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能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為主流趨勢，是我國能源生產(chǎn)和消費革命以及國際第三次工業(yè)革命的重要組成部分。2017年6月，國家能源局公布首批55個“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目，如今部分已經(jīng)進入落地實施階段。

當前，電能是應用最為廣泛的二次能源，電網(wǎng)已實現(xiàn)電能的遠距離配送，并具備了相當規(guī)模。隨著越來越多電動設備的成熟，電能將成為未來人們直接使用的主要能源形式，電力網(wǎng)絡將是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載體。然而，當前電網(wǎng)運營在生產(chǎn)、配送與消費等環(huán)節(jié)相互割裂，個性化消費需求和分布式能源供給還不能被很好地支持；生產(chǎn)、配送過分依賴預測，缺乏高效的通信通道實現(xiàn)實時反饋和信息共享，能源利用率還處于較低層次。此外，太陽能、風能、潮汐能及生物質能等可再生能源都具有較大的利用潛力，但是，環(huán)境因素和生產(chǎn)效率使得間歇性和不穩(wěn)定性成為他們的共同特點，高效利用存在諸多挑戰(zhàn)。

隨著現(xiàn)代通信、計算、網(wǎng)絡和控制技術的發(fā)展，信息技術運用領域的不斷開拓，信息與能源技術的結合已然成為一種發(fā)展的必然趨勢。能源互聯(lián)網(wǎng)的最新實踐希望融合先進的信息技術，提升能源管理水平，實現(xiàn)能源進一步的精細化調(diào)控。

國家電網(wǎng)公司在2019年初提出建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，希望打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，最終實現(xiàn)承載電力流的堅強智能電網(wǎng)與承載數(shù)據(jù)流的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相輔相成，融合發(fā)展，形成強大的價值創(chuàng)造平臺，共同構成能源流、業(yè)務流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

本文在介紹信息技術從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的基本發(fā)展、描述電力物聯(lián)網(wǎng)到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念的基礎上，重點分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在能源互聯(lián)網(wǎng)建設中的作用，并指出未來能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前沿方向。

一、從互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

人類社會的進步往往體現(xiàn)在新基礎設施的形成。互聯(lián)網(wǎng)是繼交通、電力等基礎設施之后所形成的信息基礎設施。電子和計算機網(wǎng)絡的發(fā)展由來已久，最初的電子網(wǎng)絡（如電話網(wǎng)、電報網(wǎng)、廣播網(wǎng)等等）和后來發(fā)展的計算機局域網(wǎng)（如以太網(wǎng)等）都是垂直集成的網(wǎng)絡，而直到互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)才真正實現(xiàn)了水平互聯(lián)，這也是互聯(lián)網(wǎng)Internet一詞的由來?；ヂ?lián)網(wǎng)僅僅是信息網(wǎng)絡的一種。

互聯(lián)網(wǎng)應用是在互聯(lián)網(wǎng)基礎設施之上，將眾多節(jié)點連接起來（這些節(jié)點指網(wǎng)絡參與者，包括人、物、機構、平臺、行業(yè)、系統(tǒng)等），進而衍生出層出不窮的新應用模式。互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)超越了技術范疇，成為了一種具有超強融合能力的生態(tài)環(huán)境，正以巨大的力量逐步顛覆多個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營方式。其天然具備的開放、平等、透明等特性使得信息（數(shù)據(jù)）在工業(yè)社會中的巨大潛力爆發(fā)出來。

1995年，比爾?蓋茨在《未來之路》一書中首次提到物物互聯(lián)。美國麻省理工學院于1998年提出首個物聯(lián)網(wǎng)構想，1999年，基于RFID技術，美國Auto-ID中心提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，物聯(lián)網(wǎng)概念被正式提出。

物聯(lián)網(wǎng)在中國大體經(jīng)歷了兩個發(fā)展階段。從2009年開始主要起源于傳感網(wǎng)，出現(xiàn)了特定應用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，比如著名的無錫太湖藍藻環(huán)境治理、智能交通系統(tǒng)等。垂直小網(wǎng)式的物聯(lián)網(wǎng)雖然可以在特定領域發(fā)揮作用，卻無法像水平互聯(lián)的那樣進行生態(tài)聚合。近年來，隨著技術的進步，水平互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)逐漸引起重視。5G等通信手段的提升和數(shù)據(jù)中心等計算能力的提升使得無所不在的物聯(lián)接入成為可能，萬物互聯(lián)的時代前景可期。

電力行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的理解是：物聯(lián)網(wǎng)是一個實現(xiàn)電網(wǎng)基礎設施、人員及所在環(huán)境識別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡系統(tǒng)。其實質是實現(xiàn)各種信息傳感設備與通信信息資源的（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)甚至電力通信專網(wǎng)）結合，從而形成具有自我標識、感知和智能處理的物理實體。實體之間的協(xié)同和互動，使得有關物體相互感知和反饋控制，形成一個更加智能的電力生產(chǎn)、生活體系。電力物聯(lián)網(wǎng)一直被認為是物聯(lián)網(wǎng)的典型應用，尤其在經(jīng)濟效益方面，通過信息通信和控制，實現(xiàn)電網(wǎng)信息透明，進而明確邊界、降低冗余，提高電力系統(tǒng)的設備利用率，可以獲得極大的經(jīng)濟效益。2008年開始，我國建設智能電網(wǎng)，在主網(wǎng)的感知、決策和控制等技術方面達到世界先進水平，但在能源互聯(lián)網(wǎng)所側重的區(qū)域或園區(qū)配網(wǎng)級的建設有待加強，因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)恰恰可以在這方面補足，更好地支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的建設。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)使信息能源基礎設施一體化

縱觀人類經(jīng)濟生活的發(fā)展過程，基礎設施是不可缺少的部分。基礎設施為工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展起到了支撐作用，技術的創(chuàng)新與發(fā)展最終歸結為基礎設施的提升。清華大學2014年提出能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征就是信息能源基礎設施一體化。國家發(fā)展改革委、國家能源局2015年7月6日正式公布了促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見，其中明確指出要加快“能源與信息基礎設施一體化”設備等關鍵技術研發(fā)，例如能量路由器。

相比能源電力基礎設施的形成，目前信息技術還處于基礎設施形成的過程中，通信（尤其是無線移動通信）和網(wǎng)絡（尤其是互聯(lián)網(wǎng)）的發(fā)展使得計算、存儲、軟件、應用的集中管理和按需使用逐漸成為可能，信息基礎設施逐漸形成了以數(shù)據(jù)中心為核心，高速網(wǎng)絡互聯(lián)，并支持人（通過移動終端）和物（通過物聯(lián)網(wǎng)）的隨時隨地接入的架構格局。

既然未來能源互聯(lián)網(wǎng)與信息基礎設施有著類似的互聯(lián)結構，我們提出將信息基礎設施整體嵌入能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)信息能源基礎設施一體化。雖然國內(nèi)外從電力電子技術、儲能、信息采集決策支持、多種能源形式轉換、直流輸電等角度出發(fā)分別提出了能源互聯(lián)網(wǎng)和能量路由器的概念和模型，我們提出的能源互聯(lián)網(wǎng)著重借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念將信息基礎設施（如數(shù)據(jù)中心、云計算平臺等）和能源基礎設施（如儲能、電力電子控制、電網(wǎng)等）徹底做一體化設計。

融合需要數(shù)據(jù)中心和能量路由器融合、輸電線路和光纖通信融合、傳感器和局域、廣域網(wǎng)融合等?？梢酝ㄟ^能量路由器甚至整個能源互聯(lián)網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心供電，降低數(shù)據(jù)中心靜默成本。由于通信基礎設施和電力基礎設施的一體化，可以節(jié)省數(shù)據(jù)中心的電纜鋪設成本。理論上可以通過通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心設施更好地監(jiān)控電力設備運行狀態(tài)，通過電力網(wǎng)絡拓撲和通信網(wǎng)絡拓撲的結合，可以更好地定位故障位置和及時采取修復工作，提高系統(tǒng)安全性和運行效率。每個能量路由器會配備一定容量的儲能設備，可用于數(shù)據(jù)中心備用電力，平滑能量的傳輸。通信鏈路可以采用電力線通信或光纖通信，二者均可以與輸電線路一體化建設，極大減少了安裝成本。融合的過程是一個信息化的過程，同時融合的過程也是一個立足現(xiàn)有設施進行過渡的過程，是一個將互聯(lián)網(wǎng)嵌入能源網(wǎng)的過程。

三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)平臺效應

互聯(lián)網(wǎng)的平臺思維就是開放、共享、共贏的思維。平臺模式最有可能成就產(chǎn)業(yè)巨頭。全球最大的100家企業(yè)里，有60家企業(yè)的主要收入來自平臺商業(yè)模式，包括蘋果、谷歌等。平臺模式的精髓，在于打造一個多主體共贏互利的生態(tài)圈。

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也需要發(fā)揮平臺效應，而這方面主要靠泛在電力物聯(lián)網(wǎng)來支撐。以能源互聯(lián)網(wǎng)為具體實現(xiàn)形式之一的綜合能源服務為例，這種區(qū)域化的多能互補模式進一步增強了能源電力系統(tǒng)的碎片化，其中區(qū)域不同、專業(yè)領域不同、多種能源的匹配程度不同等，都使得利益的碎片化明顯，難以收集長尾效益。這方面的問題不可能從能量層得到解決，只能通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，形成多個區(qū)域多個項目的信息服務平臺，在信息層做到透明并進一步優(yōu)化共享，降低規(guī)?；倪呺H成本，形成平臺效應。

以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎，可以開放第三方高級應用，例如大數(shù)據(jù)分析、智能調(diào)度、態(tài)勢感知、安全穩(wěn)定分析等。比如在區(qū)域綜合能源的管理中，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以通過低成本、高可靠的終端量測裝置采集不同能源形式的在線實時信息，通過邊緣控制器的本地處理，進而上傳云數(shù)據(jù)中心，支撐在線實時數(shù)據(jù)的分級分析和處理。

四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)價值創(chuàng)造

互聯(lián)網(wǎng)和新科技的發(fā)展使物理世界與虛擬世界開始融合，行業(yè)的邊界變得模糊，互聯(lián)網(wǎng)的觸角已經(jīng)無孔不入，零售、圖書、金融、電信、娛樂、媒體等等行業(yè)早已互聯(lián)網(wǎng)化，而制造、公用事業(yè)、環(huán)保、能源等傳統(tǒng)行業(yè)也正在迅速被互聯(lián)網(wǎng)融合?；ヂ?lián)網(wǎng)的跨界顛覆，本質是高效率整合低效率，包括結構效率和運營效率，對于能源行業(yè)也是如此。

能源互聯(lián)網(wǎng)不是為了互聯(lián)而互聯(lián)、為了接入而接入，能源互聯(lián)網(wǎng)要提供價值和增值服務，必須形成價值閉環(huán)并且創(chuàng)造新的價值。但最終的核心價值在哪里，如何形成價值閉環(huán)，如何成為市場上站得住腳的獨立業(yè)務運營，可能還要能源互聯(lián)網(wǎng)的不同環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合。例如分布式光伏是發(fā)端的重要組成，還要考慮與其他能源形式相互補，以及與儲能、用戶側需求管理與響應等相結合，例如光儲充就是未來的一個發(fā)展方向。而最終的目標必然是發(fā)展成為一個綜合能源服務平臺，提供無法替代的能源服務價值。

價值創(chuàng)造的最終來源是用戶，盡最大可能為用戶提供好的服務。用戶中心是互聯(lián)網(wǎng)思維的核心，用戶入口就意味著最終的價值導入，從用戶到流量到不斷迭代到平臺思維，互聯(lián)網(wǎng)在用戶服務方面一直追求極致體驗，而在這些方面能源服務的道理也一樣，應該從終端用能用戶拓展到全產(chǎn)業(yè)鏈的用戶服務，并與綜合能源服務平臺進一步整合，真正實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)從能量、信息、業(yè)務到價值的透明和統(tǒng)一。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的價值不應該局限于能源電力行業(yè)，還應該跨界拓展到其他領域。電力由于可以無處不在，再有5G無線通信網(wǎng)或電力無線專網(wǎng)的支持，因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以被利用構建水平互聯(lián)意義上的物聯(lián)網(wǎng)。也就是說任何其他領域的物聯(lián)網(wǎng)應用都有可能借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的平臺，進行傳感器的接入和應用的接入，而不用考慮通信、計算資源方面的構建以及實時性、安全性等方面的要求。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對外業(yè)務的拓展使得其價值創(chuàng)造的空間巨大，也將成為電力行業(yè)通過基礎設施和平臺建設帶動其他行業(yè)發(fā)展的典范。

五、未來發(fā)展方向

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要在能源互聯(lián)網(wǎng)建設中發(fā)揮更大作用，必須秉持能源互聯(lián)網(wǎng)開放互聯(lián)、對等分享的理念，堅持創(chuàng)新驅動。

首先，發(fā)展能量路由器、邊緣控制器等關鍵裝備，促進信息能源基礎設施一體化。例如國家電網(wǎng)公司提出“三站合一”的構想，將能源站、儲能站、數(shù)據(jù)中心進行一體化設計，某種程度上就反映了信息能源基礎設施一體化的大趨勢，進而實現(xiàn)能源流、業(yè)務流、數(shù)據(jù)流的“三流合一”。

其次，發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理和用戶服務平臺，形成人、物、信息、價值的聚合，發(fā)揮平臺效應。例如綜合能源服務要進一步高效發(fā)展，必須有泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的平臺支撐，否則很難收集碎片化利益，形成規(guī)模效益。

最后，對內(nèi)對外實現(xiàn)開放共享，最大限度地創(chuàng)造新價值。能源互聯(lián)網(wǎng)的價值鏈不僅僅存在于能源的交易中，還有綠色、低碳、環(huán)保等其他價值鏈的存在，可以借助區(qū)塊鏈等技術手段最大限度進行信息透明和價值梳理，同時與智能交通、智能家居等其他領域跨界結合，創(chuàng)造出新的價值。