今年的政府工作報告突出了互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要地位，報告明確指出：要制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展。報告引發(fā)了各行各業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的極大關注，未來產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合將貫穿相關行業(yè)業(yè)務的主線。
能源行業(yè)是第三次工業(yè)革命的引領者，智能電網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+”的具體體現(xiàn)，“互聯(lián)網(wǎng)+”必將給電網(wǎng)帶來技術(shù)應用、服務模式、發(fā)展理念等方面的變化。
“互聯(lián)網(wǎng)+能源”意味著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)合，借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展電網(wǎng)核心技術(shù)，能夠加強用戶體驗感，促進價值共享，打破行業(yè)發(fā)展邊界，提高能源利用效率，實現(xiàn)真正意義上的能源資源共享，構(gòu)建和諧的能源網(wǎng)絡環(huán)境。能源互聯(lián)網(wǎng)將是未來電網(wǎng)發(fā)展的特征。
未來的能源管理是以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎，以“保證區(qū)域能源可靠供應，實現(xiàn)區(qū)域能源協(xié)調(diào)供給”為目標，并以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源―網(wǎng)―荷”互動的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡。它能夠建立合理的能源分配與節(jié)能策略，降低用能開支，保障能源的持續(xù)可靠供應，確保終端用能安全，實現(xiàn)區(qū)域多種能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理。
能源互聯(lián)網(wǎng)
能源互聯(lián)網(wǎng)是以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎，利用新型清潔能源與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過微網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)能源存儲與共享的多級分布式開放系統(tǒng)。
其借鑒了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的層次劃分方法，將網(wǎng)絡共分為4個層次。在以傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡、智能電網(wǎng)保證能源傳輸轉(zhuǎn)移的電網(wǎng)潮流層之上，網(wǎng)絡通信層和信息融合層將利用現(xiàn)代化“信息打包”技術(shù)，最終將能源與信息標記為最基本的能量信息流，以供余能交易層消費與收納。
若以互聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)相比較，能源互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡通信層以保證網(wǎng)絡傳輸通信為目的，組成了能源互聯(lián)網(wǎng)最基本的“路由層”，以保證余能交易層實體間信息通信與能量轉(zhuǎn)移。
在能源互聯(lián)網(wǎng)中，路由層和余能交易層功能分別對應實體“能源路由器”的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能和“微電網(wǎng)”的能源選擇與交易。
其中，微網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單元，通過新能源的采集、轉(zhuǎn)換、匯集、存儲、消納形成最基本的“能源局域網(wǎng)”。在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，微網(wǎng)將作為能源互聯(lián)網(wǎng)中的 “微商”，驅(qū)動著能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展;能源路由器以保障能源信息高效安全轉(zhuǎn)移為目標，實現(xiàn)規(guī)范化、軟件可定義化的能源信息路由控制系統(tǒng)，是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心控制單元。
國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞在2015年2月3日出版了《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書，受到業(yè)界很多官員和院士的高度評價，包括一些省委書記和省長都在極度贊揚。劉總暢想：全球能源互聯(lián)網(wǎng)將是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)，以輸送清潔能源為主導，全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)。將由跨國跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國各電壓等級電網(wǎng)的國家泛在智能電網(wǎng)構(gòu)成，連接“一極一道”和各洲大型能源基地，適應各種分布式電源接入需要，能夠?qū)L能、太陽能、海洋能等清潔能源輸送到各類用戶，是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，也是實施“兩個替代”的關鍵。
這里說的“二個替代”是至清潔能源對化石能源的替代，以及電能對其他能源的替代。“一極一道”是指風能豐富的北極地區(qū)和光能豐富的赤道附近地區(qū)。顯而易見，這一能源互聯(lián)網(wǎng)是基于工業(yè)思維追求規(guī)模效益的認識，與我們所說的“因地制宜、因需而設、就地取材、就近供能、自下而上、參與互動”的互聯(lián)網(wǎng)思維下的能源互聯(lián)網(wǎng)是完全逆向的思維能源互聯(lián)網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。
(1)可再生能源作為主要能源廉價供應，并合理聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、利用
以數(shù)據(jù)形式存在于信息互聯(lián)網(wǎng)上的信息，其實是非常廉價且可以挖掘的，但是，能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載荷–能量，卻只能從自然界中開采。而且還存在著成本高(相比信息而言)等等問題。
所以要滿足互聯(lián)網(wǎng)的特點，要保障精心構(gòu)建的“能源互聯(lián)網(wǎng)”有米下鍋，必須讓它能消化基本“無窮盡”供應的風能、太陽能等。
但由于這些渠道的能量供應有非常強的隨機性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的并入電網(wǎng)，或用其他形式高效利用起來，還是一件很困難的事情。
當然這更是環(huán)境保護、節(jié)能減排方面的需要。
平臺依靠PC、智能移動設備的等個人接入者，在信息互聯(lián)網(wǎng)接入者的數(shù)量上占絕大多數(shù);IT業(yè)者用幾十年時間構(gòu)建了一套由通訊協(xié)議、路由器、交換機、數(shù)據(jù)庫、服務器等等一系列軟硬件設施組成的龐大系統(tǒng)，是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。
能源互聯(lián)網(wǎng)想要達到這樣的運轉(zhuǎn)效率，需要的技術(shù)準備只多不少：比如需要一個極強的信息流處理能力，用來預測和監(jiān)視消費者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應變化;同時它還要指揮相應的能量調(diào)配部門完成上載與下載能源的分流與整合等等。數(shù)據(jù)和習慣都是超大規(guī)模的。
然后，還需要一個極強的能量流處理能力。以智能電網(wǎng)為例，設想中，它需要7*24小時完成功率以億千瓦計的電流變、輸、配調(diào)節(jié)，而且還必須滿足實時的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分布式清潔能源和市場競爭兩個超復雜的變量。
(3)類似互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源共享實現(xiàn)
信息互聯(lián)網(wǎng)的一大魅力就在于它能夠打破地域的限制，因為信息傳輸?shù)拈T檻和成本都相對較低。
但當我們開始依靠現(xiàn)有的技術(shù)輸送能量的時候，損耗問題就相當嚴重了。于是人們不得不考慮手段來降低損耗，這些方法要么單位成本極高(如直接運輸，這個過程本身就要消耗大量的燃料)，要么建設成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術(shù))。
(4)能源的移動互聯(lián)實現(xiàn)
移動互聯(lián)是目前互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個重要趨勢，但是類比到能量上，就完全是另一回事了。
可以便攜的能量轉(zhuǎn)換裝置，要么效率太低(如內(nèi)燃機)，要么太貴且用起來麻煩(如燃氣機)，要么就是我們“喂不飽”(如電機);儲能問題是老生常談的老大難; 無線充電技術(shù)雖然在已經(jīng)能夠給很多小的智能設備充電了，但是大規(guī)模應用上仍然問題多多，最簡單的一問：那么多電磁能量散播到空間里，輻射誰受得了?
電動汽車，它的航程、方便性和可靠性等等，真能和同價位傳統(tǒng)的汽油車一比了么?
能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)案例：C3能源分析引擎平臺
美國C3energy公司以自行研發(fā)的C3數(shù)據(jù)集成器(C3DataIntegrator)為基礎，整合來自公用事業(yè)公司內(nèi)部和其他第三方的超過22種數(shù)據(jù)，包括公用事業(yè)公司擁有的儀表數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)，第三方或用戶的建筑物特性、企業(yè)運營情況、地理信息數(shù)據(jù)等，形成自己的分析引擎 ――C3EnergyAnalyticsEngine，提供電網(wǎng)實時監(jiān)測和即時數(shù)據(jù)分析。
C3能源分析引擎平臺 (C3EnergyAnalyticsEngine)將多個分散電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在云平臺上，與工業(yè)標準、天氣預報、樓宇信息、持久協(xié)議和其他外部的數(shù)據(jù)相結(jié)合;基于該平臺開發(fā)了3個分析工具，分別是C3電網(wǎng)分析(C3EnergyGridAnalytics)、C3石油天然氣分析 (C3EnergyOil&GasAnalytics)和C3用戶分析(C3EnergyCustomerAnalytics)，以及多個應用 APP。
C3電網(wǎng)分析主要服務于供應側(cè)的諸如公用事業(yè)公司、調(diào)度機構(gòu)、輸配電公司等智能電網(wǎng)擁有者、操作者、使用者，用于電網(wǎng)運營中降低成本、預測并應對系統(tǒng)故障、掌握用戶耗能情況等。C3電網(wǎng)分析逐步形成了智能儀器控制、資產(chǎn)保護、預測性維護、需求響應分析、負荷預測等10種成熟的解決方案。
C3電力用戶分析工具是雙向的，一方面面向公共事業(yè)公司，幫助其了解用戶用能情況，合理設計需求響應方案，提供能源投入冗余分析、能耗基準點、電力用戶空間視圖等服務類應用;另一方面通過公共事業(yè)公司授權(quán)面向用戶，用戶可以借此進行能耗管理，響應需求管理，調(diào)整自己的能耗安排。
所有解決方案的數(shù)據(jù)結(jié)果均會被C3分析引擎可視化，供應側(cè)和需求側(cè)的使用者都可以通過C3提供的軟件界面直觀地看到這些結(jié)果，他們也可以通過C3直接進行操作。
由于C3主要面向公用事業(yè)公司提供云平臺和軟件服務，合作一旦達成，相當于C3要成為該公用事業(yè)公司管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)的一個“全方位管家”――從輸電線到變電站到終端用戶的儀表，以及該區(qū)域電網(wǎng)歷史記錄統(tǒng)統(tǒng)都要納入風險管理。這就決定了每一項合作的展開一定會是長時間、大規(guī)模的。所開發(fā)的系統(tǒng)已在美國的巴爾的摩燃氣電力公司(BGE)、太平洋燃氣電力公司、東北電力公司(NortheastUtilities)等投入應用Opower通過消費數(shù)據(jù)分析用戶用電行為。
美國的Opower公司是于2007年創(chuàng)辦的一家能源數(shù)據(jù)分析公司。Opower與電氣公司合作，獲取家庭消費者的能源使用數(shù)據(jù)，為電氣公司提供面向消費群體的節(jié)能方案，包括通過移動端推送能源賬單，群發(fā)節(jié)能貼士類郵件，提供管控家用恒溫器的軟件服務等等。
Opower 引以為傲的是它的云平臺以及數(shù)據(jù)整合能力。它從所服務的公用事業(yè)公司取得大量的家庭能耗數(shù)據(jù)，整合行為科學理論、房齡信息、周邊天氣等，運用自己的軟件系統(tǒng)進行用能分析，建立家庭耗能檔案，并通過綜合分析提出節(jié)能建議。Opower幫助售電公司發(fā)送給用戶電力賬單，通過個人歷史比較、鄰里比較來激發(fā)用戶節(jié)能的意愿。這種方式讓用戶看到自己的電費在下降的時候，對環(huán)保的售電公司滿意度不斷增長。同時，Opower又幫助售電公司進行需求側(cè)響應，發(fā)送短信給用戶勸其避免在電力高峰時刻進行洗衣、制冷等高耗能活動。對于售電公司來說，這樣一個通知系統(tǒng)簡單粗暴、無需任何硬件設備，卻在美國實現(xiàn)了3%的負荷轉(zhuǎn)移。
和其他以“智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)”、“云處理”為噱頭的創(chuàng)新型公司比起來，成立時間僅比Facebook晚3年、比Twitter晚1年的Opower，更具互聯(lián)網(wǎng)公司的氣質(zhì)――關心用戶卷入和粘性、注重個性化，把能源領域里往往最容易被忽視的家庭小用戶作為了自己開疆拓土的方向。
AutoGrid通過能源分析優(yōu)化需求管理
AutoGrid是由前斯坦福大學智能電網(wǎng)研究室負責人AmitNarayan創(chuàng)辦的服務于電力、能源行業(yè)的大數(shù)據(jù)公司，坐落在舊金山，不到50名員工，卻匯集了來自復雜系統(tǒng)工程設計優(yōu)化、通信、互聯(lián)網(wǎng)、電力等不同領域的經(jīng)驗。
AutoGrid 可以幫助電網(wǎng)各端匹配電力供應和需求，降低電網(wǎng)各端的成本。AutoGrid的客戶覆蓋發(fā)電端、輸電端、配電端、用戶，通過建立能源數(shù)據(jù)平臺 (EnergyDataPlatform,EDP)平臺，收集并處理其客戶接入智能電網(wǎng)的智能儀表等設備的數(shù)據(jù)，面向其客戶或合作方提供需求響應優(yōu)化及管理系統(tǒng)(DemandResponseOptimizationandManagementSystemDROMS)，實現(xiàn)實時資源預測、資源優(yōu)化、自動需求響應、客戶通知引擎和事后分析等功能。單個DROMS集群每天可以產(chǎn)生數(shù)以億計的能源消費的預測數(shù)據(jù)。
AutoGrid還可以提供客戶供能范圍內(nèi)的整體能耗圖景，而且是一個大規(guī)模的、動態(tài)的、不間斷的能耗圖景?；贓DP和DROMS，配電企業(yè)(AutiGrid的客戶)可以更好的進行電力控制。當數(shù)據(jù)不斷被累積，AutoGrid就能提供秒前、分鐘前甚至周前的用電預測，可以幫助電力企業(yè)客戶實現(xiàn)不影響舒適度和生產(chǎn)率情況下優(yōu)化排產(chǎn)計劃。
對于發(fā)電企業(yè)的客戶來說，AutoGrid可以預測發(fā)電情況和電網(wǎng)負荷，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度。對用電企業(yè)的客戶而言，AutoGrid可以預測用電量，結(jié)合電價信息，進行需求響應(DemondResponse)。
AutoGrid配電公司、公用事業(yè)公司有著良好的聯(lián)系。這種面向供應側(cè)的公司相對更有優(yōu)勢，畢竟供應側(cè)的目標(客戶)數(shù)量比起需求側(cè)動輒幾百萬、幾千萬的耗能用戶要少很多且更加集中。了解公用事業(yè)公司和配電公司的需求，才能更有效地提高能源利用率。
AutoGrid 這家成立不到四年的公司，憑借其PB級的數(shù)據(jù)分析和預測能力，打動了歐洲最大的能源企業(yè)E.ON，成為其投資者之一，E.ON還使用AutoGrid的能源數(shù)據(jù)平臺來了解電網(wǎng)實時運營狀態(tài)、更好地與用戶互動。AutoGrid還受到微軟的青睞，在今年2月，微軟和AutoGrid合作，以AutoGrid 的能源數(shù)據(jù)平臺為基礎，使得MicrosoftAzure云平臺可以服務電力和能源企業(yè)。AutoGrid高調(diào)地宣稱，希望讓大數(shù)據(jù)成為一種新的能源。 AutoGrid的自信源于，電力行業(yè)的大數(shù)據(jù)市場將持續(xù)增長且創(chuàng)造巨大價值。
法國電力公司(EDF)基于大數(shù)據(jù)的分析預測
作為全球領先的電力基礎設施服務提供商，法國電力公司(EDF)非常重視大數(shù)據(jù)在企業(yè)運營分析管理中的作用，通過設立專業(yè)機構(gòu)、完善數(shù)據(jù)基礎、增強分析能力，不斷發(fā)掘數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值，為企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型與服務升級提供有效的決策支撐。
目前全法已經(jīng)安裝3500萬智能電表，電表產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將在5-10年內(nèi)達到PB級。智能電表采集的主要是個體家庭的用電負荷數(shù)據(jù)。以每個電表每10分鐘抄表一次計算，3500萬智能電表每年產(chǎn)生1.8萬億次抄表記錄和600TB壓縮前數(shù)據(jù);每天產(chǎn)生5億次抄表記錄，和大約2TB的抄表數(shù)據(jù)。這些電表數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、用電合同信息及電網(wǎng)數(shù)據(jù)，構(gòu)成了法國電力的大數(shù)據(jù)。
法國電力以用戶用電負荷曲線的海量存儲和處理為突破口，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成了能夠支撐在規(guī)定延遲內(nèi)的復雜、并行處理能力并搭建了大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)，以此為基礎構(gòu)建了分布式數(shù)據(jù)發(fā)生器CourboGen系統(tǒng)，用于生成用戶用電負荷曲線及其關聯(lián)數(shù)據(jù)。其中數(shù)據(jù)接入的接入形式包括批處理或數(shù)據(jù)流兩種;數(shù)據(jù)的預處理包括時間同步、異常數(shù)據(jù)檢測及修正，以及改變數(shù)據(jù)表達形式等;數(shù)據(jù)處理包括按區(qū)域的指標計算、賬單模擬、商業(yè)智能BI等。
能源互聯(lián)網(wǎng)的展望
能源互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域能源管理的末端“神經(jīng)元”，它可以通過在分布式發(fā)電設備、儲能設備、用電設備等環(huán)節(jié)部署各類能效監(jiān)測終端、控制器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控等采集控制單元，實現(xiàn)發(fā)電、用電、環(huán)境及安全數(shù)據(jù)的實時采集。
在能源互聯(lián)網(wǎng)的推動下，智能用電將得到普及，電力將實現(xiàn)智能化應用。未來的電力客戶，包括個人客戶、工業(yè)客戶等，與電網(wǎng)的關系將是互動關系。一方面，客戶與電網(wǎng)之間的積極互動對提高用電能效非常有幫助，對電網(wǎng)的能效平衡也起到關鍵的作用。另一方面，客戶的生活方式和生活品質(zhì)將得到改變和提高。隨著智能用電的推廣，手機作為客戶終端也成為智能用電的工具，可以實現(xiàn)能效分析、用電查詢、電費交納、家電控制、與電網(wǎng)互動等功能。隨著以億計客戶的綁定關注，電力客戶服務端將產(chǎn)生其他附加價值。
“互聯(lián)網(wǎng)+用電=智能用電”。智能用電可實現(xiàn)3個10%：能效水平提升10%;用電降低10%;削峰填谷 10%。智能用電是用技術(shù)手段引導客戶消費行為，為客戶提供能效服務，使得客戶合理用能，明顯提升能效管理水平，實現(xiàn)“節(jié)能+智能”。在這種趨勢下，客戶與電網(wǎng)的互動將變成現(xiàn)實，電器智能化使用水平也將得到普及。
未來，“互聯(lián)網(wǎng)+電力服務”會催生新的服務模式，電力服務模式將產(chǎn)生明顯變化，移動互聯(lián)網(wǎng)服務的方式會得到普及，客戶與電網(wǎng)雙向互動將變?yōu)楝F(xiàn)實。隨之而來的是，電網(wǎng)發(fā)展理念將發(fā)生變革，一方面，電能替代和綠色替代這兩個替代將成為能源發(fā)展的主流，電能替代主要是指“以電代煤，以電代油，電從遠方來，來的是清潔電”，綠色替代就是大幅增長的水能、風能、太陽能等清潔能源將替代火電。另一方面，需求側(cè)管理也將更加科學合理，分布式能源并網(wǎng)容量的增多會加大用電客戶與電網(wǎng)之間的互動需求，而智能用電、移動終端等的廣泛應用也將促進電網(wǎng)與用電客戶間的互動，便于電網(wǎng)側(cè)做出合理的調(diào)度判斷，使得用電需求相應更加科學合理。
電力大數(shù)據(jù)
電力是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的實踐。電力大數(shù)據(jù)涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)，是跨單位、跨專業(yè)、跨業(yè)務數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化。
電力大數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化構(gòu)成，隨著智能電網(wǎng)建設和物聯(lián)網(wǎng)的應用，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，其數(shù)量將大大超過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力大數(shù)據(jù)的特性滿足大數(shù)據(jù)的五個特性，一是數(shù)據(jù)量大(Volume)、二是處理速度快(Velocity)、三是數(shù)據(jù)類型多(Variety)、四是價值大 (Value)、五是精確性高(Veracity)。
