能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為主流趨勢(shì)，是我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命以及國際第三次工業(yè)革命的重要組成部分。2017年6月，國家能源局公布首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目，如今部分已經(jīng)進(jìn)入落地實(shí)施階段。

當(dāng)前，電能是應(yīng)用最為廣泛的二次能源，電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離配送，并具備了相當(dāng)規(guī)模。隨著越來越多電動(dòng)設(shè)備的成熟，電能將成為未來人們直接使用的主要能源形式，電力網(wǎng)絡(luò)將是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載體。然而，當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)營在生產(chǎn)、配送與消費(fèi)等環(huán)節(jié)相互割裂，個(gè)性化消費(fèi)需求和分布式能源供給還不能被很好地支持；生產(chǎn)、配送過分依賴預(yù)測(cè)，缺乏高效的通信通道實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋和信息共享，能源利用率還處于較低層次。此外，太陽能、風(fēng)能、潮汐能及生物質(zhì)能等可再生能源都具有較大的利用潛力，但是，環(huán)境因素和生產(chǎn)效率使得間歇性和不穩(wěn)定性成為他們的共同特點(diǎn)，高效利用存在諸多挑戰(zhàn)。

隨著現(xiàn)代通信、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)運(yùn)用領(lǐng)域的不斷開拓，信息與能源技術(shù)的結(jié)合已然成為一種發(fā)展的必然趨勢(shì)。能源互聯(lián)網(wǎng)的最新實(shí)踐希望融合先進(jìn)的信息技術(shù)，提升能源管理水平，實(shí)現(xiàn)能源進(jìn)一步的精細(xì)化調(diào)控。

國家電網(wǎng)公司在2019年初提出建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，希望打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)承載電力流的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與承載數(shù)據(jù)流的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相輔相成，融合發(fā)展，形成強(qiáng)大的價(jià)值創(chuàng)造平臺(tái)，共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

本文在介紹信息技術(shù)從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的基本發(fā)展、描述電力物聯(lián)網(wǎng)到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的作用，并指出未來能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前沿方向。

一、從互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

人類社會(huì)的進(jìn)步往往體現(xiàn)在新基礎(chǔ)設(shè)施的形成?；ヂ?lián)網(wǎng)是繼交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施之后所形成的信息基礎(chǔ)設(shè)施。電子和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展由來已久，最初的電子網(wǎng)絡(luò)（如電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、廣播網(wǎng)等等）和后來發(fā)展的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（如以太網(wǎng)等）都是垂直集成的網(wǎng)絡(luò)，而直到互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)才真正實(shí)現(xiàn)了水平互聯(lián)，這也是互聯(lián)網(wǎng)Internet一詞的由來?；ヂ?lián)網(wǎng)僅僅是信息網(wǎng)絡(luò)的一種。

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之上，將眾多節(jié)點(diǎn)連接起來（這些節(jié)點(diǎn)指網(wǎng)絡(luò)參與者，包括人、物、機(jī)構(gòu)、平臺(tái)、行業(yè)、系統(tǒng)等），進(jìn)而衍生出層出不窮的新應(yīng)用模式?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)超越了技術(shù)范疇，成為了一種具有超強(qiáng)融合能力的生態(tài)環(huán)境，正以巨大的力量逐步顛覆多個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營方式。其天然具備的開放、平等、透明等特性使得信息（數(shù)據(jù)）在工業(yè)社會(huì)中的巨大潛力爆發(fā)出來。

1995年，比爾?蓋茨在《未來之路》一書中首次提到物物互聯(lián)。美國麻省理工學(xué)院于1998年提出首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想，1999年，基于RFID技術(shù)，美國Auto-ID中心提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，物聯(lián)網(wǎng)概念被正式提出。

物聯(lián)網(wǎng)在中國大體經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展階段。從2009年開始主要起源于傳感網(wǎng)，出現(xiàn)了特定應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，比如著名的無錫太湖藍(lán)藻環(huán)境治理、智能交通系統(tǒng)等。垂直小網(wǎng)式的物聯(lián)網(wǎng)雖然可以在特定領(lǐng)域發(fā)揮作用，卻無法像水平互聯(lián)的那樣進(jìn)行生態(tài)聚合。近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，水平互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)逐漸引起重視。5G等通信手段的提升和數(shù)據(jù)中心等計(jì)算能力的提升使得無所不在的物聯(lián)接入成為可能，萬物互聯(lián)的時(shí)代前景可期。

電力行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的理解是：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、人員及所在環(huán)境識(shí)別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源的（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)甚至電力通信專網(wǎng)）結(jié)合，從而形成具有自我標(biāo)識(shí)、感知和智能處理的物理實(shí)體。實(shí)體之間的協(xié)同和互動(dòng)，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個(gè)更加智能的電力生產(chǎn)、生活體系。電力物聯(lián)網(wǎng)一直被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，尤其在經(jīng)濟(jì)效益方面，通過信息通信和控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息透明，進(jìn)而明確邊界、降低冗余，提高電力系統(tǒng)的設(shè)備利用率，可以獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益。2008年開始，我國建設(shè)智能電網(wǎng)，在主網(wǎng)的感知、決策和控制等技術(shù)方面達(dá)到世界先進(jìn)水平，但在能源互聯(lián)網(wǎng)所側(cè)重的區(qū)域或園區(qū)配網(wǎng)級(jí)的建設(shè)有待加強(qiáng)，因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)恰恰可以在這方面補(bǔ)足，更好地支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)使信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化

縱觀人類經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展過程，基礎(chǔ)設(shè)施是不可缺少的部分。基礎(chǔ)設(shè)施為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了支撐作用，技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展最終歸結(jié)為基礎(chǔ)設(shè)施的提升。清華大學(xué)2014年提出能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征就是信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化。國家發(fā)展改革委、國家能源局2015年7月6日正式公布了促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見，其中明確指出要加快“能源與信息基礎(chǔ)設(shè)施一體化”設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，例如能量路由器。

相比能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的形成，目前信息技術(shù)還處于基礎(chǔ)設(shè)施形成的過程中，通信（尤其是無線移動(dòng)通信）和網(wǎng)絡(luò)（尤其是互聯(lián)網(wǎng)）的發(fā)展使得計(jì)算、存儲(chǔ)、軟件、應(yīng)用的集中管理和按需使用逐漸成為可能，信息基礎(chǔ)設(shè)施逐漸形成了以數(shù)據(jù)中心為核心，高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并支持人（通過移動(dòng)終端）和物（通過物聯(lián)網(wǎng)）的隨時(shí)隨地接入的架構(gòu)格局。

既然未來能源互聯(lián)網(wǎng)與信息基礎(chǔ)設(shè)施有著類似的互聯(lián)結(jié)構(gòu)，我們提出將信息基礎(chǔ)設(shè)施整體嵌入能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化。雖然國內(nèi)外從電力電子技術(shù)、儲(chǔ)能、信息采集決策支持、多種能源形式轉(zhuǎn)換、直流輸電等角度出發(fā)分別提出了能源互聯(lián)網(wǎng)和能量路由器的概念和模型，我們提出的能源互聯(lián)網(wǎng)著重借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念將信息基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算平臺(tái)等）和能源基礎(chǔ)設(shè)施（如儲(chǔ)能、電力電子控制、電網(wǎng)等）徹底做一體化設(shè)計(jì)。

融合需要數(shù)據(jù)中心和能量路由器融合、輸電線路和光纖通信融合、傳感器和局域、廣域網(wǎng)融合等。可以通過能量路由器甚至整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心供電，降低數(shù)據(jù)中心靜默成本。由于通信基礎(chǔ)設(shè)施和電力基礎(chǔ)設(shè)施的一體化，可以節(jié)省數(shù)據(jù)中心的電纜鋪設(shè)成本。理論上可以通過通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心設(shè)施更好地監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)合，可以更好地定位故障位置和及時(shí)采取修復(fù)工作，提高系統(tǒng)安全性和運(yùn)行效率。每個(gè)能量路由器會(huì)配備一定容量的儲(chǔ)能設(shè)備，可用于數(shù)據(jù)中心備用電力，平滑能量的傳輸。通信鏈路可以采用電力線通信或光纖通信，二者均可以與輸電線路一體化建設(shè)，極大減少了安裝成本。融合的過程是一個(gè)信息化的過程，同時(shí)融合的過程也是一個(gè)立足現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行過渡的過程，是一個(gè)將互聯(lián)網(wǎng)嵌入能源網(wǎng)的過程。

三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)效應(yīng)

互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)思維就是開放、共享、共贏的思維。平臺(tái)模式最有可能成就產(chǎn)業(yè)巨頭。全球最大的100家企業(yè)里，有60家企業(yè)的主要收入來自平臺(tái)商業(yè)模式，包括蘋果、谷歌等。平臺(tái)模式的精髓，在于打造一個(gè)多主體共贏互利的生態(tài)圈。

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也需要發(fā)揮平臺(tái)效應(yīng)，而這方面主要靠泛在電力物聯(lián)網(wǎng)來支撐。以能源互聯(lián)網(wǎng)為具體實(shí)現(xiàn)形式之一的綜合能源服務(wù)為例，這種區(qū)域化的多能互補(bǔ)模式進(jìn)一步增強(qiáng)了能源電力系統(tǒng)的碎片化，其中區(qū)域不同、專業(yè)領(lǐng)域不同、多種能源的匹配程度不同等，都使得利益的碎片化明顯，難以收集長尾效益。這方面的問題不可能從能量層得到解決，只能通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，形成多個(gè)區(qū)域多個(gè)項(xiàng)目的信息服務(wù)平臺(tái)，在信息層做到透明并進(jìn)一步優(yōu)化共享，降低規(guī)?；倪呺H成本，形成平臺(tái)效應(yīng)。

以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，可以開放第三方高級(jí)應(yīng)用，例如大數(shù)據(jù)分析、智能調(diào)度、態(tài)勢(shì)感知、安全穩(wěn)定分析等。比如在區(qū)域綜合能源的管理中，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以通過低成本、高可靠的終端量測(cè)裝置采集不同能源形式的在線實(shí)時(shí)信息，通過邊緣控制器的本地處理，進(jìn)而上傳云數(shù)據(jù)中心，支撐在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分級(jí)分析和處理。

四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造

互聯(lián)網(wǎng)和新科技的發(fā)展使物理世界與虛擬世界開始融合，行業(yè)的邊界變得模糊，互聯(lián)網(wǎng)的觸角已經(jīng)無孔不入，零售、圖書、金融、電信、娛樂、媒體等等行業(yè)早已互聯(lián)網(wǎng)化，而制造、公用事業(yè)、環(huán)保、能源等傳統(tǒng)行業(yè)也正在迅速被互聯(lián)網(wǎng)融合?；ヂ?lián)網(wǎng)的跨界顛覆，本質(zhì)是高效率整合低效率，包括結(jié)構(gòu)效率和運(yùn)營效率，對(duì)于能源行業(yè)也是如此。

能源互聯(lián)網(wǎng)不是為了互聯(lián)而互聯(lián)、為了接入而接入，能源互聯(lián)網(wǎng)要提供價(jià)值和增值服務(wù)，必須形成價(jià)值閉環(huán)并且創(chuàng)造新的價(jià)值。但最終的核心價(jià)值在哪里，如何形成價(jià)值閉環(huán)，如何成為市場上站得住腳的獨(dú)立業(yè)務(wù)運(yùn)營，可能還要能源互聯(lián)網(wǎng)的不同環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合。例如分布式光伏是發(fā)端的重要組成，還要考慮與其他能源形式相互補(bǔ)，以及與儲(chǔ)能、用戶側(cè)需求管理與響應(yīng)等相結(jié)合，例如光儲(chǔ)充就是未來的一個(gè)發(fā)展方向。而最終的目標(biāo)必然是發(fā)展成為一個(gè)綜合能源服務(wù)平臺(tái)，提供無法替代的能源服務(wù)價(jià)值。

價(jià)值創(chuàng)造的最終來源是用戶，盡最大可能為用戶提供好的服務(wù)。用戶中心是互聯(lián)網(wǎng)思維的核心，用戶入口就意味著最終的價(jià)值導(dǎo)入，從用戶到流量到不斷迭代到平臺(tái)思維，互聯(lián)網(wǎng)在用戶服務(wù)方面一直追求極致體驗(yàn)，而在這些方面能源服務(wù)的道理也一樣，應(yīng)該從終端用能用戶拓展到全產(chǎn)業(yè)鏈的用戶服務(wù)，并與綜合能源服務(wù)平臺(tái)進(jìn)一步整合，真正實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)從能量、信息、業(yè)務(wù)到價(jià)值的透明和統(tǒng)一。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值不應(yīng)該局限于能源電力行業(yè)，還應(yīng)該跨界拓展到其他領(lǐng)域。電力由于可以無處不在，再有5G無線通信網(wǎng)或電力無線專網(wǎng)的支持，因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以被利用構(gòu)建水平互聯(lián)意義上的物聯(lián)網(wǎng)。也就是說任何其他領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都有可能借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)，進(jìn)行傳感器的接入和應(yīng)用的接入，而不用考慮通信、計(jì)算資源方面的構(gòu)建以及實(shí)時(shí)性、安全性等方面的要求。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)外業(yè)務(wù)的拓展使得其價(jià)值創(chuàng)造的空間巨大，也將成為電力行業(yè)通過基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)建設(shè)帶動(dòng)其他行業(yè)發(fā)展的典范。

五、未來發(fā)展方向

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要在能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更大作用，必須秉持能源互聯(lián)網(wǎng)開放互聯(lián)、對(duì)等分享的理念，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。

首先，發(fā)展能量路由器、邊緣控制器等關(guān)鍵裝備，促進(jìn)信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化。例如國家電網(wǎng)公司提出“三站合一”的構(gòu)想，將能源站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，某種程度上就反映了信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化的大趨勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流的“三流合一”。

其次，發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理和用戶服務(wù)平臺(tái)，形成人、物、信息、價(jià)值的聚合，發(fā)揮平臺(tái)效應(yīng)。例如綜合能源服務(wù)要進(jìn)一步高效發(fā)展，必須有泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)支撐，否則很難收集碎片化利益，形成規(guī)模效益。

最后，對(duì)內(nèi)對(duì)外實(shí)現(xiàn)開放共享，最大限度地創(chuàng)造新價(jià)值。能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值鏈不僅僅存在于能源的交易中，還有綠色、低碳、環(huán)保等其他價(jià)值鏈的存在，可以借助區(qū)塊鏈等技術(shù)手段最大限度進(jìn)行信息透明和價(jià)值梳理，同時(shí)與智能交通、智能家居等其他領(lǐng)域跨界結(jié)合，創(chuàng)造出新的價(jià)值。