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摘要：首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目的先行先試，催生了一批綜合能源服務(wù)新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)，打破了項(xiàng)目承擔(dān)單位、地方政府、通信運(yùn)營(yíng)商、供能企業(yè)、用能客戶、汽車公司、市政企業(yè)等不同業(yè)態(tài)之間的壁壘，探索了“共建、共享、共治、共贏”的理念、方式及模式。如：電網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的“四網(wǎng)融合”；通信塔、輸電塔的“多塔合一”；變壓站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心的“多站合一”；路燈、監(jiān)視、交通、廣播的“多桿合一”；水、電、氣、熱的“多表合一”；“能源互聯(lián)網(wǎng)的微通道——能源互聯(lián)網(wǎng)插座”；“基站閑散儲(chǔ)能模式”；“退役電池梯次利用”等等。
對(duì)能源系統(tǒng)的優(yōu)化，關(guān)系到人類社會(huì)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)（Energy internet，EI）作為本次能源革命的排頭兵，其發(fā)展態(tài)勢(shì)成為引領(lǐng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的風(fēng)向標(biāo)。
能源互聯(lián)網(wǎng)，一方面提倡源側(cè)分散式可再生能源的大規(guī)模接入，統(tǒng)籌用戶側(cè)能源產(chǎn)消者，實(shí)現(xiàn)能源的雙向流動(dòng)與開源創(chuàng)造；另一方面，通過(guò)能源“硬技術(shù)”突破和“軟機(jī)制”設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)全生命周期的“能效提升”。
最終，基于“共建、共治、共享”理念，能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)打破遍及能源系統(tǒng)物理層、信息層和應(yīng)用層“環(huán)-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的各環(huán)節(jié)，以及在規(guī)劃、建模、運(yùn)行、優(yōu)化和市場(chǎng)等鏈條中的“泛在之墻”，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化與多方“共贏”。
目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究還處于快速發(fā)展和不斷完善之中，因此，本文立足我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新態(tài)勢(shì)，圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)及其示范工程中物理層、信息層和市場(chǎng)層的建設(shè)內(nèi)容，一方面，總結(jié)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的良好勢(shì)頭、做好能源互聯(lián)網(wǎng)的“熱響應(yīng)”；另一方面，看清能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遇到的困難、提供能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的“冷思考”。以期為能源互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展厘清思路、提供參考。
能源互聯(lián)網(wǎng)：以電為核心，集成冷、熱、氣等能源，具有“三橫四縱”結(jié)構(gòu)特征的能源生態(tài)網(wǎng)絡(luò)
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，也是智能電網(wǎng)發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。能源互聯(lián)網(wǎng)包容性強(qiáng)、覆蓋面廣、業(yè)態(tài)多樣。而當(dāng)前業(yè)界對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵外延的詮釋，多是基于自身學(xué)科或產(chǎn)業(yè)，不一而足。如：
1. 《T/CEC 01.1-2016 能源互聯(lián)網(wǎng) 第1部分：總則》：能源互聯(lián)網(wǎng)，以電能為核心，集成熱、冷、燃?xì)獾饶茉?，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，深度融合能源系統(tǒng)與信息通訊系統(tǒng)，協(xié)調(diào)多能源的生產(chǎn)、傳輸、分配、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、消費(fèi)及交易，具有高效、清潔、低碳、安全特征的開放式的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；
2.《關(guān)于推薦“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見（發(fā)改能源[2016]392號(hào)）》：“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（簡(jiǎn)稱能源互聯(lián)網(wǎng)）是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征；
3. 清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院：能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心與紐帶，構(gòu)建多種類型能源的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，利用互聯(lián)網(wǎng)思維與技術(shù)改造能源行業(yè)，實(shí)現(xiàn)橫向多源互補(bǔ)，縱向源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)調(diào)，能源與信息高度融合的新型（生態(tài)化）能源體系。
盡管上述有關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)的概念表述不一，但均突出了能源互聯(lián)網(wǎng)的三大基本要素：
1. 物理實(shí)體上，以電為核心，集成冷、熱、氣等能源，實(shí)現(xiàn)異質(zhì)能量流的多能互補(bǔ)與綜合利用；
2. 信息物理融合上，借助“互聯(lián)網(wǎng)”的系統(tǒng)化思維和信息化手段，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的全景感知和數(shù)據(jù)化管控；
3. 應(yīng)用交易價(jià)值上，能源技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)制設(shè)計(jì)可遍及系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行、市場(chǎng)等環(huán)節(jié)，重塑能源系統(tǒng)生產(chǎn)關(guān)系的新生態(tài)。
上述特征，可以通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的“三橫四縱”概念框架進(jìn)行通俗闡釋，即，“橫向：物理流-信息流-價(jià)值流的三流合一”；“縱向：源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)的四環(huán)協(xié)同”?？芍^，通過(guò)信息物理融合和市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)，能源互聯(lián)網(wǎng)追求突破物理層、信息層和價(jià)值層藩籬的深度交互，實(shí)現(xiàn)“三流合一”；通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃和集成優(yōu)化，能源互聯(lián)網(wǎng)追求打破“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)條塊分割的壁壘，實(shí)現(xiàn)“四環(huán)協(xié)同”。
能源互聯(lián)網(wǎng)物理層：以電為核心的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
“能源互聯(lián)網(wǎng)為何是以電能為核心，而不是以“熱能（冷能）為核心”成為能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施過(guò)程中常遇到的疑問(wèn)，特別是剛接觸能源互聯(lián)網(wǎng)概念，來(lái)自“工程熱物理與動(dòng)力工程學(xué)科”或“供熱供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程”學(xué)科，從事供暖、制冷的學(xué)者和技術(shù)人員常會(huì)如此發(fā)問(wèn)，究其原因，筆者認(rèn)為：
1. “以電能為核心，集成冷、熱、氣等能源”，該表述是一個(gè)并非具有絕對(duì)數(shù)量指標(biāo)的泛指，而是注重“電”、“熱（冷）”、“氣”在不同應(yīng)用情景下的靈活集成。
縱觀世界能源發(fā)展史，正是一個(gè)“電”、“熱（冷）”、“氣”不斷趨向融合的發(fā)展史，這正是能源互聯(lián)網(wǎng)的物理基礎(chǔ)——綜合能源系統(tǒng)的核心所在。
通過(guò)“共建、共享、共治”，能源互聯(lián)網(wǎng)打破物理層的桎梏，實(shí)現(xiàn)冷熱電氣的同步規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)物理層“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”全生命周期的多目標(biāo)優(yōu)化。
實(shí)際上，能源互聯(lián)網(wǎng)并不是一個(gè)全新的概念，而是伴隨工業(yè)革命的發(fā)展以及人類對(duì)能源系統(tǒng)的特征需求逐步發(fā)展而來(lái)的。如以第一次能源危機(jī)為起點(diǎn)，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可大致分為四個(gè)階段：孕育階段（1970-1997）、概念階段（1998-2006）、起航階段（2007-2015）、升華階段（2016-至今）。對(duì)應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的不同發(fā)展階段，雖然不同能源利用技術(shù)交叉并存，但又有所側(cè)重。
因此，能源互聯(lián)網(wǎng)孕育階段——以基于能的梯級(jí)利用的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為代表，概念階段——以基于能的因地制宜的分布式能源系統(tǒng)為代表，起航階段——以基于能的多能互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)為代表，升華階段——以基于能的互聯(lián)互濟(jì)的能源互聯(lián)網(wǎng)為代表。最終，能源互聯(lián)網(wǎng)將盡可能地逼近能源價(jià)格合理、能源供給充足和能源清潔環(huán)保的目標(biāo)。
2. 能量利用及能源特性角度，一方面，電氣化對(duì)世界能源轉(zhuǎn)型起到了重要的作用，“人均生活用電”是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，而這是由電能所具有的“小慣性”、“易傳輸”、“好轉(zhuǎn)化”特征決定的。
即相對(duì)于“冷”、“熱”、“氣”等慣性比較大的能源載體，電能的慣性小、響應(yīng)快、便于傳輸，且容易轉(zhuǎn)換成冷、熱等能源形態(tài)；另一方面，冷/熱的使用，可以間接通過(guò)電能的使用來(lái)量化。如“冷”、“熱”、“氣”等能源的傳輸與轉(zhuǎn)化，多依靠的是泵、風(fēng)機(jī)等耗電設(shè)備或鍋爐、空調(diào)、熱泵等熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備。
進(jìn)而，可以間接通過(guò)電能的耗損以及設(shè)備的性能（如泵的機(jī)械效率、鍋爐熱效率、空調(diào)制冷系統(tǒng)等）折算出“冷”、“熱”、“氣”的消耗量。
因此能源互聯(lián)網(wǎng)物理層的“熱響應(yīng)”有以下內(nèi)涵，一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)以電為核心的表述，并不意味著對(duì)于所有的能源系統(tǒng)都將全部改由電作為絕對(duì)核心，也并不意味著重視“電能”而歧視“熱（冷）能”；另一方面，應(yīng)看到，能源互聯(lián)網(wǎng)闡述的是“以電為核心，集成冷、熱、氣等能源”的整體概念，應(yīng)是因地制宜、因時(shí)制宜的。
如，我國(guó)北方寒冷地區(qū)的以“熱”為核心的區(qū)域供熱系統(tǒng)智慧化，也是能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)的具體表現(xiàn)之一。首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目——“‘互聯(lián)網(wǎng)+’在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范項(xiàng)目”，針對(duì)國(guó)內(nèi)集中供熱系統(tǒng)網(wǎng)源間信息孤立的問(wèn)題，以丹東城區(qū)集中供熱為對(duì)象，建立了一種互聯(lián)、開放、共享的網(wǎng)源一體化集中供熱系統(tǒng)，提出網(wǎng)源一體的經(jīng)濟(jì)性調(diào)控策略，初步實(shí)現(xiàn)了信息共享、智慧決策與集中控制。
而能源互聯(lián)網(wǎng)定義中的“冷思考”應(yīng)該看到，一方面，相對(duì)于電力系統(tǒng)，冷/熱能源系統(tǒng)熱慣性大且響應(yīng)慢、能源設(shè)備相對(duì)粗糙、從業(yè)人員培訓(xùn)不系統(tǒng)、運(yùn)維信息化程度不高，因此，應(yīng)冷靜看待冷/熱供能系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)研究和落地上的短板。
另一方面，電能作為二次能源，在當(dāng)前我國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，多由煤燃燒的熱功發(fā)電而來(lái)，后在通過(guò)電轉(zhuǎn)熱（冷）技術(shù)得以消費(fèi)。
如此，能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多、能源損失大。因此，應(yīng)推進(jìn)集中式和分布式齊頭并進(jìn)，不斷提高可再生能源發(fā)電技術(shù)的比例，并不斷優(yōu)化“源-荷”在能量與能級(jí)上匹配性，方能構(gòu)建高能效的能源互聯(lián)網(wǎng)終極形態(tài)。
能源互聯(lián)網(wǎng)“能源層-信息層”：以熵為視角的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
近幾年，能源互聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)業(yè)態(tài)在我國(guó)風(fēng)起云涌，如“泛能網(wǎng)”、“綜合能源系統(tǒng)（服務(wù)）”、“多能流（源）系統(tǒng)”、“智慧能源”、“虛擬電廠”、“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)一體化”、“多能互補(bǔ)”、“風(fēng)光水火儲(chǔ)”、“新一代電力系統(tǒng)”、“冷熱電聯(lián)供”、“微能源網(wǎng)”、“總能系統(tǒng)”、“微電網(wǎng)”、“分布式能源”、“能源產(chǎn)消者”、“區(qū)塊鏈能源”、“自能源”、“智能電網(wǎng)”、“能源互聯(lián)平臺(tái)”、“需求側(cè)響應(yīng)”等等。
2019年，國(guó)家電網(wǎng)公司也提出了以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為抓手，打造“樞紐型、平臺(tái)型和共享型”的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的愿景。
一下子，“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)熱”漫延在整個(gè)能源界，也帶動(dòng)了對(duì)“（能量）信息物理融合系統(tǒng)”概念的熱議。同時(shí)，國(guó)網(wǎng)公司相關(guān)專家和業(yè)界也給出了“能源互聯(lián)網(wǎng)=堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)+泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的范式框架。那么，就能源系統(tǒng)而言，能量信息物理系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的差異在哪？筆者試從熵的角度給予解釋。
如圖1所示，從“熵”的角度看（熵，熱力學(xué)中表征物質(zhì)狀態(tài)的參量之一，其物理意義，是體系混亂程度的度量），一方面，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)涉及的能的轉(zhuǎn)換、傳輸及儲(chǔ)存，都會(huì)存在著內(nèi)外部的能量不可逆損失，是一個(gè)能量?jī)r(jià)值不斷貶低的熱力學(xué)“熵增”過(guò)程；另一方面，要構(gòu)建物理信息融合的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，旨在強(qiáng)調(diào)，在能源的使用、交換過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量有用的信息，而這些新的有用的信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)挖掘后，可用以指導(dǎo)能量流的重構(gòu)與優(yōu)化，可以看成是一個(gè)增加價(jià)值的“負(fù)熵”過(guò)程。
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圖1 從熵的角度看能源互聯(lián)網(wǎng)及國(guó)網(wǎng)的“三型兩網(wǎng)”
盡管對(duì)信息熵和熱力學(xué)熵，目前尚難以具有共識(shí)的權(quán)重和方法進(jìn)行量化、統(tǒng)一，但對(duì)信息物理融合系統(tǒng)，可看做是在利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息流“負(fù)熵”理念和技術(shù)，去進(jìn)一步降低堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)中的熱力學(xué)“熵增”，使其熵增過(guò)程盡可能減慢，甚至追求能量系統(tǒng)熵的增速接近到零。
因此，可以認(rèn)為，泛在電力物理網(wǎng)，就是要實(shí)現(xiàn)不同綜合能源系統(tǒng)內(nèi)外部能源信息的聯(lián)通和共享，以有效支撐能量的供需互動(dòng)與有序配置；并且信息流將貫穿于能源互聯(lián)網(wǎng)的全生命周期，包括其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)控、維護(hù)、資產(chǎn)管理和資產(chǎn)評(píng)估與交易，等等。
具體來(lái)說(shuō)，需要將沒(méi)有連接的設(shè)備、客戶都連接起來(lái)，沒(méi)有貫通的業(yè)務(wù)都貫通起來(lái)，沒(méi)有共享的數(shù)據(jù)都即時(shí)共享出來(lái)，形成跨專業(yè)數(shù)據(jù)的共享共用生態(tài)，將過(guò)去沒(méi)有用好的數(shù)據(jù)價(jià)值都挖掘出來(lái)。
因此，能源互聯(lián)網(wǎng)信息層的“熱響應(yīng)”，即，要看到堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的互補(bǔ)性。除了物理層基于能的梯級(jí)利用、能的因地制宜、能的多能互補(bǔ)和能的互聯(lián)互濟(jì)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)熵增的降低外，借助信息層“云大物移智”技術(shù)，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”全鏈條交互的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”甚至“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”，將是現(xiàn)階段及未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)“熵增降速”的關(guān)鍵一環(huán)。
而能源互聯(lián)網(wǎng)信息層的“冷思考”，即看到能源互聯(lián)網(wǎng)與信息物理融合系統(tǒng)的統(tǒng)一性。能源互聯(lián)網(wǎng)可看作是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的合集，而能源界的信息物理融合系統(tǒng)，則可理解為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的交集。
同時(shí)，當(dāng)信息物理融合系統(tǒng)的能量流與信息流實(shí)現(xiàn)高度融合且物理空間邊界不斷擴(kuò)大，在特定的能源系統(tǒng)時(shí)空尺度下，信息物理融合系統(tǒng)或與能源互聯(lián)網(wǎng)收斂到統(tǒng)一，即形成具備自我“新陳代謝”的能源生態(tài)。
能源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層：技術(shù)與機(jī)制的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
2016起，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等部門，陸續(xù)批準(zhǔn)了4批增量配電網(wǎng)項(xiàng)目、首批23個(gè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程、28個(gè)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目、首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目，遍布全國(guó)31個(gè)省、直轄市和自治區(qū)，標(biāo)志著能源互聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入先行先試的發(fā)展階段。
其中，作為撬動(dòng)新一輪能源革命的重要支點(diǎn)，首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。
2019年3月，我國(guó)《國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展白皮書2018》發(fā)布，從國(guó)家層面系統(tǒng)構(gòu)建了我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指標(biāo)體系，梳理了能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)現(xiàn)狀。2019年6月，由央企集團(tuán)（公司）牽頭的首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目也通過(guò)驗(yàn)收。
整體來(lái)看，首批落地的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，在關(guān)鍵技術(shù)與市場(chǎng)機(jī)制、綜合能源服務(wù)與大眾參與等方面開展了探索性工作，有力推動(dòng)了能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的發(fā)展，這些，都是對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層“熱響應(yīng)”的積極體現(xiàn)。
關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)方面：“支持能源消費(fèi)革命城市園區(qū)雙級(jí)‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項(xiàng)目”，啟動(dòng)的多端交直流混合柔性配網(wǎng)互聯(lián)工程，通過(guò)采用世界最大容量±10千伏等級(jí)中壓柔直換流閥、首創(chuàng)應(yīng)用三端口直流斷路器、世界最大容量±10千伏三端口直流變壓器，實(shí)現(xiàn)了供電區(qū)域互聯(lián)互濟(jì)，促進(jìn)分布式可再生能源的友好接入，提升電網(wǎng)資源使用效率和電能質(zhì)量，如圖4所示；“‘互聯(lián)網(wǎng)+’在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范項(xiàng)目”，研發(fā)了新型凝抽背供熱技術(shù)、“一站一優(yōu)化曲線”智能調(diào)節(jié)技術(shù)，并與熱電聯(lián)產(chǎn)、吸收式熱泵、電蓄熱技術(shù)耦合，形成“源-網(wǎng)-荷”一體化集中智慧供熱系統(tǒng)。
關(guān)鍵機(jī)制及策略方面：“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)示范工程”，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”市場(chǎng)化模式的源網(wǎng)荷儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了非工業(yè)柔性負(fù)荷調(diào)控、工業(yè)剛性負(fù)荷調(diào)控以及主動(dòng)需求響應(yīng)的接入。并通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制，構(gòu)建了可中斷負(fù)荷商業(yè)化運(yùn)營(yíng)機(jī)制，積極引導(dǎo)電力市場(chǎng)主體積極參與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互動(dòng)；“基于電力大數(shù)據(jù)的能源公共服務(wù)建設(shè)與應(yīng)用工程”示范項(xiàng)目，通過(guò)開放服務(wù)的方式為政府和社會(huì)各方提供基于電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)將電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為社會(huì)公共價(jià)值的新模式，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的整合。
同時(shí)，首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目的先行先試，催生了一批綜合能源服務(wù)新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)，打破了項(xiàng)目承擔(dān)單位、地方政府、通信運(yùn)營(yíng)商、供能企業(yè)、用能客戶、汽車公司、市政企業(yè)等不同業(yè)態(tài)之間的壁壘，探索了“共建、共享、共治、共贏”的理念、方式及模式。
如：電網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的“四網(wǎng)融合”；通信塔、輸電塔的“多塔合一”；變壓站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心的“多站合一”；路燈、監(jiān)視、交通、廣播的“多桿合一”；水、電、氣、熱的“多表合一”；“能源互聯(lián)網(wǎng)的微通道——能源互聯(lián)網(wǎng)插座”；“基站閑散儲(chǔ)能模式”；“退役電池梯次利用”等等。
再如，基于“面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目”研發(fā)出的“智慧路燈”，集照明、監(jiān)控、信息發(fā)布（廣播與道路指示牌）、充電樁（手機(jī)充電與電動(dòng)車充電）、微基站、井蓋防護(hù)等十多種功能于一體，整合后的道路桿件，由原來(lái)的52桿縮減至35桿；清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院研發(fā)的“基于能源互聯(lián)網(wǎng)插座”的精細(xì)化用電管理模式及平臺(tái)，以能源的泛在通道——“插座”為抓手，將用電服務(wù)、計(jì)量和管理等功能下沉到能源系統(tǒng)最普遍的最底層——插座，并采用物聯(lián)網(wǎng)手段與大數(shù)據(jù)后端結(jié)合，在能解決公共用場(chǎng)所充電難問(wèn)題的同時(shí)，設(shè)置出多樣化的套餐服務(wù)，精細(xì)化管理用戶的用電行為、提高充電設(shè)備的利用率，也能夠服務(wù)于社區(qū)及其區(qū)域能源系統(tǒng)的“削峰填谷”和“需求側(cè)響應(yīng)”。
最后，為確保能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的健康發(fā)展，也應(yīng)注重能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的“冷思考”，如：
1. 跨界融合、加強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的集成優(yōu)化：能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵外延，涉及眾多相關(guān)技術(shù)的突破（如中低品位能源轉(zhuǎn)換技術(shù)、高效低成本的儲(chǔ)能技術(shù)、靈活柔性的低壓直流技術(shù)等等），而如何發(fā)揮多種技術(shù)之間的梯級(jí)利用、網(wǎng)絡(luò)耦合、多元互補(bǔ)以及熱電耦合與解耦，進(jìn)而打破各種技術(shù)之間的局部?jī)?yōu)化壁壘，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)各元素的“多元互動(dòng)、集成優(yōu)化”，充分釋放能源互聯(lián)網(wǎng)的“跨界”潛力；
2. 數(shù)字驅(qū)動(dòng)、深化能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理融合：物聯(lián)化已成為能源轉(zhuǎn)型的重要趨勢(shì)，通過(guò)物聯(lián)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)信息流的貫通，進(jìn)而以信息流改造能源流，充分挖掘能源的數(shù)字化價(jià)值，已是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)；
3. 因地制宜、重視政府對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的落地協(xié)調(diào)作用：政府在能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目的建設(shè)審批、機(jī)制設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理方面，特別是在不同門類工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及“能源數(shù)字礦產(chǎn)”上具很大的挖掘空間；
4. 科學(xué)組織、加快能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定：能源互聯(lián)網(wǎng)的落地涉及到物理層、信息層和應(yīng)用層諸多創(chuàng)新技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。進(jìn)而，要實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的高質(zhì)量可推廣落地，各類技術(shù)須有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范、路徑接口及評(píng)價(jià)指標(biāo)；
5. 統(tǒng)籌謀劃、倡導(dǎo)能源互聯(lián)網(wǎng)的大眾參與多元化市場(chǎng)機(jī)制：堅(jiān)持以惠民利民為中心和堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，就是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)方針。某種程度上，“輕資產(chǎn)”市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)的創(chuàng)新效益大于技術(shù)創(chuàng)新的“重資產(chǎn)”高投入回報(bào)。因此，要切實(shí)有效提升大眾參與程度，可加快形成以開放、共享為主要特征的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)。
對(duì)能源系統(tǒng)的優(yōu)化，關(guān)系到人類社會(huì)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)（Energy internet，EI）作為本次能源革命的排頭兵，其發(fā)展態(tài)勢(shì)成為引領(lǐng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的風(fēng)向標(biāo)。
能源互聯(lián)網(wǎng)，一方面提倡源側(cè)分散式可再生能源的大規(guī)模接入，統(tǒng)籌用戶側(cè)能源產(chǎn)消者，實(shí)現(xiàn)能源的雙向流動(dòng)與開源創(chuàng)造；另一方面，通過(guò)能源“硬技術(shù)”突破和“軟機(jī)制”設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)全生命周期的“能效提升”。
最終，基于“共建、共治、共享”理念，能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)打破遍及能源系統(tǒng)物理層、信息層和應(yīng)用層“環(huán)-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的各環(huán)節(jié)，以及在規(guī)劃、建模、運(yùn)行、優(yōu)化和市場(chǎng)等鏈條中的“泛在之墻”，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化與多方“共贏”。
目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究還處于快速發(fā)展和不斷完善之中，因此，本文立足我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新態(tài)勢(shì)，圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)及其示范工程中物理層、信息層和市場(chǎng)層的建設(shè)內(nèi)容，一方面，總結(jié)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的良好勢(shì)頭、做好能源互聯(lián)網(wǎng)的“熱響應(yīng)”；另一方面，看清能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遇到的困難、提供能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的“冷思考”。以期為能源互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展厘清思路、提供參考。
能源互聯(lián)網(wǎng)：以電為核心，集成冷、熱、氣等能源，具有“三橫四縱”結(jié)構(gòu)特征的能源生態(tài)網(wǎng)絡(luò)
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，也是智能電網(wǎng)發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。能源互聯(lián)網(wǎng)包容性強(qiáng)、覆蓋面廣、業(yè)態(tài)多樣。而當(dāng)前業(yè)界對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵外延的詮釋，多是基于自身學(xué)科或產(chǎn)業(yè)，不一而足。如：
1. 《T/CEC 01.1-2016 能源互聯(lián)網(wǎng) 第1部分：總則》：能源互聯(lián)網(wǎng)，以電能為核心，集成熱、冷、燃?xì)獾饶茉?，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，深度融合能源系統(tǒng)與信息通訊系統(tǒng)，協(xié)調(diào)多能源的生產(chǎn)、傳輸、分配、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、消費(fèi)及交易，具有高效、清潔、低碳、安全特征的開放式的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；
2.《關(guān)于推薦“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見（發(fā)改能源[2016]392號(hào)）》：“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（簡(jiǎn)稱能源互聯(lián)網(wǎng)）是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征；
3. 清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院：能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心與紐帶，構(gòu)建多種類型能源的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，利用互聯(lián)網(wǎng)思維與技術(shù)改造能源行業(yè)，實(shí)現(xiàn)橫向多源互補(bǔ)，縱向源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)調(diào)，能源與信息高度融合的新型（生態(tài)化）能源體系。
盡管上述有關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)的概念表述不一，但均突出了能源互聯(lián)網(wǎng)的三大基本要素：
1. 物理實(shí)體上，以電為核心，集成冷、熱、氣等能源，實(shí)現(xiàn)異質(zhì)能量流的多能互補(bǔ)與綜合利用；
2. 信息物理融合上，借助“互聯(lián)網(wǎng)”的系統(tǒng)化思維和信息化手段，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的全景感知和數(shù)據(jù)化管控；
3. 應(yīng)用交易價(jià)值上，能源技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)制設(shè)計(jì)可遍及系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行、市場(chǎng)等環(huán)節(jié)，重塑能源系統(tǒng)生產(chǎn)關(guān)系的新生態(tài)。
上述特征，可以通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的“三橫四縱”概念框架進(jìn)行通俗闡釋，即，“橫向：物理流-信息流-價(jià)值流的三流合一”；“縱向：源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)的四環(huán)協(xié)同”?？芍^，通過(guò)信息物理融合和市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)，能源互聯(lián)網(wǎng)追求突破物理層、信息層和價(jià)值層藩籬的深度交互，實(shí)現(xiàn)“三流合一”；通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃和集成優(yōu)化，能源互聯(lián)網(wǎng)追求打破“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)條塊分割的壁壘，實(shí)現(xiàn)“四環(huán)協(xié)同”。
能源互聯(lián)網(wǎng)物理層：以電為核心的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
“能源互聯(lián)網(wǎng)為何是以電能為核心，而不是以“熱能（冷能）為核心”成為能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施過(guò)程中常遇到的疑問(wèn)，特別是剛接觸能源互聯(lián)網(wǎng)概念，來(lái)自“工程熱物理與動(dòng)力工程學(xué)科”或“供熱供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程”學(xué)科，從事供暖、制冷的學(xué)者和技術(shù)人員常會(huì)如此發(fā)問(wèn)，究其原因，筆者認(rèn)為：
1. “以電能為核心，集成冷、熱、氣等能源”，該表述是一個(gè)并非具有絕對(duì)數(shù)量指標(biāo)的泛指，而是注重“電”、“熱（冷）”、“氣”在不同應(yīng)用情景下的靈活集成。
縱觀世界能源發(fā)展史，正是一個(gè)“電”、“熱（冷）”、“氣”不斷趨向融合的發(fā)展史，這正是能源互聯(lián)網(wǎng)的物理基礎(chǔ)——綜合能源系統(tǒng)的核心所在。
通過(guò)“共建、共享、共治”，能源互聯(lián)網(wǎng)打破物理層的桎梏，實(shí)現(xiàn)冷熱電氣的同步規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)物理層“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”全生命周期的多目標(biāo)優(yōu)化。
實(shí)際上，能源互聯(lián)網(wǎng)并不是一個(gè)全新的概念，而是伴隨工業(yè)革命的發(fā)展以及人類對(duì)能源系統(tǒng)的特征需求逐步發(fā)展而來(lái)的。如以第一次能源危機(jī)為起點(diǎn)，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可大致分為四個(gè)階段：孕育階段（1970-1997）、概念階段（1998-2006）、起航階段（2007-2015）、升華階段（2016-至今）。對(duì)應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的不同發(fā)展階段，雖然不同能源利用技術(shù)交叉并存，但又有所側(cè)重。
因此，能源互聯(lián)網(wǎng)孕育階段——以基于能的梯級(jí)利用的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為代表，概念階段——以基于能的因地制宜的分布式能源系統(tǒng)為代表，起航階段——以基于能的多能互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)為代表，升華階段——以基于能的互聯(lián)互濟(jì)的能源互聯(lián)網(wǎng)為代表。最終，能源互聯(lián)網(wǎng)將盡可能地逼近能源價(jià)格合理、能源供給充足和能源清潔環(huán)保的目標(biāo)。
2. 能量利用及能源特性角度，一方面，電氣化對(duì)世界能源轉(zhuǎn)型起到了重要的作用，“人均生活用電”是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，而這是由電能所具有的“小慣性”、“易傳輸”、“好轉(zhuǎn)化”特征決定的。
即相對(duì)于“冷”、“熱”、“氣”等慣性比較大的能源載體，電能的慣性小、響應(yīng)快、便于傳輸，且容易轉(zhuǎn)換成冷、熱等能源形態(tài)；另一方面，冷/熱的使用，可以間接通過(guò)電能的使用來(lái)量化。如“冷”、“熱”、“氣”等能源的傳輸與轉(zhuǎn)化，多依靠的是泵、風(fēng)機(jī)等耗電設(shè)備或鍋爐、空調(diào)、熱泵等熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備。
進(jìn)而，可以間接通過(guò)電能的耗損以及設(shè)備的性能（如泵的機(jī)械效率、鍋爐熱效率、空調(diào)制冷系統(tǒng)等）折算出“冷”、“熱”、“氣”的消耗量。
因此能源互聯(lián)網(wǎng)物理層的“熱響應(yīng)”有以下內(nèi)涵，一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)以電為核心的表述，并不意味著對(duì)于所有的能源系統(tǒng)都將全部改由電作為絕對(duì)核心，也并不意味著重視“電能”而歧視“熱（冷）能”；另一方面，應(yīng)看到，能源互聯(lián)網(wǎng)闡述的是“以電為核心，集成冷、熱、氣等能源”的整體概念，應(yīng)是因地制宜、因時(shí)制宜的。
如，我國(guó)北方寒冷地區(qū)的以“熱”為核心的區(qū)域供熱系統(tǒng)智慧化，也是能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)的具體表現(xiàn)之一。首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目——“‘互聯(lián)網(wǎng)+’在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范項(xiàng)目”，針對(duì)國(guó)內(nèi)集中供熱系統(tǒng)網(wǎng)源間信息孤立的問(wèn)題，以丹東城區(qū)集中供熱為對(duì)象，建立了一種互聯(lián)、開放、共享的網(wǎng)源一體化集中供熱系統(tǒng)，提出網(wǎng)源一體的經(jīng)濟(jì)性調(diào)控策略，初步實(shí)現(xiàn)了信息共享、智慧決策與集中控制。
而能源互聯(lián)網(wǎng)定義中的“冷思考”應(yīng)該看到，一方面，相對(duì)于電力系統(tǒng)，冷/熱能源系統(tǒng)熱慣性大且響應(yīng)慢、能源設(shè)備相對(duì)粗糙、從業(yè)人員培訓(xùn)不系統(tǒng)、運(yùn)維信息化程度不高，因此，應(yīng)冷靜看待冷/熱供能系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)研究和落地上的短板。
另一方面，電能作為二次能源，在當(dāng)前我國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，多由煤燃燒的熱功發(fā)電而來(lái)，后在通過(guò)電轉(zhuǎn)熱（冷）技術(shù)得以消費(fèi)。
如此，能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多、能源損失大。因此，應(yīng)推進(jìn)集中式和分布式齊頭并進(jìn)，不斷提高可再生能源發(fā)電技術(shù)的比例，并不斷優(yōu)化“源-荷”在能量與能級(jí)上匹配性，方能構(gòu)建高能效的能源互聯(lián)網(wǎng)終極形態(tài)。
能源互聯(lián)網(wǎng)“能源層-信息層”：以熵為視角的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
近幾年，能源互聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)業(yè)態(tài)在我國(guó)風(fēng)起云涌，如“泛能網(wǎng)”、“綜合能源系統(tǒng)（服務(wù)）”、“多能流（源）系統(tǒng)”、“智慧能源”、“虛擬電廠”、“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)一體化”、“多能互補(bǔ)”、“風(fēng)光水火儲(chǔ)”、“新一代電力系統(tǒng)”、“冷熱電聯(lián)供”、“微能源網(wǎng)”、“總能系統(tǒng)”、“微電網(wǎng)”、“分布式能源”、“能源產(chǎn)消者”、“區(qū)塊鏈能源”、“自能源”、“智能電網(wǎng)”、“能源互聯(lián)平臺(tái)”、“需求側(cè)響應(yīng)”等等。
2019年，國(guó)家電網(wǎng)公司也提出了以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為抓手，打造“樞紐型、平臺(tái)型和共享型”的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的愿景。
一下子，“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)熱”漫延在整個(gè)能源界，也帶動(dòng)了對(duì)“（能量）信息物理融合系統(tǒng)”概念的熱議。同時(shí)，國(guó)網(wǎng)公司相關(guān)專家和業(yè)界也給出了“能源互聯(lián)網(wǎng)=堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)+泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的范式框架。那么，就能源系統(tǒng)而言，能量信息物理系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的差異在哪？筆者試從熵的角度給予解釋。
如圖1所示，從“熵”的角度看（熵，熱力學(xué)中表征物質(zhì)狀態(tài)的參量之一，其物理意義，是體系混亂程度的度量），一方面，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)涉及的能的轉(zhuǎn)換、傳輸及儲(chǔ)存，都會(huì)存在著內(nèi)外部的能量不可逆損失，是一個(gè)能量?jī)r(jià)值不斷貶低的熱力學(xué)“熵增”過(guò)程；另一方面，要構(gòu)建物理信息融合的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，旨在強(qiáng)調(diào)，在能源的使用、交換過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量有用的信息，而這些新的有用的信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)挖掘后，可用以指導(dǎo)能量流的重構(gòu)與優(yōu)化，可以看成是一個(gè)增加價(jià)值的“負(fù)熵”過(guò)程。
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圖1 從熵的角度看能源互聯(lián)網(wǎng)及國(guó)網(wǎng)的“三型兩網(wǎng)”
盡管對(duì)信息熵和熱力學(xué)熵，目前尚難以具有共識(shí)的權(quán)重和方法進(jìn)行量化、統(tǒng)一，但對(duì)信息物理融合系統(tǒng)，可看做是在利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息流“負(fù)熵”理念和技術(shù)，去進(jìn)一步降低堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)中的熱力學(xué)“熵增”，使其熵增過(guò)程盡可能減慢，甚至追求能量系統(tǒng)熵的增速接近到零。
因此，可以認(rèn)為，泛在電力物理網(wǎng)，就是要實(shí)現(xiàn)不同綜合能源系統(tǒng)內(nèi)外部能源信息的聯(lián)通和共享，以有效支撐能量的供需互動(dòng)與有序配置；并且信息流將貫穿于能源互聯(lián)網(wǎng)的全生命周期，包括其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)控、維護(hù)、資產(chǎn)管理和資產(chǎn)評(píng)估與交易，等等。
具體來(lái)說(shuō)，需要將沒(méi)有連接的設(shè)備、客戶都連接起來(lái)，沒(méi)有貫通的業(yè)務(wù)都貫通起來(lái)，沒(méi)有共享的數(shù)據(jù)都即時(shí)共享出來(lái)，形成跨專業(yè)數(shù)據(jù)的共享共用生態(tài)，將過(guò)去沒(méi)有用好的數(shù)據(jù)價(jià)值都挖掘出來(lái)。
因此，能源互聯(lián)網(wǎng)信息層的“熱響應(yīng)”，即，要看到堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的互補(bǔ)性。除了物理層基于能的梯級(jí)利用、能的因地制宜、能的多能互補(bǔ)和能的互聯(lián)互濟(jì)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)熵增的降低外，借助信息層“云大物移智”技術(shù)，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”全鏈條交互的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”甚至“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”，將是現(xiàn)階段及未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)“熵增降速”的關(guān)鍵一環(huán)。
而能源互聯(lián)網(wǎng)信息層的“冷思考”，即看到能源互聯(lián)網(wǎng)與信息物理融合系統(tǒng)的統(tǒng)一性。能源互聯(lián)網(wǎng)可看作是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的合集，而能源界的信息物理融合系統(tǒng)，則可理解為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的交集。
同時(shí)，當(dāng)信息物理融合系統(tǒng)的能量流與信息流實(shí)現(xiàn)高度融合且物理空間邊界不斷擴(kuò)大，在特定的能源系統(tǒng)時(shí)空尺度下，信息物理融合系統(tǒng)或與能源互聯(lián)網(wǎng)收斂到統(tǒng)一，即形成具備自我“新陳代謝”的能源生態(tài)。
能源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層：技術(shù)與機(jī)制的“熱響應(yīng)”與“冷思考”
2016起，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等部門，陸續(xù)批準(zhǔn)了4批增量配電網(wǎng)項(xiàng)目、首批23個(gè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程、28個(gè)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目、首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目，遍布全國(guó)31個(gè)省、直轄市和自治區(qū)，標(biāo)志著能源互聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入先行先試的發(fā)展階段。
其中，作為撬動(dòng)新一輪能源革命的重要支點(diǎn)，首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。
2019年3月，我國(guó)《國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展白皮書2018》發(fā)布，從國(guó)家層面系統(tǒng)構(gòu)建了我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指標(biāo)體系，梳理了能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)現(xiàn)狀。2019年6月，由央企集團(tuán)（公司）牽頭的首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目也通過(guò)驗(yàn)收。
整體來(lái)看，首批落地的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，在關(guān)鍵技術(shù)與市場(chǎng)機(jī)制、綜合能源服務(wù)與大眾參與等方面開展了探索性工作，有力推動(dòng)了能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的發(fā)展，這些，都是對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層“熱響應(yīng)”的積極體現(xiàn)。
關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)方面：“支持能源消費(fèi)革命城市園區(qū)雙級(jí)‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項(xiàng)目”，啟動(dòng)的多端交直流混合柔性配網(wǎng)互聯(lián)工程，通過(guò)采用世界最大容量±10千伏等級(jí)中壓柔直換流閥、首創(chuàng)應(yīng)用三端口直流斷路器、世界最大容量±10千伏三端口直流變壓器，實(shí)現(xiàn)了供電區(qū)域互聯(lián)互濟(jì)，促進(jìn)分布式可再生能源的友好接入，提升電網(wǎng)資源使用效率和電能質(zhì)量，如圖4所示；“‘互聯(lián)網(wǎng)+’在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范項(xiàng)目”，研發(fā)了新型凝抽背供熱技術(shù)、“一站一優(yōu)化曲線”智能調(diào)節(jié)技術(shù)，并與熱電聯(lián)產(chǎn)、吸收式熱泵、電蓄熱技術(shù)耦合，形成“源-網(wǎng)-荷”一體化集中智慧供熱系統(tǒng)。
關(guān)鍵機(jī)制及策略方面：“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)示范工程”，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”市場(chǎng)化模式的源網(wǎng)荷儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了非工業(yè)柔性負(fù)荷調(diào)控、工業(yè)剛性負(fù)荷調(diào)控以及主動(dòng)需求響應(yīng)的接入。并通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制，構(gòu)建了可中斷負(fù)荷商業(yè)化運(yùn)營(yíng)機(jī)制，積極引導(dǎo)電力市場(chǎng)主體積極參與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互動(dòng)；“基于電力大數(shù)據(jù)的能源公共服務(wù)建設(shè)與應(yīng)用工程”示范項(xiàng)目，通過(guò)開放服務(wù)的方式為政府和社會(huì)各方提供基于電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)將電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為社會(huì)公共價(jià)值的新模式，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的整合。
同時(shí)，首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目的先行先試，催生了一批綜合能源服務(wù)新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)，打破了項(xiàng)目承擔(dān)單位、地方政府、通信運(yùn)營(yíng)商、供能企業(yè)、用能客戶、汽車公司、市政企業(yè)等不同業(yè)態(tài)之間的壁壘，探索了“共建、共享、共治、共贏”的理念、方式及模式。
如：電網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的“四網(wǎng)融合”；通信塔、輸電塔的“多塔合一”；變壓站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心的“多站合一”；路燈、監(jiān)視、交通、廣播的“多桿合一”；水、電、氣、熱的“多表合一”；“能源互聯(lián)網(wǎng)的微通道——能源互聯(lián)網(wǎng)插座”；“基站閑散儲(chǔ)能模式”；“退役電池梯次利用”等等。
再如，基于“面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目”研發(fā)出的“智慧路燈”，集照明、監(jiān)控、信息發(fā)布（廣播與道路指示牌）、充電樁（手機(jī)充電與電動(dòng)車充電）、微基站、井蓋防護(hù)等十多種功能于一體，整合后的道路桿件，由原來(lái)的52桿縮減至35桿；清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院研發(fā)的“基于能源互聯(lián)網(wǎng)插座”的精細(xì)化用電管理模式及平臺(tái)，以能源的泛在通道——“插座”為抓手，將用電服務(wù)、計(jì)量和管理等功能下沉到能源系統(tǒng)最普遍的最底層——插座，并采用物聯(lián)網(wǎng)手段與大數(shù)據(jù)后端結(jié)合，在能解決公共用場(chǎng)所充電難問(wèn)題的同時(shí)，設(shè)置出多樣化的套餐服務(wù)，精細(xì)化管理用戶的用電行為、提高充電設(shè)備的利用率，也能夠服務(wù)于社區(qū)及其區(qū)域能源系統(tǒng)的“削峰填谷”和“需求側(cè)響應(yīng)”。
最后，為確保能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的健康發(fā)展，也應(yīng)注重能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的“冷思考”，如：
1. 跨界融合、加強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的集成優(yōu)化：能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵外延，涉及眾多相關(guān)技術(shù)的突破（如中低品位能源轉(zhuǎn)換技術(shù)、高效低成本的儲(chǔ)能技術(shù)、靈活柔性的低壓直流技術(shù)等等），而如何發(fā)揮多種技術(shù)之間的梯級(jí)利用、網(wǎng)絡(luò)耦合、多元互補(bǔ)以及熱電耦合與解耦，進(jìn)而打破各種技術(shù)之間的局部?jī)?yōu)化壁壘，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)各元素的“多元互動(dòng)、集成優(yōu)化”，充分釋放能源互聯(lián)網(wǎng)的“跨界”潛力；
2. 數(shù)字驅(qū)動(dòng)、深化能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理融合：物聯(lián)化已成為能源轉(zhuǎn)型的重要趨勢(shì)，通過(guò)物聯(lián)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)信息流的貫通，進(jìn)而以信息流改造能源流，充分挖掘能源的數(shù)字化價(jià)值，已是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)；
3. 因地制宜、重視政府對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的落地協(xié)調(diào)作用：政府在能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目的建設(shè)審批、機(jī)制設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理方面，特別是在不同門類工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及“能源數(shù)字礦產(chǎn)”上具很大的挖掘空間；
4. 科學(xué)組織、加快能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定：能源互聯(lián)網(wǎng)的落地涉及到物理層、信息層和應(yīng)用層諸多創(chuàng)新技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。進(jìn)而，要實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的高質(zhì)量可推廣落地，各類技術(shù)須有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范、路徑接口及評(píng)價(jià)指標(biāo)；
5. 統(tǒng)籌謀劃、倡導(dǎo)能源互聯(lián)網(wǎng)的大眾參與多元化市場(chǎng)機(jī)制：堅(jiān)持以惠民利民為中心和堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，就是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)方針。某種程度上，“輕資產(chǎn)”市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)的創(chuàng)新效益大于技術(shù)創(chuàng)新的“重資產(chǎn)”高投入回報(bào)。因此，要切實(shí)有效提升大眾參與程度，可加快形成以開放、共享為主要特征的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)。
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