能源問題是當(dāng)前全社會(huì)密切關(guān)注的焦點(diǎn)問題，推行能源的全面變革，是實(shí)現(xiàn)能源高效、合理、可持續(xù)利用的必經(jīng)途徑。全面落實(shí)能源創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)變革戰(zhàn)略，既要不斷創(chuàng)新能源利用技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)可再生、清潔能源的承接力度；又要打破傳統(tǒng)體制，設(shè)計(jì)新的交易、互動(dòng)機(jī)制，推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)在各個(gè)環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)型。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的新一輪能源變革將會(huì)徹底轉(zhuǎn)變能源的消費(fèi)方式，大大提高能源的利用效率。因此，能源“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與人們廣泛熟知的“消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”融合的“用能互聯(lián)網(wǎng)”勢(shì)在必行。城市日益完善的能源“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”，為發(fā)展“用能互聯(lián)網(wǎng)”奠定了堅(jiān)實(shí)的軟硬件基礎(chǔ)。
用能互聯(lián)網(wǎng)
“互聯(lián)網(wǎng) 能源”是能源變革發(fā)展的必經(jīng)之路
能源互聯(lián)網(wǎng)是在電力改革背景下提出的新一代能源系統(tǒng)，其基于互聯(lián)網(wǎng)理念和技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、改造。構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)多種能源的互聯(lián)互通，提高一、二次能源的綜合利用效率；通過借鑒互聯(lián)網(wǎng)及其擴(kuò)展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的即插即用、路由共享，進(jìn)一步拓展了分布式能源、微電網(wǎng)的應(yīng)用前景；新的理念也會(huì)催生新的能源交易模式、新的用戶互動(dòng)機(jī)制。環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)和政策都是這一新概念提出和發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。
在能源體系中，電力的品質(zhì)最高、應(yīng)用最廣、可控性最強(qiáng)，電網(wǎng)作為電力產(chǎn)品傳輸、分配、交易的載體在能源網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主導(dǎo)地位。但是，相比于煤炭、天然氣等能源，電力的商業(yè)模式、電網(wǎng)互動(dòng)機(jī)制還有很大的發(fā)展空間。實(shí)現(xiàn)全社會(huì)人員積極參與到電網(wǎng)的友好互動(dòng)之中，也是能源改革中重要的一環(huán)。目前，“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)更多的依賴于政策指令的引導(dǎo)，很難調(diào)動(dòng)用戶的積極性，并沒有很好地解決電網(wǎng)的友好互動(dòng)問題。
“互聯(lián)網(wǎng) 用能”是城市能源轉(zhuǎn)型的必爭(zhēng)之地
能源互聯(lián)網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)理念改造能源產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、交易、融資、流通等環(huán)節(jié)，是能源的“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，而這一部分對(duì)于傳統(tǒng)的用能客戶來說很陌生，極大阻礙了用戶的積極參與。
在未來電力市場(chǎng)環(huán)境下，“智能用電”、“有用戶思維”的用電模式必然帶動(dòng)用電客戶的積極性。新的形勢(shì)下，能源商品的持有者將不再單一，其涉及能源供應(yīng)商、服務(wù)商、聚合商、消費(fèi)者以及相關(guān)企業(yè)。基于這一點(diǎn)，“用能互聯(lián)網(wǎng)”將用戶所熟悉的“消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”進(jìn)行有效的融合。為提高能源利用效率，引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性機(jī)制，以具有交易、流通職能的能量元為基礎(chǔ)，同時(shí)借鑒“用戶至上”、“體驗(yàn)至上”的互聯(lián)網(wǎng)思維，構(gòu)建公平、自由的“用能互聯(lián)網(wǎng)”互動(dòng)平臺(tái)，以及“用能互聯(lián)網(wǎng)”與電網(wǎng)的友好互動(dòng)機(jī)制。
什么是“用能互聯(lián)網(wǎng)”
互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展深深影響著人類生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。能源作為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，探索、實(shí)現(xiàn)其和互聯(lián)網(wǎng)的高效融合模式已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。以新能源技術(shù)和信息技術(shù)高度耦合為特征的“能源互聯(lián)網(wǎng)”，在力圖以互聯(lián)網(wǎng)的概念對(duì)能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造，盡管這一改造涉及生產(chǎn)、交易、融資、流通等各個(gè)環(huán)節(jié)，但其本質(zhì)是能源的“生產(chǎn)互聯(lián)網(wǎng)”。隨著智能終端的普及，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的拓展，以及工業(yè)自動(dòng)化程度的加深，用能側(cè)能源的生產(chǎn)與消費(fèi)日益交織耦合在一起。
用能互聯(lián)網(wǎng)是消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密融合的產(chǎn)物。用能互聯(lián)網(wǎng)以能量元為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及其他前沿信息通信技術(shù)為紐帶，以高效化和綠色化用能為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)以市場(chǎng)為主導(dǎo)的用能資源的優(yōu)化配置，是用能資源與信息技術(shù)高度融合的“互聯(lián)網(wǎng) ”用能系統(tǒng)。在用能互聯(lián)網(wǎng)中，能量元作為一個(gè)基本單元，是具有物理和經(jīng)濟(jì)雙重屬性的商品。能量元具有多種形態(tài)，包括單一用能形態(tài)（比如空調(diào)等家電設(shè)備）、多用能形態(tài)、發(fā)電廠形態(tài)、發(fā)用一體化形態(tài)、微電網(wǎng)形態(tài)以及聚合商形態(tài)等。
用能互聯(lián)網(wǎng)具有以下特征：核心內(nèi)涵是消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高度融合；具有可交易的能量元商品；實(shí)現(xiàn)“三流融合”的數(shù)據(jù)是其核心價(jià)值；基于商業(yè)規(guī)則交易；可參與能源調(diào)控；可被形態(tài)多樣的能源服務(wù)商擁有；不受區(qū)域位置限制。從上述特征可以看出，用能互聯(lián)網(wǎng)最重要的核心內(nèi)涵是消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高度融合，即兩個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)信息的共享利用，利用數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源配置，即通過數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)能源利用情況的數(shù)據(jù)化、透明化，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)部門高收益以及用戶高舒適的雙贏。
高效的運(yùn)行模式是實(shí)現(xiàn)用能客戶、用能廠商、用能服務(wù)商之間信息互聯(lián)的關(guān)鍵。用能互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行機(jī)制是，在能源生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈上將每一個(gè)節(jié)點(diǎn)抽取出形成不同的能量元，并將這些存在于不同服務(wù)商、電力公司、售電公司、能源企業(yè)、居民、商業(yè)用戶中的能量元，通過移動(dòng)終端接入公共電商平臺(tái)或?qū)I(yè)電商平臺(tái)，從而帶動(dòng)用能客戶參與市場(chǎng)交易。
用能互聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)的友好互動(dòng)
用能互聯(lián)網(wǎng)下，能源供應(yīng)商、能源服務(wù)商、能源聚合商、能源消費(fèi)者，統(tǒng)稱為能量元。電網(wǎng)作為用能互聯(lián)網(wǎng)中重要的組成部分，實(shí)現(xiàn)用能客戶與電網(wǎng)的友好互動(dòng)是解決能源供需矛盾的有效方式。“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了電源、電網(wǎng)、負(fù)荷之間的友好互動(dòng)和快速協(xié)調(diào)，提高了發(fā)電響應(yīng)效率，激發(fā)了可中斷負(fù)荷響應(yīng)潛力。但是僅靠政策指令，用能客戶難以積極參與到與電網(wǎng)的互動(dòng)中，需要在用能互聯(lián)網(wǎng)體系框架下引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，建立基于互聯(lián)網(wǎng)思維的互動(dòng)平臺(tái)，形成科學(xué)合理的互動(dòng)機(jī)制。
用能互聯(lián)網(wǎng)下，用于互動(dòng)的信息流多種多樣，主要為三個(gè)方面的互動(dòng)。第一，業(yè)務(wù)流互動(dòng)方面。包括傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的互動(dòng)：業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、用電信息采集、線損管理等；電網(wǎng)新業(yè)務(wù)的互動(dòng)：多渠道繳費(fèi)、有序用電、電力光纖入戶、電動(dòng)汽車充電設(shè)施申辦等；增值業(yè)務(wù)的互動(dòng)：水電氣集中抄收、智能家電控制、能耗監(jiān)測(cè)與能效診斷等。第二，能量流互動(dòng)方面。包括用戶側(cè)的互動(dòng)：分布式電源接入、儲(chǔ)能元件接入、電動(dòng)汽車“即插即用”等；供給側(cè)的互動(dòng)：智能化“虛擬電廠”、綠色電力認(rèn)購(gòu)等；電網(wǎng)側(cè)的互動(dòng)：智能用電互動(dòng)體系、運(yùn)營(yíng)模式研究、聯(lián)合供需響應(yīng)等。第三，信息流互動(dòng)方面。包括用能信息的互動(dòng)：用電狀況、電價(jià)電費(fèi)、能效分析等；非用能信息的互動(dòng)：智能家居、智能小區(qū)、家庭安防、小區(qū)醫(yī)療、園區(qū)生產(chǎn)計(jì)劃等。
用能互聯(lián)網(wǎng)下，電網(wǎng)公司將發(fā)揮宏觀調(diào)控的作用，掌控各個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)的能量流、業(yè)務(wù)流、信息流，協(xié)調(diào)市場(chǎng)的運(yùn)作。電網(wǎng)能源服務(wù)平臺(tái)或需求側(cè)管理系統(tǒng)與能量元、能源服務(wù)商通過能量流的交換、業(yè)務(wù)流交換、信息流的交換，實(shí)現(xiàn)物理的協(xié)同和價(jià)值的體現(xiàn)。此時(shí)，能源企業(yè)擁有三個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，能源服務(wù)商擁有兩個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，其他的用能客戶擁有交易性的數(shù)據(jù)。
用能互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)/示范系統(tǒng)
筆者在相關(guān)部門的推動(dòng)下依托教育領(lǐng)域的能量領(lǐng)跑者示范工程建立了河海大學(xué)校園區(qū)的實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)/示范平臺(tái)。聯(lián)合校園內(nèi)的水電氣，安裝集中式、分布式空調(diào)，并安裝分布式太陽(yáng)能、地?zé)崮芗捌鋬?chǔ)能，建立校園用能互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。同時(shí)，在相關(guān)電力公司的支持下安裝用能互動(dòng)系統(tǒng)和用電APP，在該平臺(tái)內(nèi)可進(jìn)行能量元價(jià)格模擬，虛擬交易模擬，協(xié)調(diào)控制模擬，激勵(lì)機(jī)制模擬，多形態(tài)能源組合模擬，以此實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)/示范用能互聯(lián)網(wǎng)及其與電網(wǎng)的友好互動(dòng)。
用能互聯(lián)網(wǎng)基于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高度融合，是城市能源變革的重要載體，其基本要素如下：用能互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的基本元素，是消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合；能量元是用能互聯(lián)網(wǎng)的基本核子，能量元的能量當(dāng)量?jī)r(jià)值是形成交易價(jià)格的核心要素；用能客戶與能源廠商、能源服務(wù)商在互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)制下機(jī)會(huì)平等。（作者系第十一屆全國(guó)政協(xié)委員、河海大學(xué)副校長(zhǎng)）