【主講嘉賓】

江波德華先生，株式會社華中科學(xué)技術(shù)研究所社長，先后在華中科技大學(xué)、神戶大學(xué)等高校學(xué)習(xí)研究，專注于流程工業(yè)領(lǐng)域的實時數(shù)據(jù)庫研究，在日本市場和中國市場已經(jīng)有成功的實施案例。

一、能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

能源互聯(lián)網(wǎng)是解決國家能源環(huán)保命題的必由之路，其領(lǐng)域主要可以包括：

①傳統(tǒng)煤電燃?xì)獾那鍧嵏咝Ю?；②高耗能動力設(shè)備裝置的節(jié)能降耗；③風(fēng)電光伏可再生能源的利用；④分布式能源的廣泛利用；⑤新能源汽車和儲能的應(yīng)用； ⑥電力系統(tǒng)的智能化互聯(lián)網(wǎng)化。

從特定意義上可是說，所謂能源互聯(lián)網(wǎng)就是把以上六者有機(jī)串聯(lián)融合起來的紐帶。能源互聯(lián)網(wǎng)是個價值經(jīng)濟(jì)體: 安全穩(wěn)定可靠高效節(jié)能環(huán)保。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)來源

由于電力系統(tǒng)的獨特性，從發(fā)電輸電配電到用電天然形成一張超級巨大的網(wǎng)-電網(wǎng)。一端是燃煤燃?xì)夂穗娝妭鹘y(tǒng)能源和風(fēng)光等分布式可再生能源，一端是數(shù)百萬計的高耗能動力裝置、數(shù)億的電力用戶和未來的智能家電以及電動汽車。遍布全國各種各樣的傳感器在每時每刻每分每秒每毫秒微秒都會産生海量實時大數(shù)據(jù)，就構(gòu)建了一個龐大的能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來源主要來自以下幾個方面：

1）燃煤火力發(fā)電廠；2）天燃?xì)獍l(fā)電廠；3）風(fēng)場光伏發(fā)電廠；4）天燃?xì)饫錈犭娙?lián)供分布式能源；5）分布式風(fēng)能太陽能儲能電池微網(wǎng)；6）各級智能變電站；7）省市縣各級調(diào)度SCADA ；8）數(shù)億計智能電表等；9）數(shù)百萬計的高耗能動力設(shè)備裝置；10）未來電動汽車。

三、能源互聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)

1、智能大電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集分析診斷技術(shù)：

智能采集終端對大用戶專用變壓器、公變和低壓居民用戶用電信息進(jìn)行自動采集。實現(xiàn)用戶側(cè)電能量、負(fù)荷數(shù)據(jù)采集，用電設(shè)備數(shù)據(jù)采集及在線診斷，支持實時數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。其主要特征如下：

1）實時采集電力用戶側(cè)電能量信息，并計算出實時負(fù)荷、整點電量、月累計電量、已購電費（電量）、剩余電費（電量）等用電數(shù)據(jù)以及計量工況。

2）根據(jù)主站設(shè)置的超限定值，對采集的用電信息進(jìn)行統(tǒng)計、分析，判斷數(shù)據(jù)是否超限，并根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果生成相應(yīng)的事件記錄。

3）根據(jù)主站設(shè)置，終端定時凍結(jié)日、月、抄表日用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)，以及終端設(shè)備運行工況，生成用電負(fù)荷曲線。

4）根據(jù)主站下發(fā)的控制定值，實時監(jiān)測用戶用電情況，自動執(zhí)行本地功率閉環(huán)控制、本地電量閉環(huán)控制，并能夠執(zhí)行主站遙控、保電/剔除、催費告警、控制解除等控制命令，引導(dǎo)用戶合理有序用電。

5） 進(jìn)行變壓器、開關(guān)、電源分配箱等設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)行在線設(shè)備故障診斷和分析，提高設(shè)備使用的安全性。

6）采集更多的電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)(電壓、電流、功率等)，從而掌握更加詳細(xì)的用戶負(fù)荷情況，加強需求側(cè)管理，為電網(wǎng)規(guī)劃和擴(kuò)容提供決策支持?jǐn)?shù)據(jù)。

7）采集終端間支持快速通信，可裝置級在線分析用電異常情況。

8） 電能質(zhì)量的實時監(jiān)測和預(yù)警，必要時提供無功補償和諧波治理方案。

9）支持裝置級的線損和變損分析，統(tǒng)計和曲線的存儲。

10）基于IPV6技術(shù)下的終端設(shè)備的管理，實現(xiàn)采集終端與主站、電能表及終端之間數(shù)據(jù)的無縫傳輸。

11） 實現(xiàn)用戶定制模式下的個性化數(shù)據(jù)采集。

12）能夠?qū)崿F(xiàn)廠礦、企業(yè)、家庭電器工作參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等多種數(shù)據(jù)的定時采集和召喚采集。

13）可進(jìn)行用電效能分析，為客戶提供經(jīng)濟(jì)、安全的電能。

2、智能電網(wǎng)交互終端技術(shù)：

智能交互終端為電力企業(yè)和電力用戶之間的交互提供了友好、可視的交互平臺?？沙蔀殡娏ζ髽I(yè)聯(lián)絡(luò)客戶，為客戶提供人性化管理的橋梁。智能交互終端基于網(wǎng)絡(luò)化、人機(jī)交互，融合業(yè)務(wù)與功能的原則，憑借用電信息采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，直接向用戶顯示用電信息、用電方式、告警信息以及電價政策等相關(guān)內(nèi)容。

對于居民用戶，將用電信息采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)向用戶家庭延伸，可在家中安裝用電顯示終端，終端采用液晶屏顯示，可以直接連接到家庭電氣線路上，以采集器或者電能表為網(wǎng)關(guān)，通過電力載波通道，自動監(jiān)測自家的電能表，提供實時用電信息，也可以接收用戶用電信息采集系統(tǒng)下發(fā)的各類信息。用戶還可以通過簡單操作，主動查詢歷史用電記錄、歷史交費記錄、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖形等其他信息服務(wù)。居民及大專變用戶可及時獲得用電量、電價、預(yù)付電費、剩余電費等信息。用戶也可通過各類終端設(shè)備（手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等）進(jìn)行用電信息的查詢。供電局可根據(jù)剩余電量情況對居民發(fā)送停電通知、繳費通知以及電價政策宣傳等。也可設(shè)置欠費、違約金提醒，提供家中購電，社區(qū)信息發(fā)布等服務(wù)。

智能交互終端可對用戶用電設(shè)備的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)客戶受電裝置隱患，以“隱患整改通知書”等書面形式通知客戶，履行告知義務(wù)，避免出現(xiàn)安全事故，減少企業(yè)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。終端設(shè)備的可視化功能，可滿足電力企業(yè)和電力用戶之間的可視化交互溝通。

3、智能電網(wǎng)需方響應(yīng)技術(shù)

需方響應(yīng)技術(shù)通過電力用戶接收電力企業(yè)發(fā)布用電信息，及時響應(yīng)用電負(fù)荷變化的措施，以達(dá)到削峰填谷，減少負(fù)荷波動的目的。其主要特征如下：1）通過用戶改變自己的用電方式主動參與市場競爭，獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)利益，而不象以前那樣被動地按所定價格行事。2）電力企業(yè)基于負(fù)荷特征召喚用戶接入或退出分布式電源，制定有客戶參與需方響應(yīng)的補償結(jié)算機(jī)制。3） 用戶可得到連續(xù)即時的計量信息，負(fù)荷信息。用戶可得到獲得連續(xù)即時的電價信息4） 對參與市場的用戶提供實時電價，并實現(xiàn)同實時電價相結(jié)合的自動負(fù)荷控制。5）編制和發(fā)布有序用電方案，遠(yuǎn)程監(jiān)視電能質(zhì)量與實施電壓控制，快速的系統(tǒng)故障定位和響應(yīng)，能量損耗的檢測。6）為系統(tǒng)調(diào)度、規(guī)劃和運行提供精確的系統(tǒng)負(fù)荷信息，在新一代的智能設(shè)備和高級服務(wù)之間實現(xiàn)信息共享。

4、智能變電站技術(shù)

智能變電站：在傳感器及實時大數(shù)據(jù)平臺等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依托下，智能變電站可實現(xiàn)全站監(jiān)控、在線監(jiān)測及智能輔助控制等多功能聯(lián)動，這種集成聯(lián)動系統(tǒng)正成為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方向。在與云計算、實時大數(shù)據(jù)融合過程中，除了在設(shè)備上預(yù)留端口以外，服務(wù)方案還包括收集數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測、信號交互、故障處理等基本維護(hù)措施。

5、分布式能源智能微網(wǎng)

分布式能源智能微網(wǎng)是內(nèi)核，未來千千萬萬個智能微網(wǎng)互聯(lián)互通構(gòu)建成真正意義上的能源互聯(lián)網(wǎng)。

1）微網(wǎng)的定義：

專家們的定義多種多樣，大概都會涉及分布式電源、小范圍電網(wǎng)、監(jiān)控策略、相對獨立等概念，回到最基本的字面意思，微網(wǎng)就是微小的供用電網(wǎng)絡(luò)。(英文就是Microgrid，譯為微網(wǎng)，也許是Micro-可以當(dāng)前綴，而small或little不能當(dāng)前綴)這里的“電網(wǎng)”實質(zhì)上指的是電力系統(tǒng)，電網(wǎng)與電力系統(tǒng)的不同點在于，電網(wǎng)只是輸變電的環(huán)節(jié)，而電力系統(tǒng)比電網(wǎng)還多了發(fā)電和用電，是一套完整的封閉的系統(tǒng)，電網(wǎng)只是電力系統(tǒng)中的一部分。之所以叫“微網(wǎng)”也許是因為字?jǐn)?shù)少吧，跟“電網(wǎng)”一個道理。因而微網(wǎng)就是小范圍的電力系統(tǒng)，特點就是范圍小、自治(可基本獨立運行)，至于清潔、高效、友好等概念已高出了微網(wǎng)的字面含義。

2）分布式微網(wǎng)的作用

智能微網(wǎng)云調(diào)度平臺支持并協(xié)同調(diào)度人員統(tǒng)觀全局，有效地指揮分布式微網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行，其作用主要有以下三個方面：

（1）實現(xiàn)監(jiān)控微網(wǎng)安全運行狀態(tài)。微網(wǎng)正常運行時，通過監(jiān)視和控制微網(wǎng)的各實時大數(shù)據(jù)：周波、電壓、潮流、負(fù)荷與出力等; 分布式各主設(shè)備的狀況太陽電池板、風(fēng)車及供冷供熱、儲電池、柴油機(jī)等各方面的實時運行工況指標(biāo)，使之符合規(guī)定，確保電能質(zhì)量和用電負(fù)荷。

（2）對分布式微網(wǎng)運行實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度。在保證微電網(wǎng)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過智能云調(diào)度平臺實現(xiàn)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度，以達(dá)到降低損耗、節(jié)省能源，低成本發(fā)電、低成本供電的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行目的。

（3）對微網(wǎng)運行實現(xiàn)安全分析故障診斷和對策處理。導(dǎo)致微網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行的因素比較復(fù)雜，且過程十分迅速，如不能及時預(yù)測、判斷或處理不當(dāng)，不但可能危及人身和設(shè)備安全，甚至?xí)刮⒕W(wǎng)瓦解崩潰，造成停電帶來嚴(yán)重?fù)p失。為此，必須運用實時大數(shù)據(jù)分析診斷技術(shù)，通過智能云調(diào)度平臺，實現(xiàn)微電網(wǎng)運行的安全預(yù)警分析，提供故障診斷對策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，防止故障發(fā)生，避免或減少故障造成的損失。

3）分布式智能電網(wǎng)的發(fā)展

分布式新能源大躍進(jìn)式的發(fā)展，使如何應(yīng)對風(fēng)能、光伏發(fā)電量的不穩(wěn)定性成為核心問題，智能電網(wǎng)的建設(shè)亦由此上升至國家戰(zhàn)略高度。日前在京舉行的第六輪中美戰(zhàn)略與經(jīng)濟(jì)對話氣候問題會議上，智能電網(wǎng)成為雙方氣候合作的重點。

傳統(tǒng)電網(wǎng)在發(fā)電和輸電的過程中，有高達(dá)56%的資源被浪費。智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以讓發(fā)電廠和用戶進(jìn)行實時數(shù)據(jù)雙向互動，通過網(wǎng)絡(luò)反饋回來的數(shù)據(jù)可以使電廠掌握用戶的消費習(xí)慣，從而對發(fā)電量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，達(dá)到提升資源利用率的目的。借助智能微電網(wǎng)實時大數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)，解決各類新能源并入電網(wǎng)的難題，實現(xiàn)集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲能、智能電網(wǎng)“四位一體”的新能源監(jiān)控平臺，實時保障電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行

4）國外分布式智能微網(wǎng)

風(fēng)光分布式能源微網(wǎng)由一個機(jī)柜大小的儲電池和配備了用于將組件連接至電網(wǎng)的逆變器的控制機(jī)柜構(gòu)成。組件包括蓄電裝置以及光伏發(fā)電設(shè)備和風(fēng)電機(jī)組，是向商業(yè)購物中心、醫(yī)院和酒店或小區(qū)等輸送電能的典型配置。取決于日照強度，電池既可以臨時儲存過剩電能，也可以在需要的時候向獨立電網(wǎng)輸送電能。如果需求大幅增長，還可以快速啟動柴油發(fā)電機(jī)。目標(biāo)是將多種不同類型的能源資源合并起來，確保以高效環(huán)保的方式，供應(yīng)電能、暖氣、冷氣和飲用水。

對于分布式發(fā)電而言，智能電表是智能電網(wǎng)的一個必要組件。為推進(jìn)此項技術(shù)的發(fā)展，西門子與智能電表制造商“威勝”成立了智能電表解決方案合資公司，主要從事管理電表數(shù)據(jù)的軟件開發(fā)。根據(jù)相關(guān)研究，中國智能電表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的市場每年的增長速度預(yù)計達(dá)到15%左右。用電和電網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集和分析，是未來智能電網(wǎng)管理的關(guān)鍵。所以能源互聯(lián)網(wǎng)必須是服務(wù)于智能電力系統(tǒng)，其中包括了發(fā)電、輸電配電、用電和用戶需求的完整價值鏈變革。

6、能源管理系統(tǒng)

未來家庭能源管理HEMS是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本單元。家庭能源管理系統(tǒng)包括：智能監(jiān)控家庭太陽能，EV電動車，儲電池或燃燒電池，空調(diào)，冰箱各家電，與微電網(wǎng)智能互動調(diào)整平衡等

從技術(shù)上看，在保障電池安全性的前提下，降低電池成本以及提高電池使用壽命一直是儲能領(lǐng)域的兩大課題。為此，日本開展了許多實證項目，進(jìn)行可行性研究，包括風(fēng)電項目、車載電池、固定式儲能電池、電池材料技術(shù)評價等，涉及的儲能技術(shù)有鋰電池、鎳氫電池和釩電池等，期望到2020年，電池系統(tǒng)成本能夠降到7萬日元/kW(約685美元/kW)，2萬日元/kWh(約196美元/kWh)，使用壽命20年，效率在80%左右。另外，燃料電池在東日本地震之后，迅速得到推崇，廣泛應(yīng)用在家用儲能系統(tǒng)和燃料電池汽車中。截至2013年，家用燃料系統(tǒng)(ENE-FARM)已銷售了62000多臺，目前還未產(chǎn)生任何安全問題，計劃在2030年累計實現(xiàn)銷售530萬臺，2016年價格降至70-80萬日元(6854-7834美元)的目標(biāo)。豐田、本田、日產(chǎn)公司的燃料電池汽車也將有可能在今年年內(nèi)開始陸續(xù)上市，其中，豐田公司研發(fā)的燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程可達(dá)500-700公里。此外，還將加大加氫站的建設(shè)，并與寶馬、戴勒姆等海外汽車廠商密切溝通。

3）GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

四、能源互聯(lián)網(wǎng)目前存在的問題

目前能源互聯(lián)網(wǎng)面臨的核心問題：數(shù)據(jù)共享。上海電気遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷服務(wù)云平臺具有發(fā)展?jié)摿?如接入100個電廠／每個5萬點數(shù)據(jù)每秒=500萬點每秒)，但還是面臨電廠運行數(shù)據(jù)分享問題（目前電廠擔(dān)心電力安全，不愿意分享數(shù)據(jù)）。如何建立一個良好的數(shù)據(jù)分享機(jī)制是能源互聯(lián)網(wǎng)面臨的核心命題。怎么激勵它們共享數(shù)據(jù)呢？所有的傳感器都在捕捉數(shù)據(jù)，但是怎么分配價值？游戲規(guī)則需要制定，而在我們討論能源互聯(lián)網(wǎng)時，常常忽略的議題。正在萌芽的智能家居，分布式能源，智能微網(wǎng)都會面臨同樣的挑戰(zhàn)。

五：相關(guān)能源動態(tài)：

我國電網(wǎng)現(xiàn)狀: 裝備智能化水平需持續(xù)提升。近年來以來，國網(wǎng)南網(wǎng)公司應(yīng)用了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障綜合分析告警、配電網(wǎng)自愈等一批先進(jìn)技術(shù)，但整體來說，技術(shù)應(yīng)用的規(guī)模、范圍和深度仍較低，需要進(jìn)一步加大推廣。同時，需更加注重應(yīng)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息和自動控制等基礎(chǔ)技術(shù)，進(jìn)一步提升電網(wǎng)在線智能分析、預(yù)警、決策、控制等方面的智能化水平，滿足各級電網(wǎng)協(xié)同控制的要求，支撐智能電網(wǎng)的一體化運行。

德國2050年《能源方案》明確提出了德國能源轉(zhuǎn)型“行動路線”，成為世界能源轉(zhuǎn)型的先鋒。作為世界第五大能源消費國和歐盟最大的經(jīng)濟(jì)體，德國政府高調(diào)的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略受保障能源安全供給、經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)氣候和環(huán)境等多重目標(biāo)因子的共同驅(qū)動。通過“能源轉(zhuǎn)型”，德國的可再生能源得到了飛躍式發(fā)展。德國總理默克爾決定在2022年前關(guān)閉境內(nèi)所有17座核電站，德國也成為第一個明確去核化國家，由此還催生出了德國可再生能源史上的一個歷史性計劃——2022年前，將太陽能、風(fēng)能等可再生能源的比重提高到35%左右。這就是如今被世界各國反復(fù)借鑒思考的德國“能源轉(zhuǎn)型”計劃。有數(shù)據(jù)顯示，在過去的十多年里，德國包括風(fēng)能、生物能、太陽能在內(nèi)的新能源電力所占份額達(dá)到了25%，太陽能發(fā)電成本下降幅度高達(dá)90%。同時，德國已經(jīng)實行了廠網(wǎng)分開、輸配分開、配售分開和電力交易，四位一體的100%的電力市場自由化。在過去三四年間，德國家庭電費平均上漲了1/4，高出歐盟平均水平40%-50%。來源：21世紀(jì)網(wǎng)