)網(wǎng)體系中各個主體之間數(shù)據(jù)信息的共享與融合才能建立更多的能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息平臺[18]。

能源互聯(lián)網(wǎng)同樣也離不開信息技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)收集已廣泛應用于各行各業(yè)中并日趨活躍，完整的能源互聯(lián)網(wǎng)體系涵蓋了社會經(jīng)濟中能源的源、網(wǎng)、荷和儲各個方面，唯有廣泛搜集到能源互聯(lián)網(wǎng)體系下的海量數(shù)據(jù)，充分分析利用好能源互聯(lián)網(wǎng)的各類數(shù)據(jù)信息，成為能源互聯(lián)網(wǎng)體系中的各個重要節(jié)點，才能構建功能更為完善的能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將有利于為企業(yè)提供更多的能源數(shù)據(jù)，能源數(shù)據(jù)能夠通過能源交易的方式降低企業(yè)能源使用成本，普遍降低約5%的用能費用；能源數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)能源的精細化管理，提供數(shù)據(jù)價值幫助企業(yè)優(yōu)化能源管理方案，可再降低約5%的用能費用；能源數(shù)據(jù)能夠提升企業(yè)自動化控制管理水平，提升企業(yè)“兩化”融合，提高用能管理效率；能源數(shù)據(jù)能夠提高企業(yè)的運維管理水平和企業(yè)安全管理意識；能源數(shù)據(jù)還能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)對綜合能源管理的其他需求；等等。

5 結束語

隨著我國新一輪電力體制改革的不斷深化與發(fā)展，電力市場化改革必然會充分還原電力的商品屬性，通過市場化的運行機制與發(fā)展，能夠進一步為電力用戶降低能源成本，打破原有國有企業(yè)壟斷的供需局面，以供給側(cè)結構性改革引入市場化競爭，充分利用信息化與工業(yè)化的深度融合，推動更多社會資本與新興技術、新產(chǎn)品進入到電力行業(yè)，進一步推動科技應用，提升能源科技化水平，多元化降低電力成本，改善重點用能產(chǎn)業(yè)結構，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)綠色、清潔、高效的可持續(xù)性發(fā)展目標[19]。要破解能源資源約束的傳統(tǒng)路徑[20]，只有不斷地發(fā)展能源的源、網(wǎng)、荷和儲的能源互聯(lián)網(wǎng)應用模式，繼續(xù)探索能源互聯(lián)網(wǎng)多樣化發(fā)展路徑，才能實現(xiàn)更為高效并可持續(xù)的能源開發(fā)和利用。

同時，電力市場化改革推動了能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的應用發(fā)展。因此，本文的研究以四川電力市場推動用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)為基點，通過利用四川電力市場2018—2022 年的實踐經(jīng)驗，立足于當前能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，結合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術手段，對能源互聯(lián)網(wǎng)的典型應用場景進行分析[21]，分析得出了應用發(fā)展的基本模型，得出以下結論：能源互聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的應用主要在市場化環(huán)境、用戶需求、數(shù)據(jù)搜集、平臺化服務、解決方案、應用實施和結果反饋的全流程服務下才能建立起適應市場需求的能源互聯(lián)網(wǎng)。