能源互聯(lián)網(wǎng)離不開互聯(lián)網(wǎng)，或者說離不開ICT及電子技術(shù)。近十年來ICT及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，是能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0以及人工智能的最基層使能技術(shù)、使能條件?，F(xiàn)在我們看德國的工業(yè)4.0、中國的兩化融合，以及萬物互聯(lián)的演變，歸根到底是ICT和電子技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)使得電子器件的成本大規(guī)模的降低，同時性能大幅上升。如果根據(jù)摩爾自己當(dāng)初提出摩爾定律時候也不過定律有效期在十年之內(nèi)，但沒有想到35年了摩爾定律還在發(fā)展，并且新的技術(shù)的涌現(xiàn)，不斷延續(xù)著摩爾定律的神話，未來，ICT及電子技術(shù)的發(fā)展還會延續(xù)下去。任何一項(xiàng)商業(yè)應(yīng)用技術(shù)都要放在進(jìn)化的語境內(nèi)來探討，能源互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)也不例外。

 

    互聯(lián)網(wǎng)的未來

 

    互聯(lián)網(wǎng)的未來怎么走？第一方向是通信技術(shù)的進(jìn)化，像FTTX技術(shù)、LTE技術(shù)等，更快更好的通信是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展永遠(yuǎn)的方向。

 

    第二是物聯(lián)網(wǎng)(IOT)，包括數(shù)量龐大的設(shè)備的管理機(jī)制，傳感器網(wǎng)絡(luò)的收集，整合，處理和分析技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)控制決策優(yōu)化技術(shù)，在萬物互聯(lián)的背景下如何管理百億數(shù)量級的設(shè)備，并使其產(chǎn)生正的商業(yè)效益和社會效益呢？此時，物聯(lián)網(wǎng)和云計算以及人工智能的結(jié)合就顯得尤為重要。通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)的優(yōu)化，判斷數(shù)據(jù)是否有用還有怎么用，以及對歷史數(shù)據(jù)和橫向數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析和比較。

 

    第三個方向是物聯(lián)網(wǎng)，目的是處理不同利益相關(guān)者之間錯綜復(fù)雜的商業(yè)關(guān)系，以及建立創(chuàng)新的商業(yè)模式，第四個方向是云計算，實(shí)現(xiàn)私人云和公共云的靈活切換，并且商業(yè)模式將向“軟件即服務(wù)”和“硬件即服務(wù)”發(fā)展，尤其是后者。

 

    能源和未來互聯(lián)網(wǎng)的碰撞

 

    未來互聯(lián)網(wǎng)和能源碰撞之后會有什么？第一是廣泛的連接。各種設(shè)備實(shí)現(xiàn)端對端的連接，比如分布式能源、樓宇管理系統(tǒng)、電動汽車、智能家居等，如果能夠讓任何設(shè)備、組織實(shí)現(xiàn)端對端的連接，會產(chǎn)生不可思議的效果。

 

    其次是管理。能源互聯(lián)網(wǎng)會接入巨量的設(shè)備并產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù)，怎么管理和利用這些數(shù)據(jù)和設(shè)備，是未來互聯(lián)網(wǎng)幫我們解決的問題之一。能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)更多功能，比如設(shè)備身份登記，大數(shù)據(jù)分析，網(wǎng)格管理以及分布式處理。

 

    第三是服務(wù)?，F(xiàn)在的商業(yè)模式還是基于產(chǎn)品的，尤其在一些制造業(yè)，基于設(shè)備或者基于硬件的商業(yè)模式，而在電力行業(yè)，商業(yè)模式也是基于產(chǎn)品的，這個產(chǎn)品就是電力。未來互聯(lián)網(wǎng)能夠支持新的基于信息的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，比如電力消費(fèi)者和電力生產(chǎn)者指尖，以及消費(fèi)者和消費(fèi)者，生產(chǎn)者和生產(chǎn)者之間的信息共享，設(shè)施共享，即時合作，費(fèi)用實(shí)時和跨期分?jǐn)?，動態(tài)電價和計費(fèi)服務(wù)等。

 

    第四是智能。當(dāng)人工智能注入到物聯(lián)網(wǎng)的時候會發(fā)生有意思的變化，這也是非常值得關(guān)注的。系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電設(shè)施，儲能設(shè)施，企業(yè)和家庭內(nèi)每一臺用能設(shè)備和電動汽車，都可以智能化，智能化之后，設(shè)備和設(shè)備，設(shè)備和系統(tǒng)之間可以進(jìn)行溝通和協(xié)作，自我管理。

 

    最后是安全和隱私。我們談能源互聯(lián)網(wǎng)，談任何和ICT相關(guān)應(yīng)用的永遠(yuǎn)離不開安全和隱私，這也是我認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)將來可能會面臨最大的瓶頸。

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)的主要組成部分

 

 

    用能設(shè)備：SmartFacility

 

    Smart Facility涵蓋了樓宇能源管理系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、工業(yè)節(jié)能系統(tǒng)等。這些都是能源互聯(lián)網(wǎng)重要的末端環(huán)節(jié)，是主要用能設(shè)備，也是虛擬電廠的組成部分。

 

    儲能設(shè)備：E-Mobility

 

    電動汽車將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)組成部分，既是主要用能設(shè)備，也是重要的分布式儲能單元。

 

    微電網(wǎng)

 

    在能源互聯(lián)網(wǎng)里，微電網(wǎng)是小區(qū)域中“發(fā)電設(shè)備/用電設(shè)備/儲能設(shè)備/配電網(wǎng)”之間的完美結(jié)合點(diǎn)，具備柔性，可擴(kuò)展，健壯并且低成本的特征。通過模塊化設(shè)計，應(yīng)用和服務(wù)都是弱耦合，用電設(shè)備和電源設(shè)備可以靈活的接入。

 

    輸配電網(wǎng)

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)的輸配電網(wǎng)將由高度可靠、強(qiáng)壯、安全的配電網(wǎng)架構(gòu)組成，并且能夠柔性兼容分布式能源的輸入和配送，對全局電力形成網(wǎng)格化管理。

 

    電力交易市場

 

    電力交易是能源互聯(lián)網(wǎng)重要的革新環(huán)節(jié)?；趯＞W(wǎng)或者因特網(wǎng)的電力交易市場，不僅提供交易服務(wù)，還提供需求預(yù)測，設(shè)備管理，電力期貨交易等服務(wù)。

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)是“安全、穩(wěn)定、可靠的自適應(yīng)、實(shí)用性智能生態(tài)系統(tǒng)”

 

    隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬物理系統(tǒng)(CPS)等技術(shù)的不斷革新，能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自我管理已并非難題，“自適應(yīng)”將表現(xiàn)為不同能源和用能設(shè)備能夠在一張網(wǎng)內(nèi)和諧運(yùn)作，并且保持系統(tǒng)的高可靠性和電力供應(yīng)的高質(zhì)量，通過本地層面的決策就能夠?qū)崿F(xiàn)管理。此外，利用大數(shù)據(jù)，云計算和智能技術(shù)，能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備的智能化，并在控制和交互上能夠?qū)崿F(xiàn)跨系統(tǒng)和跨設(shè)備。在能源互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行過程中，通過監(jiān)控和傳感提高資產(chǎn)效用，成功減少不必要冗余。而最根本的輸配環(huán)節(jié)，能源互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)將必須具備極高穩(wěn)定性、可靠性以及能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模新能源并網(wǎng)，成為即插即用，即插即發(fā)的柔性電網(wǎng)，同時還必須保證使用信息合規(guī)合法，確保網(wǎng)絡(luò)不被入侵，無論是物理侵入還是網(wǎng)絡(luò)侵入。

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來的巨變

 

 

    全局輸配電系統(tǒng)監(jiān)控

 

    目前電網(wǎng)管理者對輸配電系統(tǒng)的監(jiān)控能力是比較弱的，低壓配電端是監(jiān)控不到的。例如，郴州08年雪災(zāi)的時候由于不清楚斷電地點(diǎn)，無法在最快的時間解決故障，更不具備輸配資產(chǎn)遠(yuǎn)程管理能力，無法監(jiān)測輸配電設(shè)施的健康程度，無法提前預(yù)防以避免類似的事故發(fā)生。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，輸配電系統(tǒng)的全局監(jiān)控能夠快速發(fā)現(xiàn)故障、精確定位，甚至實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動修復(fù)，大大提高電網(wǎng)的可靠性和安全性，舉例來說，傳感器可以在設(shè)備發(fā)生故障時，立即發(fā)出警告給維修人員，甚至可以在設(shè)備還沒發(fā)生故障時，就能通過智能分析技術(shù)，判斷設(shè)備何時會發(fā)生故障，并向管理者和維修者發(fā)出預(yù)警以及維修和更換建議。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)將提供更詳細(xì)的實(shí)時發(fā)電及用電信息，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)發(fā)電端的電力消費(fèi)，達(dá)到需求側(cè)管理的最高境界。

 

    自動高效的智能建筑

 

    利用開放共享的ICT技術(shù)和接口可擴(kuò)展的智能軟硬件，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有樓宇整體和各子系統(tǒng)的自動化和智能化。現(xiàn)在那些現(xiàn)有的建筑若沒有預(yù)設(shè)端口，很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。就像手機(jī)硬件通過下載一個軟件就可以更改版本，已有建筑和新建智能建筑能在快速的更新?lián)Q代中無縫接入能源互聯(lián)網(wǎng)的最科學(xué)辦法也是設(shè)計中就預(yù)留可擴(kuò)展的接口。在智能建筑中，樓宇管理系統(tǒng)(BMS)和其他ICT基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)，比如電話和寬帶，需要融為一體，以減少基礎(chǔ)設(shè)施的投資，實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)在有一些公司比如Honeywell、西門子都有專門的團(tuán)隊(duì)做BMS。更重要的是，同ICT基礎(chǔ)設(shè)施一體化的BMS系統(tǒng)能夠提供更多的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更有效率的服務(wù)，達(dá)到自組態(tài)、自管理的目標(biāo)。同時，其系統(tǒng)可擴(kuò)展，方便更新和維護(hù)。

 

    大規(guī)模商業(yè)電動車

 

    在能源互聯(lián)網(wǎng)體系中，電動車的基礎(chǔ)設(shè)施(如充電樁)將廣泛存在，并同其他基礎(chǔ)設(shè)施完美融合，具備車型通用性能良好，服務(wù)主體多元化等特點(diǎn)。通用的ICT平臺打造出電動車價值鏈參與者之間的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)關(guān)系和強(qiáng)互動，商業(yè)模式消費(fèi)電子化和互聯(lián)網(wǎng)化，電動車成為一款大型的智能硬件。電動車將同電力系統(tǒng)完美融合，成為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心之一，發(fā)揮儲能，用能，調(diào)峰的多元作用，這將賦予消費(fèi)者參與到電力市場交易中的契機(jī)。

 

    目前電力市場基本是簡單的電力交易過程，主要是電廠和電網(wǎng)之間的交易，或電廠和大用電的直接交易，普通消費(fèi)者的參與幾乎可以忽略。北京用電的整體負(fù)荷是多少、北京有多少發(fā)電設(shè)施可以作為備用電源等等，這些不僅是消費(fèi)者，甚至直購電大用戶作為電力市場的直接參與者都無法知道。如此一來，消費(fèi)者無法做出最優(yōu)決策，特別是消費(fèi)者的智能設(shè)備只有通過分析這些信息之后才能做出決策。同時，電力交易和其他商品交易不一樣，電力的需求是即時的，參與性非常重要。在能源互聯(lián)網(wǎng)體系，這一切都將成為可能。

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)的4種商業(yè)模式

 

    以聚合器(Aggregator)為中心

 

    Aggregator 是專門為能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所提出的一個類似于“中間人”的概念，可以作為電源與電網(wǎng)，消費(fèi)者和電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)者，使得分散獨(dú)立的設(shè)施和消費(fèi)者通過集成體的方式成為對電網(wǎng)“可見”的分布式電源/儲能/負(fù)荷，參與到系統(tǒng)運(yùn)行過程中。

 

    以微網(wǎng)為中心

 

    微網(wǎng)可以看作小型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)局部的功率平衡和優(yōu)化，同時具有并網(wǎng)和獨(dú)立運(yùn)行能力;在宏觀角度上，微網(wǎng)可以看作是配電系統(tǒng)中一個“虛擬”的電源或負(fù)荷將分布式電源。以微網(wǎng)形式接入電網(wǎng)中并網(wǎng)運(yùn)行，能提高小型分布式電源的利用效率和參與電力市場的能力;減少分布式電源的間歇性對電力系統(tǒng)的影響;提高分布式電源輔助電網(wǎng)運(yùn)行的能力;提高供電可靠性。

 

    以設(shè)備管理為中心

 

    以交易市場為中心

 

    能源互聯(lián)網(wǎng)典型項(xiàng)目

 

    EPLACE 項(xiàng)目

 

 

    EPLACE為物業(yè)管理者和居住者提供一個建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的合作平臺以及基于平臺的數(shù)據(jù)。在這個平臺上，各種解決方案，方案提供者和方案效果都能得到用戶和專家的點(diǎn)評。項(xiàng)目內(nèi)的建筑用能數(shù)據(jù)會及時分享在ISEA的平臺上，作為該棟建筑節(jié)省能耗的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，項(xiàng)目在試運(yùn)行期間能夠?yàn)槲飿I(yè)節(jié)省15%的能耗。

 

    IoE項(xiàng)目

 

 

    IOE項(xiàng)目將電動汽車作為未來電網(wǎng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施。底層架構(gòu)是分布式嵌入系統(tǒng)、結(jié)合電力電子、IC、傳感器、處理單元、存儲技術(shù)、算法和軟件。IOE項(xiàng)目的電網(wǎng)將依賴于小規(guī)模的，能夠即插即用的本地電源和儲能系統(tǒng)。用能設(shè)備(如電動車，建筑物，電子設(shè)備和家用電器)能夠隨時接入IOE，并能夠使用各種電力來源，比如光伏，風(fēng)電和水電。

 

    S4ECoB 項(xiàng)目

 

 

    S4ECoB項(xiàng)目能夠融合將現(xiàn)有的先進(jìn)HVAC和照明技術(shù)(比如固態(tài)照明，熱泵技術(shù)，風(fēng)光互補(bǔ)等技術(shù))同ICT技術(shù)無縫融合。并結(jié)合其他相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(比如主要有安防，氣體檢測，智能家居)。并利用最優(yōu)化的算法和自動化控制技術(shù)，最大化的減少系統(tǒng)能耗。S4ECoB平臺也具有一定人工智能，能從之前的操作和情景中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，通過互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時負(fù)荷平衡，并根據(jù)建筑和天氣，進(jìn)行個性化的調(diào)整。