在應(yīng)對氣候變化、解決能源危機背景下，可再生能源逐步替代化石能源成為世界各國能源發(fā)展共識，能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)正在發(fā)生根本性變化，伴隨以互聯(lián)網(wǎng)為主要形式的信息通信技術(shù)的快速普及和廣泛滲透，推動了能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與實踐熱潮。2016年2月，國家發(fā)展改革委等部委發(fā)布關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）發(fā)展的指導意見，能源互聯(lián)網(wǎng)成為推動我國能源革命，促進能源產(chǎn)業(yè)升級，形成新經(jīng)濟增長點的重要戰(zhàn)略支撐；2017年6月，國家能源局公布了首批55個能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，能源互聯(lián)網(wǎng)進入試點示范階段。

　　2004年，能源互聯(lián)網(wǎng)概念在《經(jīng)濟學人》雜志上被首次提出，2011年，里夫金在《第三次工業(yè)革命》中具象化了能源互聯(lián)網(wǎng)定義。當前對能源互聯(lián)網(wǎng)的概念理解尚未達成統(tǒng)一，可以按照緣起和特點分為三類：

　　主要針對用戶側(cè)分布式可再生能源、電動汽車等智能終端大量接入產(chǎn)生的設(shè)備即插即用、能量信息雙向流動等需求，借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放對等的理念及體系架構(gòu)，對電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備、形態(tài)架構(gòu)、運行方式及發(fā)展理念等進行深刻變革。

　　里夫金提出了人們可分散自由生產(chǎn)可再生能源并共享的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展愿景。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念下，能源互聯(lián)網(wǎng)的核心設(shè)備是電力路由器，它起著與信息網(wǎng)中路由器類似的關(guān)鍵作用，多位學者就電力路由器開展了研究。美國北卡羅萊納州立大學研制了基于電力電子技術(shù)和信息技術(shù)實現(xiàn)電力流和信息流融合的能源路由器(energyrouter)裝置。日本早稻田大學和VPEC公司聯(lián)合研制了集群電網(wǎng)電力路由器，根據(jù)蓄電池的剩余電量改變輸出電力的頻率。東京大學研發(fā)的數(shù)字電網(wǎng)電力路由器可根據(jù)“IP地址”識別電源及區(qū)域電網(wǎng)。美國克萊門森大學Corzine教授則借鑒互聯(lián)網(wǎng)中傳輸信息包的方式研制了傳輸能量包(energypacket)的電路。清華大學信息技術(shù)研究院的研究團隊認為能源互聯(lián)網(wǎng)是以大電網(wǎng)為主干網(wǎng)，以微網(wǎng)和分布式能源等能量自治單元為局域網(wǎng)的新型信息能源融合廣域網(wǎng)。另外，中國電力科學研究院、國防科技大學等研究團隊均基于互聯(lián)網(wǎng)思維對能源互聯(lián)網(wǎng)進行了研究。

　　主要針對電網(wǎng)在配置范圍、調(diào)控能力、雙向互動等方面存在的局限性，利用信息通信技術(shù)與能源電力技術(shù)的融合，全面提升電網(wǎng)性能，促進清潔能源大規(guī)模利用。

　　德國聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部與環(huán)境部提出E-Energy促進計劃，基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)使得電網(wǎng)和信息網(wǎng)深度融合，實現(xiàn)電網(wǎng)從最初大型發(fā)電廠統(tǒng)一供電的方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际桨l(fā)電主導的供電方式。劉振亞提出以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以輸送清潔能源為主導，全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)的全球能源互聯(lián)網(wǎng)理念。趙俊華等提出了基于信息物理融合系統(tǒng)(cyber-physicalsystem，CPS)的電網(wǎng)、信息網(wǎng)融合的基本理論和方法，討論了模型的建立、分析和控制等問題。

　　主要強調(diào)多種能源之間的相互替代和綜合優(yōu)化，依托信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多個能源系統(tǒng)之間的高度耦合。

　　瑞典聯(lián)邦理工學院Favre-Perrod等提出了能量集線器(energyhub)的概念，能夠?qū)崿F(xiàn)電能、天然氣、熱能等多種能源相互轉(zhuǎn)化和存儲。董朝陽教授將能源互聯(lián)網(wǎng)視為電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、天然氣網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)4個緊密耦合而成的網(wǎng)絡(luò)。武建東提出了包含水、電、氣甚至熱力的智能能源網(wǎng)。新奧集團提出由基礎(chǔ)能源網(wǎng)、傳感控制網(wǎng)和智慧互聯(lián)網(wǎng)組成的泛能網(wǎng)。

       從已有的研究成果可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇有廣義和狹義之分。廣義上，能源互聯(lián)網(wǎng)涵蓋電力系統(tǒng)、油氣管網(wǎng)、能源運輸物流網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)集合；狹義上，能源互聯(lián)網(wǎng)涵蓋智能電網(wǎng)、發(fā)電設(shè)備設(shè)施及分布式能源系統(tǒng)。雖然范疇上有所差異，但其本質(zhì)上均蘊含著信息通信技術(shù)與能源系統(tǒng)深度融合而引起的能源系統(tǒng)價值創(chuàng)造方式的深刻變化。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息通信網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，并衍生出了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟業(yè)態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”全面興起。以分散、共享、扁平、高效、透明、開放等為代表的互聯(lián)網(wǎng)思維背后蘊含著新的基于信息網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律的變化。本文將聚焦在狹義能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇內(nèi)進行研究和探討。

　　從物理架構(gòu)上看，能源互聯(lián)網(wǎng)可分為全球能源互聯(lián)網(wǎng)、國家能源互聯(lián)網(wǎng)、城市能源互聯(lián)網(wǎng)和區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)。

　　著眼于功能的實現(xiàn)邏輯，能源互聯(lián)網(wǎng)由價值層、業(yè)務(wù)層、信息層、能源層四層架構(gòu)組成，如圖2所示。價值層是實現(xiàn)參與方價值的平臺，以為各參與方創(chuàng)造、交換、獲取價值為基本功能；業(yè)務(wù)層是價值的形式載體，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)流的制定、運營為基本功能；信息層是業(yè)務(wù)服務(wù)實現(xiàn)和能源傳輸配置的技術(shù)支撐平臺，以實現(xiàn)信息流的采集、傳遞、應(yīng)用與交互為基本功能；能源層是能量的物理載體，以實現(xiàn)能量的生產(chǎn)、傳輸、消費為基本功能。

　　從運營關(guān)系上看，能源互聯(lián)網(wǎng)基于業(yè)務(wù)流、信息流和能源流的深度融合，提高能源系統(tǒng)整體運行效率，實現(xiàn)供需雙方的高效匹配，如圖3所示。其中，能源獲取系統(tǒng)具備智能化的新能源發(fā)電功率預測及控制能力；分布式和集中式能源傳輸系統(tǒng)具備更加準確的狀態(tài)預測、調(diào)度控制和互動機制；能源利用系統(tǒng)具有高度信息化的特點和各類基于電力大數(shù)據(jù)的高級功能應(yīng)用。各系統(tǒng)深度融合形成有機、開放的平臺系統(tǒng)，電將作為介質(zhì)，電力骨干網(wǎng)架將作為發(fā)展基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息將作為核心，多種能源和服務(wù)將在這一立體平臺上實現(xiàn)商品化交易。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)作為新時代下“互聯(lián)網(wǎng)+”變革力量在能源領(lǐng)域的滲透融合，體現(xiàn)了能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)作為國際電網(wǎng)發(fā)展的大勢，在技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動下日益在能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，其范疇和內(nèi)涵也在不斷與時俱進。從發(fā)展、系統(tǒng)的哲學觀看，兩者在內(nèi)容范疇、內(nèi)涵特征上均具有很強的一致性，是從不同視角對智能電力系統(tǒng)未來創(chuàng)新發(fā)展的勾勒和詮釋。

　　根據(jù)發(fā)改委、能源局《關(guān)于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見》給出的智能電網(wǎng)的基本概念，“智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過集成新能源、新材料、新設(shè)備和先進傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲能技術(shù)等新技術(shù)，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動化、互動化等特征，可以更好地實現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行”。同時，《意見》還進一步指出未來智能電網(wǎng)在信息與能源的深度融合、以及基于互聯(lián)網(wǎng)思維促進智能電網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新的重點發(fā)展方向。可見，植根于新一代電力系統(tǒng)的智能電網(wǎng)理念，與以電網(wǎng)為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇是一致的。

　　回顧智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程，智能電網(wǎng)不斷向著更高階段發(fā)展，智能電網(wǎng)的理念內(nèi)涵也是不斷演進和與時俱進的。隨著能源電力技術(shù)的發(fā)展和市場機制的完善，其將呈現(xiàn)如下趨勢特征：一是形成以特高壓輸電、儲能、超導等先進技術(shù)為基礎(chǔ)，具有接納高滲透率清潔能源和抵御自然災(zāi)害及各類重大威脅的彈性和自恢復能力的一體化現(xiàn)代電網(wǎng)。二是物理上實現(xiàn)全球電網(wǎng)互聯(lián)，滿足全球清潔能源輸送需求，發(fā)揮洲際聯(lián)網(wǎng)效益；功能上實現(xiàn)以電為介質(zhì)的多種能源協(xié)調(diào)互補，與天然氣、熱、冷、交通等系統(tǒng)互聯(lián)。三是在應(yīng)用大量智能設(shè)備和系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備在線監(jiān)測、智能巡檢、全壽命周期管理的基礎(chǔ)上，充分利用信息通信、信息物理融合技術(shù)實現(xiàn)信息與能源深度融合，將電力系統(tǒng)物理實體數(shù)字化，全面支持各主體各設(shè)備系統(tǒng)的即插即用。四是基于互聯(lián)網(wǎng)理念進行商業(yè)模式創(chuàng)新，為用戶提供多元化增值服務(wù)，促進用戶與電網(wǎng)深度互動，實現(xiàn)多利益相關(guān)方合作共贏。可見，智能電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢與能源互聯(lián)網(wǎng)多種能源協(xié)調(diào)互補、信息通信技術(shù)的深度應(yīng)用、新型商業(yè)運作模式等發(fā)展理念相一致。

　　總體來看，能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)體現(xiàn)了未來能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，其內(nèi)容范疇和內(nèi)涵特征在本質(zhì)上具有一致性，只是在發(fā)展階段、關(guān)注焦點上有所側(cè)重