美国学者杰里米•里夫金(Jeremy Rifkin)于2012年在其著作《第三次工业革命》中预言，以Renewable Energy和Information Technology的深度融合为特征，一种新的能源使用系统即将出现。他将他设想的新能源系统命名为“能源互联网(IoE)”，它基于“可再生能源、分布式、开放共享的网络，即能源互联网”，其目标是解决化石燃料的逐渐枯竭和带来的环境污染问题。

能源互联网是让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。多余的能源则可以与他人分享，就像我们现在在网络上分享信息一样的网络。综合运用先进的电力电子技术，信息技术和智能管理技术，将大量由分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。

2014年，我国在2014年的时候提出能源生产与消费革命的长期战略，同时试图以电力系统为核心来主导全球能源互联网。2016年2月，国家发展改革委、国家能源局、工信部联合制定发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》。2016年3月，国家电网独家建立了全球能源互联网发展合作组织，是我国在能源领域发起的第一个国际组织，是国际上第一个全球能源互联网的合作与协调组织。2017年8月，中国首批能源互联网示范项目中的55个已经启动，中国的能源互联网已进入应用阶段。

能源互联网两两互联

(1)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

(2)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

杰里米•里夫金在《第三次工业革命》一书中研究了技术和科学变化对能源的影响。发电单元、电信设备、控制方案、电源、存储技术、网络安全、计算机、物联网，促进了能源互联网的发展。它将能源系统和信息通信技术相结合。同时能源互联网越来越多地应用于各种领域，如建筑能源管理系统、电动汽车、分布式发电和一些其他的工业应用。在能源互联网中，电力系统作为能源系统的关键组成部分，其利用先进的传感器、数字控制器等设备，通过互联网进行信息的交互。这些通信设备能够接收提供本地分析和控制的信息、接收分析命令、发送原始数据或发送指令。电网与能源管理系统之间的双向通信能够监控发电单元。因此，将能源互联网与电力系统相结合能够解决电网的运行障碍问题

利用能源互联网会具有以下优势：1)在不扩张现有的电力基础设施而扩大能源互联网容量的情况下可以应对负荷需求的不断增长；2)通过对能源互联网中分布式新能源管理可以减少电网中断的频率和持续时间；3)通过互联网自身的可持续性确保能源安全；4)利用清洁能源可以减少对自然环境的影响^[1]。

建设能源互联网的过程实际上是传统能源经济改革的过程，它不仅包括覆盖能源系统和改变能源消费，同时也是在技术和管理上与互联网高度融合的综合智慧能源网络。为能源互联网主要包含三部分：能源能量系统、能源信息系统和能源业务系统

(1)能源能量系统

能源能量系统遵循能源系统与电力电子技术深度融合要求，建设以“高精尖”为基本特征的智能电网。始终坚持新型智能电网技术功能形态转型，提高电网安全可控，保证多能高效、即插即用，是传统能源和新型能源深度融合，实现能源自由互联共享的前提和多能源网融合的连接纽带。

(2)能源信息系统

能源信息系统包括了在能源服务流程中产生的一切信息以及对信息进行挖掘分析、交互存储的过程。建设能源互联网的过程是信息系统对能源系统的改造过程，强调信息技术应用在能源领域的优势和特点，如对能源系统的协调、分布式能源协同控制；光照、风电等状态监控、预测控制；对用户用电、购电等复合特性的数据挖掘和分析等。以收集能源数据为基础，分析能源数据为核心，实现能源智慧物联。

(3)能源业务系统

能源业务系统是一种为满足终端客户能源需求的多样性，提供能源生产、运输、存储、交易与消费的综合服务方式，包括了能源交易过程中的能源服务和新型能源运营模式，涉及到能源产业投资、能源商务服务、终端居民能源消费服务、金融保险等多能源运营服务。能源互联网的特点是能够根据消费者需求，在大数据技术支持下，对自身结构和内部流程进行不断的进化升级，并于消费者保持实时交互与反馈，实现能源互联网可持续发展。因此，在能源消费过程中，不再是消费者单一的被动的接受，而是消费者与能源网络的双向互动^[2]。

(1)可再生：能源互联网中的重要能源是可再生能源。利用这种能源发电是波动和间歇的，大规模并网会影响电网的稳定性，这会促进传统能源网转换为能源互联网。

(2)分布式：可再生能源具有分散特点，如果要最大可能地采集和利用可再生能源，就地建立可以采、储、用的能源网络是很有必要的。这些分布范围广、规模小的微型能源网络是能源互联网的一个个节点。

(3)开放性：对等、层次结构少、正反向流动是能源互联网开放性的体现，这些使得能源互联网成为一个可以共享能源的网络。

(4)智能化：IoE上能源的发、输、变、配、用应具有相当的智能化^[3]。

(1) 美国FREEDM能源管理系统。

FREEDM系统是美国北卡罗来纳州立大学提出的未来可再生的能源输送和信息化管理的系统。经过对该能源管理系统的进一步深入研究和开发，它现己发展成为一套具有物联网早期自动化功能的物联网能源管理系统。FREEDM对基于云的互联网大数据处理和物联网大数据优化技术相结合的技术研究现在已经处于世界互联网能源技术研究的最前沿。自FREEDM建立以来，基于FREDNP3.0的物联网信息数据传输与自动化控制能源管理系统一直都是物联网FREEDM核心技术研究方向。当前，该能源管理系统己经发展成为具有将双向个人反馈信息真接发送到物联网的云能源管理系统，并同时实现自我数据优化和管理双向个人的反馈信息过程的自动化功能。上述云管理系统取决于三项物联网关键技术：物联网通用的能源信息交互控制技术、云能源信息数据传输分析和控制技术、对用户和物联网能源需求状况进行动态分析监控技术。

(2)德国E—Energy

2008年，德国的经济科学技术部和德国环境保护部共同地启动了德国能源技术创新互联网计划(e—energy)，旨在研究如何建立基于智能ICT互联网技术的未来德国能源互联刚系统。随嵩。德国电子公司能源互联刚计划的进一步深入发展，从ICT互联网技术与整个现有德国电力系统的集成应用角度出发，提出了一个基于德国的能源H联网的系统概念。这尤其重要地体现在：该互联网系统能够使用一种更加智能的ICT互联网技术来自动优化对用户的电气负载的管理：最新的德国电子能源测量设备将通过数据收集分析用户的需求和电气负载数据，以提供一个更智能的E—Energy系统的网络需求和节点使用所需的数据信息。E—Energy德国能源互联网系统将基于大型的网络节点通过数据自动收集分析了解用户的需求和使用电习惯和其他数据：该能源管理系统还将通过收集和分析预测到可能影响该国家和地区消费电力能源供应的习惯和大数据相关信息，并将其与系统的消费电力和其发电系统的信息一起，一方面发送到系统的能源和消费电力ICT网关，另一方面发送到系统控制能源的供应商，输送机和发电系统的运营商向双方都提供节能减排计划和并行优化的消费电力能源使用计划，使他们都能够更好地满足不断深化日益增长的节能能源合作和并行优化的供求关系。

(3)日本数字电网

2011年，东京电力与来自日本的国有公用事业东京电力公司、日立横滨研究实验室、日本电力公司等共同建立了强大的日本数字电网联盟。通过利用日本的数字电网路由器，可以为日本数字电网系统中的发电基础设施、储能交换装置、电力交换装置等数字电网的基础设施分配IP地址。基于IP地址，所有的数字电网能源信息传输设备都是可以被发送方的网络系统识别和传输组织使用，比如高速互联网能源设备。主要的内容包括：第一是数字电网能源信息路由器的研究与技术开发，其主要的功能是用于实现数字电网与高速互联网的能源信息连接，主要是用于收集和解决发送方系统和电力传输组织有关能源交易的信息；第二是数字智能电刚匹配高速能源信息路由器的研究与技术开发，以及其主要的功能；第三是将系统的性能优化和决策信息链接下载到每一个云系统，每一个智能电网匹配高速互联网能源的信息互联网路由器的能源信息链接上，每一个能源信息路由器向发送方的电力流提供发送方的能源信息，以及控制电力给发送方传输信息的组织发送方带来的能源信息。控制发送方传输组织将根据控制电力发送方带来的能源信息自动对该设备完成控制发送方的操作，并向发送方提供一些新能源的信息，然后将其发送到每个系统发送方的设备，完成能源信息的交换。该系统设备将自动完成控制用电系统信息化的行为，并由发送疗通过云技术的操作将大量的信息和用电数据自动传回控制发送方系统^[4]。

随着坚强智能电网和泛在电力物联网的提出，进一步丰富能源互联网的内涵，主要有以下几个方面发展趋势：

(1) 发电模式的改革。

目前能源互联网提倡大型骨干电网和小于其规模的分布式发电厂相结合，大幅度增力¨以风能，太阳能、生物质能为代表的可再生能源生产电量的比重，将来可再垒i能源使用量会超过全部能源消耗的50%。而新能源本身地区、气候等自然因素，满足能源局域网、能源子网就地能源生产，存储，使用，利用其与大型骨干网不同特性和不同需求，协调合作，既优化成本，提高效率，又减少环境污染，支持区域可持续发展，实现本地最优能源配置，满足本地能源供需平衡

(2)微电网大规模的纳入。

智能电网中大型骨干电网将在长时间内承担重要角色，但是随着能源互联网加强智能化，信息化和共享化的建设。同时，微电网将分布在各个角落的分布式能源连接起来，各个微电网再通过能量路由器实现能源共享，优化配置。因此，不管清洁能源生产是集中式还是分布式的，都可以通过微网的方式连接起来，双向交互，资源共享，高效可靠，不仅可以作为骨干大电网很好的辅助和补充，而且两者有机协调增强整个能源互联网的生命力。

(3)能源共享新模式的出现。

纵观21世纪能源生产和消费方式的发展，传统化石燃料因存储数量有限导致消耗剩余量逐渐减少，而价格日益攀升，此刻，清洁能源进一步被新技术开发利用，可再生能源价格持续下降，越来越多的分布式可再生能源进入用户的生活，传统单一的消费者成为了既可以担任生产者角色，也可以担任消费者角色，催生着新的能源共享模式。如今，能源互联网使得各地的人们可以在自己的家中搭建太阳板实现太阳能发电，所发电量一部分用于自己生活中空调、热水器等用电以及电动汽车充电，如果还有剩余的部分就可以分享给其他人。还有一些小型电厂，发电装置除了太阳能板，还有垂直风力涡轮机、生物质转换装置，小水电等。小型电厂通过装置的传感器，实时得知所发电量以及用户电价的浮动，可以选择合适的价格卖回给电网。以上能源共享新模式的出现，要求能源互联网为能源综合服务，供售业务提供更可靠，更高效的平台支撑。

(4)新型能源互联网的出现。

能源互联网在这场能源革命中，不仅仅在源头发电侧能源种类上有所调整，还有更多新型通信技术带来的能源运营模式的创新。今年，国家电网提出坚强智能电网和泛在电力物联网作为实现能源互联网的重要基础设施，并且强调枢纽型作为能源互联网的产业属性，平台型作为能源互联网的网络属性，共享型作为能源互联网的社会属性，从能源汇集、转换、传输、利用的枢纽作用，综合能源配置平台、新业态能源发展平台价值开发到吸引更多社会市场主体参与能源互联网建设，打造共赢的能源互联网生态圈。同时，在5G、区块链、人工智能等新技术的不断推进，微型发电装置，智能传感器等新型用能、储能产品和服务大量涌现，促使电力、交通、供热等各个社会机能领域不断交融渗透，一个全新的能源互联网将会出现。

参考资料：

[1]杨雪晴.基于边缘智能的能源互联网新能源消纳能力评估研究[D].黑龙江:黑龙江大学，2021.

[2]赵阳.基于投入产出分析的能源互联网产业关联及波及效应研究——以江苏省为例[D].中国矿业大学，2021.

[3]孟维娜.能源互联网背景下电化学储能项目经济评价体系构建与应用研究[D].江苏:东南大学，2020.

[4]赵伟东.能源互联网下多元能源互补梯级利用优化模型研究[D].华北电力大学，2020.

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