一、数字赋“能”——能源互联网的诞生

1 能源挑战推动能源转型

 

2 以变应变：能源互联网概念的诞生

能源互联网的概念最早于2011年由美国学者杰里米·里夫金提出“以新能源技术和信息技术的深入结合为特征, 一种新的能源利用体系即将出现”，它是“基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络，即能源互联网”。

 

3 能源互联网两层互联：物理互联和数据互联

数据互联：互联网+

• 能源物联，通过数据互联有效管理能源系统中各种资源
• 能源管理，利用大数据、物联网等技术为用户提供更便捷的服务
• 实现能源行业去中心化，形成自由交易的能源互联网市场

物理互联：能源系统的类互联网化

• 电、热、冷、气、油等多能互联，提高能源使用效率和可再生能源消纳能力
• 电力自由跨区传输，实现全球能源高效配置
• 开放对等接入，实现各种负荷（电动车、分布式能源等）即插即用

 

二、殊途同归——各国能源互联网的探索

1 能源互联网的多种形态

 

2 德国能源互联网：侧重信息网络互联

 

未来电网：基于ICT技术（信息与通信技术）的未来能源系统，能源市场中各类型用户广泛参与，电力生产方和用电方数据交互共享，实现整个能源系统的优化

德国能源互联网E-Energy计划（2008-2012）

围绕“低碳+去核”的能源转型目标，德国联邦经济技术部与环境部在2008年推出为期四年的“E-Energy”计划——旨在以ICT（信息与通讯）技术为基础，搭建信息网络，实现能源数据的实时交互和反馈，电力生产者和消费者（个人用户和工业用户）根据信息进行决策和交易，从而形成广泛参与的电力交易市场。经过竞标申报选取了6个示范项目，结合地域特点，从市场、技术、服务、系统等多层面探索能源转型的道路，六个项目总投资1.4亿欧元。

 

 

德国能源互联网SINTEG计划（2016-2020）

“E-Energy”计划结束后，德国联邦经济和能源部于2016年开启了能源转型的第二阶段探索——为期4年的“能源转型数字化”智慧能源展示计划（SINTEG），在五个大型示范区域开启试点项目研究，共有超300家企业参与，投入资金预计为5亿欧元。

 

 

3 美国FREEDM项目：侧重能源网络互联

项目理念

综合运用先进的电力电子技术、信息技术和能源管理技术，将分布式可再生能源发电和分布式储能连接到电网中，实现能量双向流动的对等交换和共享网络。

• 分布式能源的即插即发、即插即储、即插即用
• 效仿通讯网络中路由器的作用，借助能源路由器实现分布对等的系统控制和交互
• 采用故障隔离设备实现故障快速检测和处理

研发进展

• 2008年美国国家科学基金项目（NSF）在北卡莱纳州立大学启动“未来可再生电能传输与管理系统”（FREEDM），并建立FREEDM系统研究院，由17个科研院所和30余个工业伙伴共同参与。
• 2018年NCF结束其对于FREEDM项目的十年拨款后，FREEDM的研发资金来源于行业协会和企业捐赠（包括杜克能源、ABB等），每年投入1200万美元左右
• 技术难度大，进展缓慢，仍处于实验室阶段

 

4 日本Digital Grid项目：能源和信息网络深度融合

2011年日本开始推广“数字电网（Digital Grid）”战略规划。“Digital Grid”的概念最初由东京大学教授阿部力也提出，旨在借鉴互联网概念重组国家电力系统，将同步电网细分成异步自主但相互联系的局域网，为发电机、风光发电、存储系统等电网基础结构分配相应IP地址，通过电力路由器（DGR）与现有电网和局域网相连，识别发电设备及用电设备，实现能源分配。

特点：能源网和信息网深度融合

项目进展：研发出第三代电力路由器“马克三号”；2015年3台电力路由器在和仓温泉酒店试点运行，5台电力路由器在福岛Sun Flex Nagatani-en项目上试点运行；2017-2019年开展Urawa Misono项目试点，连接5所住宅用户、一个光伏电站和一个商场，但未涉及真实电力市场交易。

 

 

5 瑞士VoFEN项目：侧重多种能源综合互联

2002年瑞士联邦政府能源办公室和产业公司共同发起Vision of Future Energy Networks(VoFEN)研究项目，旨在探索多能源传输系统的利用和分布式能源的转换和存储，计划到2050年建成理想的能源系统设施。

借鉴计算机科学中集线器的概念，该项目以能量集线器（Energy Hub）为核心。一方面“Energy Hub”是一个信息中心，通过实时监控和超短期预测对发电侧和负荷侧进行优化，实现对配电网上能源的补充、消纳和存储；另一方面具有多能转换的功能，将输入侧各分布式电源流入的不同形式的能力转换为输出侧的电力/热/冷能源。

该项目仍处于概念阶段。

 

三、五载如初——中国能源互联网之路

1 “能源互联网”贯穿国网发展战略

 

四、产业联动——哪些公司将从中受益？

1 数字化建设——国内重点参与公司梳理

 

2 智能化系统升级——国内外主要公司梳理

 

3 基础网架建设—特高压关键设备及重点公司梳理