唐躍中，夏清，張鵬飛，譚振飛，劉宇塵，孫冰瑩，汪洋

（1．國(guó)網(wǎng)上海市電力公司，上海市 浦東新區(qū) 200122；2．清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，四川省 成都市 610213；3．清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系，北京市 海淀區(qū) 100084；4．國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海市 虹口區(qū) 200437；5．北京清能互聯(lián)科技有限公司，北京市 海淀區(qū) 100085）

0 引言

中國(guó)學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；芯恳验L(zhǎng)達(dá)5年，能源互聯(lián)網(wǎng)的定義不斷擴(kuò)充完善。如圖1所示，起初，國(guó)內(nèi)側(cè)重于將能源互聯(lián)網(wǎng)定義為“一種新型電力系統(tǒng)”，由以分布式清潔能源發(fā)電為新特征的電力系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合形成，其樞紐為互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)[1-3]。經(jīng)過(guò)百家爭(zhēng)鳴，國(guó)內(nèi)將能源互聯(lián)網(wǎng)定義為“一種新型能源體系”，以可再生能源為主要一次能源、以電力系統(tǒng)為核心、以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ)，與氣網(wǎng)、熱網(wǎng)及交通網(wǎng)絡(luò)等緊密耦合而形成[4]，能實(shí)現(xiàn)橫向多源互補(bǔ)、縱向源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)調(diào)、能量流與信息流雙向流動(dòng)[5-6]。隨著研究的不斷深入，目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為：能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值及新業(yè)態(tài)不斷發(fā)掘和涌現(xiàn)，在“新型能源體系論”基礎(chǔ)上，其定義擴(kuò)充為“一種新的能源經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)”，基本架構(gòu)由“能源系統(tǒng)的類(lèi)互聯(lián)網(wǎng)化”和“互聯(lián)網(wǎng)+”組成[7]，包括多能協(xié)同的能源網(wǎng)絡(luò)、信息融合的能源系統(tǒng)和創(chuàng)新模式的能源運(yùn)營(yíng)三個(gè)層級(jí)[8]，是互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)[9]。

圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)概念內(nèi)涵演變Fig.1 Evolution of the concept of the energy Internet

由此可知，能源互聯(lián)網(wǎng)的范疇從電力行業(yè)擴(kuò)展至能源領(lǐng)域，逐步發(fā)展為自成體系的能源經(jīng)濟(jì)形態(tài)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，其價(jià)值創(chuàng)造機(jī)理和業(yè)態(tài)創(chuàng)新引發(fā)業(yè)內(nèi)廣泛思考。

目前對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值來(lái)源的研究有三個(gè)角度。一是從能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的角度，能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值在于促進(jìn)分布式清潔能源的消納，改變能源的生產(chǎn)與消費(fèi)模式，支撐能源革命[10]。二是從能源產(chǎn)業(yè)鏈的角度，能源互聯(lián)網(wǎng)具備“五位一體”的價(jià)值點(diǎn)[11]，即能源基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)、能源形式的互換、能源技術(shù)數(shù)據(jù)與信息技術(shù)數(shù)據(jù)的互用、能源分配方式的互濟(jì)、能源生產(chǎn)與消費(fèi)商業(yè)模式的互利。三是從需求滿(mǎn)足的理論角度，能源互聯(lián)網(wǎng)的新價(jià)值來(lái)源歸為兩個(gè)方面[12]：其一是新業(yè)務(wù)和商業(yè)模式創(chuàng)造的市場(chǎng)價(jià)值，用于提升用能需求的滿(mǎn)足程度；其二是新的生產(chǎn)、管理和交易方式創(chuàng)造的效率價(jià)值，本質(zhì)上是提升用能需求滿(mǎn)足過(guò)程的效率。能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值來(lái)源于更好地滿(mǎn)足居民生活以及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的用能需求乃至社會(huì)發(fā)展的需求。

對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值創(chuàng)造機(jī)理，現(xiàn)有研究探討可以分為三類(lèi)。第一類(lèi)立足能源互聯(lián)網(wǎng)物理系統(tǒng)層面展開(kāi)，包括多種能源互補(bǔ)和能源集成優(yōu)化。多能互補(bǔ)系統(tǒng)借助多能源分析規(guī)劃技術(shù)、能量管理技術(shù)、協(xié)調(diào)控制體系和儲(chǔ)能技術(shù)[13]，能源集成優(yōu)化通過(guò)能源耦合關(guān)系對(duì)多種供能系統(tǒng)開(kāi)展橫向協(xié)調(diào)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)各類(lèi)能源梯級(jí)利用和協(xié)同調(diào)度，均可促進(jìn)可再生能源的消納，提高能源利用效率[14]。這類(lèi)研究通過(guò)模型和推導(dǎo)，定量或定性地論證了關(guān)鍵技術(shù)在提高能效方面的價(jià)值，但缺乏實(shí)現(xiàn)這一價(jià)值的機(jī)制設(shè)計(jì)。第二類(lèi)側(cè)重于能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)層面的分析，包括能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互、共享與挖掘。能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)由能源生產(chǎn)、配送和消費(fèi)系統(tǒng)產(chǎn)生，其外部包括可反映經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策、氣候、用戶(hù)特征、地理環(huán)境的數(shù)據(jù)[15]。從系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)角度，文獻(xiàn)[16]提出為應(yīng)對(duì)供需兩側(cè)的隨機(jī)性，需要充分的信息交互與分析，以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，但未闡明這種交互對(duì)市場(chǎng)機(jī)制的依賴(lài)性；文獻(xiàn)[17]認(rèn)為大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提高智能電網(wǎng)管理水平、運(yùn)營(yíng)效率和盈利能力。從資源配置角度，文獻(xiàn)[18]提出能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息的交互可以提高市場(chǎng)的信息充分度、透明度，緩解能源市場(chǎng)的信息不完全問(wèn)題，讓能源交易接近于社會(huì)最優(yōu)的均衡點(diǎn)，提升能源市場(chǎng)的資源配置效率。然而，現(xiàn)有研究沒(méi)有從機(jī)制的角度設(shè)計(jì)激勵(lì)參與者“說(shuō)真話”的方法。從社會(huì)規(guī)劃及治理角度，能源數(shù)據(jù)的挖掘?qū)崿F(xiàn)了能源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展體系的融合[19]，能夠研判社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、輔助制定社會(huì)政策并評(píng)價(jià)政策實(shí)施效果[20]，但需要全面深入研究能源大數(shù)據(jù)在政府治理中更加有效的場(chǎng)景。第三類(lèi)著眼于能源互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新層面。各主體運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)新能源運(yùn)營(yíng)模式[21]，以需求為導(dǎo)向，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)與能源多元業(yè)務(wù)的融合，更好地滿(mǎn)足人們的用能需求、提升需求滿(mǎn)足過(guò)程的效率[22]。

基于上述能源互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值來(lái)源與價(jià)值創(chuàng)造的發(fā)掘，以及一批能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的落地[23]，國(guó)內(nèi)進(jìn)一步展開(kāi)了能源互聯(lián)網(wǎng)催生的新業(yè)態(tài)的研究。

社會(huì)對(duì)全國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的積極預(yù)期，促使新業(yè)態(tài)培育成為能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制高點(diǎn)[24]。有學(xué)者認(rèn)為新業(yè)態(tài)培育強(qiáng)調(diào)“三個(gè)理念”，即能源管理理念、信息服務(wù)理念和節(jié)能減排理念[25]，其商業(yè)模式將由集中式的整體平衡，向分散化決策、帕累托最優(yōu)的局部微平衡發(fā)展[26]。在“建設(shè)具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略下，國(guó)家電網(wǎng)有限公司開(kāi)展了以綜合能源服務(wù)、優(yōu)勢(shì)資源商業(yè)化、新興產(chǎn)業(yè)跨界融合為代表的新業(yè)態(tài)創(chuàng)新實(shí)踐，涵蓋了市場(chǎng)導(dǎo)向、產(chǎn)品導(dǎo)向和資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)導(dǎo)向三個(gè)維度的商業(yè)模式[27]。

現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)態(tài)創(chuàng)新的主要觀點(diǎn)包括四個(gè)維度。一是促進(jìn)能源系統(tǒng)清潔低碳化的業(yè)態(tài)創(chuàng)新，涉及綠色產(chǎn)能和綠色用能兩方面。綠色產(chǎn)能即能源生產(chǎn)的低碳化，能源互聯(lián)網(wǎng)包含的多能替代及存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換技術(shù)，以支撐能源供給側(cè)的“清潔替代”產(chǎn)業(yè)，包括發(fā)電側(cè)低碳改造、零碳和消碳技術(shù)的發(fā)展[28]。綠色用能可理解為有序用能和節(jié)能減排，基于能源互聯(lián)網(wǎng)的智能云平臺(tái)可以支持能源大用戶(hù)節(jié)能技術(shù)改造、節(jié)能量監(jiān)測(cè)、核算和評(píng)價(jià)[29]，供暖服務(wù)商基于多能系統(tǒng)與多能管網(wǎng)組建“虛擬熱電廠”，向用戶(hù)提供清潔取暖方案[30]。二是提升能源轉(zhuǎn)換及利用效率的業(yè)態(tài)創(chuàng)新，涉及分布式能源、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能和園區(qū)綜合能源等。分布式能源和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能可通過(guò)租賃、虛擬電廠、共享節(jié)能收益模式[31]，建立電量共享平臺(tái)，以提高容量利用率[32]。園區(qū)綜合能源可通過(guò)數(shù)據(jù)中心算力、能耗、成本的同步優(yōu)化、工業(yè)余熱回收、電池梯級(jí)利用、虛擬電廠等，提升能源利用效率[33]；借助信息流“負(fù)熵”理念和技術(shù)以延緩熱力系統(tǒng)的熵增速度[34]，將能源互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)融合，形成同一智能協(xié)同網(wǎng)絡(luò)即泛能網(wǎng)，開(kāi)展能源生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用及回收的優(yōu)化控制，提升園區(qū)能效[35]。三是優(yōu)化能源市場(chǎng)資源配置的業(yè)態(tài)創(chuàng)新，包括市場(chǎng)體系的完善和市場(chǎng)形式數(shù)字化。能源互聯(lián)網(wǎng)將在能量、碳排放市場(chǎng)等市場(chǎng)建立現(xiàn)貨、期貨交易相互支撐和耦合的二級(jí)市場(chǎng)體系，同時(shí)建立碳交易市場(chǎng)、綠幣交易市場(chǎng)等衍生交易市場(chǎng)[36]，促進(jìn)能源資產(chǎn)投資與交易，豐富資源配置手段；能源市場(chǎng)數(shù)字化，如能源電商，從垂直封閉的傳統(tǒng)模式向開(kāi)放共享的新模式轉(zhuǎn)變[37]，提高市場(chǎng)配置效率。四是協(xié)助能源規(guī)劃及社會(huì)治理的業(yè)態(tài)創(chuàng)新，涉及能源規(guī)劃、城市管理和社會(huì)決策。能源規(guī)劃方面，能源數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商可以面向政府規(guī)劃部門(mén)、建設(shè)單位提供能源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或改造項(xiàng)目的咨詢(xún)服務(wù)[38]；城市管理方面，車(chē)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通交通信號(hào)系統(tǒng)的路線規(guī)劃[39]、交通能源互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同規(guī)劃與調(diào)度[40]可保障城市智慧交通；社會(huì)決策方面，能源互聯(lián)網(wǎng)共享運(yùn)營(yíng)平臺(tái)可向政府部門(mén)提供政策制定和決策支撐、預(yù)測(cè)宏觀經(jīng)濟(jì)指數(shù)、行業(yè)景氣指數(shù)、社會(huì)征信體系建設(shè)等[41]。

誠(chéng)然，現(xiàn)有研究針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景從技術(shù)角度深入分析了能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值創(chuàng)造和商業(yè)模式。然而，能源互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值創(chuàng)造和業(yè)態(tài)創(chuàng)新的研究應(yīng)上升到基于多能融合、新能源發(fā)展、數(shù)字技術(shù)的能源經(jīng)濟(jì)學(xué)的高度。需要探究能源互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值創(chuàng)造的物理與經(jīng)濟(jì)學(xué)機(jī)理，以體制機(jī)制和商業(yè)模式創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值，策劃推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略路徑。特別是在中國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的發(fā)展背景下，國(guó)家電網(wǎng)有限公司已將推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)作為新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要途徑，能源互聯(lián)網(wǎng)已從探索階段進(jìn)入全面發(fā)展時(shí)期，迫切需要系統(tǒng)性地理解能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值創(chuàng)造機(jī)理、業(yè)態(tài)創(chuàng)新范式和發(fā)展戰(zhàn)略選擇。為此，從能源經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，本文將著重分析能源互聯(lián)網(wǎng)打破孤立系統(tǒng)邊界、實(shí)現(xiàn)各要素全面互動(dòng)、獲取互聯(lián)網(wǎng)范圍經(jīng)濟(jì)紅利等方面的價(jià)值；揭示能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)創(chuàng)新的本質(zhì)是通過(guò)多能融合、供需融合、物理信息融合實(shí)現(xiàn)了能源產(chǎn)-銷(xiāo)-用-儲(chǔ)不同環(huán)節(jié)價(jià)值鏈的貫通與整合，進(jìn)而開(kāi)啟了更長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置的新業(yè)態(tài)；策劃能源互聯(lián)網(wǎng)支撐市場(chǎng)高效交易、價(jià)值公平分配、智慧城市、綠電追蹤、節(jié)能降耗、提升資產(chǎn)利用率、助力政府治理的新業(yè)態(tài)；謀劃能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)再電氣化、基于價(jià)值分配的數(shù)據(jù)共享、基于數(shù)字孿生的人工智能平臺(tái)、機(jī)制創(chuàng)新與數(shù)字技術(shù)共同驅(qū)動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)智慧化、用戶(hù)側(cè)精準(zhǔn)調(diào)度、基于共享經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)機(jī)制推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值創(chuàng)造

按照美國(guó)學(xué)者杰里米·里夫金的預(yù)測(cè)，新能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)催生了電網(wǎng)的一種新的物理形態(tài)，將其稱(chēng)為能源互聯(lián)網(wǎng)，其特征是基于可再生能源的、分布式、開(kāi)放共享的網(wǎng)絡(luò)；另一方面，互聯(lián)網(wǎng)的思維實(shí)現(xiàn)了原本互相獨(dú)立的電、氣、熱系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。能源互聯(lián)網(wǎng)已成為能源革命的主要內(nèi)涵之一，其內(nèi)在價(jià)值歸納如下。

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)了能源系統(tǒng)的“熵減”

能源系統(tǒng)天然地滿(mǎn)足“熵增定律”，能源在開(kāi)發(fā)、轉(zhuǎn)化、傳輸、存儲(chǔ)與消費(fèi)過(guò)程中存在著大量能量耗散，而導(dǎo)致熵增。能源系統(tǒng)的效率就體現(xiàn)如何降低熵增的速度、降低能源的耗散速度。能源互聯(lián)網(wǎng)如何降低熵增的速度？其一，通過(guò)多能源融合打破了單一能源系統(tǒng)的封閉性，降低了熵增速度。例如，用戶(hù)端的綜合能源系統(tǒng)產(chǎn)生了能源的梯級(jí)利用，減少了能源的耗散而降低了熵增的速度。其二，儲(chǔ)能技術(shù)使得原本要耗散的能源被存儲(chǔ)起來(lái)，避免了由于供需不匹配而產(chǎn)生的能源浪費(fèi)進(jìn)而降低了熵增的速度。其三是以低碳能源替代化石能源，減少溫室氣體排放。其四是使用數(shù)字技術(shù)極大地降低了能源系統(tǒng)的信息熵，使得能源系統(tǒng)變得更加有序，通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)高效、精準(zhǔn)的互動(dòng)，產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，提升了源網(wǎng)荷儲(chǔ)之間的有序性，避免了由于源網(wǎng)荷儲(chǔ)之間不協(xié)同而產(chǎn)生的棄風(fēng)棄光，極大降低了能源耗散，進(jìn)而降低熵增。大量的信息獲取與加工，降低了能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行所面臨的不確定性，降低了為應(yīng)對(duì)復(fù)雜不確定性而付出的高額投資與運(yùn)行成本，以輕資產(chǎn)提升重資產(chǎn)的效率。數(shù)字技術(shù)使得信息流、能量流、資金流充分協(xié)同，降低了信息不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的管理成本；信息流使得能量流與資金流更加高效協(xié)同，降低了由于無(wú)序性而產(chǎn)生的成本，信息引導(dǎo)著資金投向效益高的項(xiàng)目，信息引導(dǎo)能量向著效益最高的節(jié)點(diǎn)流動(dòng)。

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)將支撐新能源的匯聚、傳輸和存儲(chǔ)

新能源發(fā)電將覆蓋在地球上的能量膜轉(zhuǎn)化為電能。隨著新能源比例的不斷提升，迫切需要電網(wǎng)覆蓋的空間范圍越來(lái)越大，以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的匯聚。由于新能源在空間上的極度不平衡，需要電網(wǎng)將新能源富余地區(qū)的電能輸送到電力需求大、發(fā)電資源缺乏的地域，實(shí)現(xiàn)新能源的配送。由于新能源發(fā)電在時(shí)間上與電力需求的極度不平衡，需要電網(wǎng)具備強(qiáng)大的不同時(shí)間尺度的儲(chǔ)能能力。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，未來(lái)能源供給是以新能源發(fā)電為主，電網(wǎng)是電能匯聚、傳輸、配送的平臺(tái)，儲(chǔ)能則是應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電與電力需求空間與時(shí)間上不平衡的關(guān)鍵手段，將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。能源互聯(lián)網(wǎng)將以成熟的輸配電網(wǎng)作為新能源輸送的載體，實(shí)現(xiàn)新能源的聚集、傳輸和配送。當(dāng)新能源過(guò)剩時(shí)，在原火電廠的位置開(kāi)展“綠電制氫”，當(dāng)新能源發(fā)電不足時(shí)，“氫再發(fā)電”，由此解決長(zhǎng)時(shí)間尺度上的電力電量平衡的難題，同時(shí)所獲得的綠氫也可滿(mǎn)足鋼鐵、化工等行業(yè)深度減碳的需求。

1.3 多能融合的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了資源在更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置

在能源供給與需求側(cè)，不同能源之間互相替代，以競(jìng)爭(zhēng)的方式提升了能源供給與需求的彈性。能源的梯級(jí)利用也極大提升了一次能源的利用效率。不同能源的供需時(shí)序差異性形成了彼此之間的強(qiáng)烈互補(bǔ)協(xié)同效益，例如：天然氣在冬季供需緊張，而電能在夏季供需緊張，兩個(gè)能源系統(tǒng)協(xié)同則能夠產(chǎn)生降低運(yùn)行成本和投資的巨大效益。不同能源動(dòng)態(tài)變化的時(shí)間常數(shù)差異極大，如果能夠協(xié)同控制電轉(zhuǎn)化為熱或制冷的過(guò)程，不影響供熱或供冷效用的前提下，可為電網(wǎng)提供儲(chǔ)能（儲(chǔ)熱）、緊急備用（中斷電負(fù)荷）的服務(wù)，以廉價(jià)的方式為電網(wǎng)提供靈活性資源。如果未來(lái)的供熱都由新能源發(fā)電提供，儲(chǔ)熱將成為消納新能源發(fā)電波動(dòng)性極為經(jīng)濟(jì)的方式。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，多能融合本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了不同能源市場(chǎng)之間的開(kāi)放，通過(guò)能源消費(fèi)者在不同市場(chǎng)上跨品種、跨區(qū)、跨期的交易和套利行為，實(shí)現(xiàn)了多能源市場(chǎng)在空間和不同時(shí)間尺度上的市場(chǎng)均衡，必然提升能源資源在更大時(shí)空范圍內(nèi)的優(yōu)化配置水平。

1.4 數(shù)據(jù)技術(shù)使得能源系統(tǒng)變得更加有序、協(xié)同、智慧

第五代移動(dòng)通信（5G）、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、數(shù)據(jù)中心等數(shù)據(jù)技術(shù)賦予了能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)與消費(fèi)各環(huán)節(jié)的智能化。這種智能化的本質(zhì)是能源系統(tǒng)的各要素不但產(chǎn)生功能，而且也提供表征其功能的數(shù)據(jù)；由于數(shù)據(jù)之間的交流，實(shí)現(xiàn)了各要素之間的協(xié)同，通過(guò)協(xié)同產(chǎn)生了自組織、自趨優(yōu)、自適應(yīng)的功能。數(shù)據(jù)就像語(yǔ)言一樣，使得各要素之間能夠?qū)υ挘瑥亩沟谜麄€(gè)系統(tǒng)變得更加有序、協(xié)同。數(shù)據(jù)技術(shù)能夠感知以往能源系統(tǒng)難以獲得的信息，能夠精準(zhǔn)地認(rèn)知造成能源系統(tǒng)隨機(jī)性的影響因素，從而降低能源系統(tǒng)面臨的不確定性。信息的價(jià)值在于降低未來(lái)的不確定性產(chǎn)生的預(yù)期。人工智能使得人類(lèi)從物理機(jī)理認(rèn)知世界走向利用大數(shù)據(jù)認(rèn)知世界，能源系統(tǒng)變得更加智慧。系統(tǒng)的無(wú)序?qū)a(chǎn)生驚人的成本，高效的協(xié)同將使得資源更加有效地配置；智慧則是人類(lèi)感知、記憶、理解、分析、判斷、升華等所有能力，能源系統(tǒng)將由于數(shù)據(jù)技術(shù)而獲得這樣的能力，以應(yīng)對(duì)瞬息萬(wàn)變的新能源。這正是數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)造的價(jià)值。

1.5 源網(wǎng)荷儲(chǔ)高度協(xié)同開(kāi)創(chuàng)了新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的新模式

新型電力系統(tǒng)以新能源發(fā)電占主導(dǎo)地位，新能源在不同時(shí)間尺度和更大空間范圍內(nèi)的不平衡需要“荷隨源動(dòng)”與大規(guī)模儲(chǔ)能互動(dòng)的新型電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。電力市場(chǎng)以不同時(shí)間尺度的價(jià)格引導(dǎo)電力供需平衡，儲(chǔ)能則以套利交易方式“熨平”電力供需在時(shí)間尺度上的不平衡，而這種時(shí)變的價(jià)格來(lái)自于電力市場(chǎng)不同時(shí)間尺度交易品種市場(chǎng)均衡價(jià)格，市場(chǎng)以反映供需不平衡度的價(jià)格引導(dǎo)不同時(shí)間尺度的源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)。電力用戶(hù)由以往日內(nèi)削峰填谷的短周期需求響應(yīng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾?、月、季為周期的長(zhǎng)時(shí)間尺度源荷互動(dòng)。新型電力系統(tǒng)的調(diào)度也不再僅僅是調(diào)度電源，而將以負(fù)荷與儲(chǔ)能調(diào)度開(kāi)啟新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)全面、精準(zhǔn)互動(dòng)的新模式。只有負(fù)荷調(diào)度意義下的互動(dòng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的供需的雙側(cè)調(diào)度，才能夠極大地降低為消納新能源而付出的靈活性資源成本，才能全面提升電網(wǎng)設(shè)備的利用率。這種價(jià)值創(chuàng)造是驚人的，是因?yàn)楦淖兞藗鹘y(tǒng)電網(wǎng)基于極端電力平衡場(chǎng)景的規(guī)劃與運(yùn)行方式，取而代之的是更加有效平衡的方式。

1.6 能源互聯(lián)網(wǎng)將獲取互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的巨大紅利

互聯(lián)網(wǎng)豐富與發(fā)展了傳統(tǒng)微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論與方法，催生了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)。在互聯(lián)網(wǎng)上，經(jīng)濟(jì)主體通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)、交換、分配、消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，互聯(lián)網(wǎng)不僅為經(jīng)濟(jì)主體提供了交易活動(dòng)所依賴(lài)的決策信息，而且提供了交易的平臺(tái)。在這一平臺(tái)上，所有生產(chǎn)與消費(fèi)的市場(chǎng)主體聚集在一起，便構(gòu)建了傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為最理想的完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)；在這一市場(chǎng)中的所有市場(chǎng)成員都是價(jià)格的接受者，競(jìng)爭(zhēng)更加充分。在這一平臺(tái)上，需求的種類(lèi)、數(shù)量、品質(zhì)直接牽引著生產(chǎn)者，避免了“蛛網(wǎng)振蕩”的供需平衡方式，后者可能產(chǎn)生巨大的交易成本或引起嚴(yán)重的生產(chǎn)過(guò)剩或不足。在這一平臺(tái)上，通過(guò)遠(yuǎn)期電子化的市場(chǎng)交易，可以穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)主體對(duì)商品價(jià)格的預(yù)期，確保經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的平穩(wěn)性。在這一平臺(tái)上，支撐市場(chǎng)主體決策的外部信息獲取與加工的共享化，可消除由于外部信息不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的市場(chǎng)主體決策的差異性，確保外部信息獲取的公平性，這使得市場(chǎng)主體可集中精力研究如何更好地提供商品和服務(wù)，極大地降低了交易成本，凸顯了平臺(tái)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性。在這一平臺(tái)上，可創(chuàng)新以互聯(lián)網(wǎng)為紐帶、產(chǎn)權(quán)分離、使用權(quán)共享的企業(yè)，例如虛擬電廠?；ヂ?lián)網(wǎng)將不同地點(diǎn)、不同產(chǎn)權(quán)、不同功能的需求側(cè)響應(yīng)資源聚集在一起，類(lèi)似于電廠一樣能夠提供調(diào)峰、備用，并且以共享經(jīng)濟(jì)的模式分配聚合后所創(chuàng)造的價(jià)值。在這一平臺(tái)上，區(qū)塊鏈構(gòu)建了去中心化的信用體系，不可更改的歷史信用記錄，極大地降低了經(jīng)濟(jì)主體違約的風(fēng)險(xiǎn)與由此產(chǎn)生的成本，穩(wěn)定了經(jīng)濟(jì)預(yù)期，必然極大地提升交易空間。在這一平臺(tái)，以經(jīng)濟(jì)實(shí)體的用電量反映微觀經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)律，為政府制定宏觀經(jīng)濟(jì)政策和產(chǎn)業(yè)政策提供科學(xué)依據(jù)，消除了政府治理過(guò)程中可能存在的信息不對(duì)稱(chēng)。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)創(chuàng)新

能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于業(yè)態(tài)創(chuàng)新。新業(yè)態(tài)是指“基于不同產(chǎn)業(yè)間的組合、企業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈和外部產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的分化、融合、行業(yè)跨界整合以及嫁接信息及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所形成的新型企業(yè)、商業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)的組織形態(tài)”，信息技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、消費(fèi)者需求倒逼是推動(dòng)新業(yè)態(tài)產(chǎn)生和發(fā)展的三大重要因素。能源互聯(lián)網(wǎng)的多能融合、供需融合是能源產(chǎn)業(yè)間、企業(yè)內(nèi)部與外部?jī)r(jià)值鏈的融合。多能融合使得不同能源之間的價(jià)值鏈融合，通過(guò)價(jià)值鏈互補(bǔ)的方式將創(chuàng)造更高的價(jià)值，而開(kāi)啟新業(yè)態(tài)。供需融合使得分布式電源與能源需求融合，形成了有源負(fù)荷，創(chuàng)新了能源供需平衡由全局轉(zhuǎn)變?yōu)榕c局部相結(jié)合的微電網(wǎng)新業(yè)態(tài)。基于共享經(jīng)濟(jì)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)本質(zhì)上是能源生產(chǎn)、傳輸、配送、存儲(chǔ)和消費(fèi)價(jià)值鏈的貫通，得益于數(shù)字經(jīng)濟(jì)，開(kāi)啟了更長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置的新業(yè)態(tài)。

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)了市場(chǎng)高效交易的新業(yè)態(tài)

當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)將不同種類(lèi)能源的供給、需求與配送以交錯(cuò)縱橫的電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)聚集在一個(gè)平臺(tái)上，便賦予了能源互聯(lián)網(wǎng)高效資源優(yōu)化配置的能力。能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將以市場(chǎng)方式配置資源，建立起以電力市場(chǎng)為主的能源市場(chǎng)體系。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)決定了電力市場(chǎng)在整個(gè)能源市場(chǎng)中的主導(dǎo)地位。

能源互聯(lián)網(wǎng)如何更加高效地實(shí)現(xiàn)資源配置？其一是以數(shù)字技術(shù)消除市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的信息不對(duì)稱(chēng)。傳統(tǒng)的市場(chǎng)均衡理論只是供需之間的量?jī)r(jià)均衡，沒(méi)有將能源主體的復(fù)雜約束條件映射到報(bào)價(jià)曲線上，使得能源系統(tǒng)中各要素不能夠以充分協(xié)同的方式實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu)。而物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各要素自趨優(yōu)模型的外部化，實(shí)現(xiàn)了局部與全局的精準(zhǔn)協(xié)同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全局的帕累托最優(yōu)。其二是能源互聯(lián)網(wǎng)能夠全面提升能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的彈性。經(jīng)濟(jì)學(xué)理論表明：具備充分彈性的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)才能擁有提升資源優(yōu)化配置的空間。多能互補(bǔ)的本質(zhì)是不同能源之間的互相替代，產(chǎn)生了不同能源之間的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，使得供給與需求比獨(dú)立系統(tǒng)更具備彈性，必然提升了資源優(yōu)化配置的效率。不僅如此，不同能源之間運(yùn)行特性的互補(bǔ)，例如動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間常數(shù)的差異，便產(chǎn)生了不同能源之間運(yùn)行的協(xié)同效應(yīng)。例如，電與熱系統(tǒng)之間協(xié)同，熱系統(tǒng)的慢動(dòng)態(tài)可以為電系統(tǒng)提供廉價(jià)的緊急備用和儲(chǔ)能潛力。其三是能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)啟了能源商業(yè)生態(tài)圈。市場(chǎng)主體通過(guò)共建平臺(tái)，以平臺(tái)撬動(dòng)所有參與者的能力，最大限度地創(chuàng)造系統(tǒng)的整體效益；之所以能夠撬動(dòng)，是因?yàn)樵谶@個(gè)生態(tài)圈中，存在著誰(shuí)創(chuàng)造的價(jià)值誰(shuí)分享、誰(shuí)造成的成本誰(shuí)分?jǐn)偟募?lì)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了物盡所能、人盡其責(zé)。不但促進(jìn)了能源系統(tǒng)各要素的之間精準(zhǔn)協(xié)同，而且產(chǎn)生了優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化。

2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)了價(jià)值公平分配的新業(yè)態(tài)

能源互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠吸引各市場(chǎng)主體的不斷加入并共享信息，是因?yàn)楦髦黧w能夠公平獲取資源優(yōu)化配置與信息共享所產(chǎn)生的價(jià)值。制度經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為：“除非得到好處，否則參與者一般不會(huì)真實(shí)地顯示有關(guān)個(gè)人經(jīng)濟(jì)特征方面的信息”，這里的好處就是利益的公平分配。

共享信息是實(shí)現(xiàn)公平利益分配的前提，是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本制度。利益分配包含兩層意思：其一是誰(shuí)創(chuàng)造的價(jià)值，誰(shuí)分享；其二是誰(shuí)造成的成本，誰(shuí)承擔(dān)。這就需要在能源互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)建價(jià)值分配的模型，精準(zhǔn)地辨識(shí)各經(jīng)濟(jì)主體對(duì)社會(huì)福利的貢獻(xiàn)率。按照獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)的維克里-克拉克-格羅夫斯機(jī)制（Vickrey-Clarke-Groves Mechanism, VCG），市場(chǎng)的結(jié)算規(guī)則應(yīng)按照一個(gè)市場(chǎng)成員對(duì)其他市場(chǎng)成員的替代效益予以結(jié)算，這是度量每一個(gè)市場(chǎng)成員價(jià)值的方法。同樣，需要在能源互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)建成本分?jǐn)偟哪Ｐ停粉櫽脩?hù)在不同地點(diǎn)和時(shí)間系統(tǒng)為之付出的代價(jià)，并據(jù)此形成用戶(hù)的付費(fèi)價(jià)格。如果不能夠?qū)崿F(xiàn)這種精準(zhǔn)的分?jǐn)?，各市?chǎng)主體之間就會(huì)出現(xiàn)成本“搭車(chē)”的問(wèn)題，導(dǎo)致資源的錯(cuò)配。

2.3 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)支撐智慧城市的新業(yè)態(tài)

智慧城市是利用各種信息技術(shù)將城市的系統(tǒng)和服務(wù)集成貫通，進(jìn)而提升資源運(yùn)用的效率、優(yōu)化城市管理和服務(wù)、改善市民生活質(zhì)量。能源互聯(lián)網(wǎng)可類(lèi)比于動(dòng)物的血管和神經(jīng)系統(tǒng)，前者是輸送能量的，后者是感知的，以往是分離的，能源互聯(lián)網(wǎng)使二者實(shí)現(xiàn)了融合。能源互聯(lián)網(wǎng)無(wú)孔不入，能量輸送到哪里，感知便觸及到哪里，不但可以計(jì)量能量，而且可以傳輸其他傳感器的信息，例如：溫度、濕度、煙氣等智慧城市需要采集的信息。能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)智慧城市的主要支撐之一是利用能源互聯(lián)網(wǎng)采集能源信息的通道，傳輸其他的信息，從而降低了獲取其他信息的成本，產(chǎn)生了通道的共享效益。這樣的案例已屢見(jiàn)不鮮：能源互聯(lián)網(wǎng)在感知電力傳輸?shù)母鳝h(huán)節(jié)時(shí)，也傳輸了糧倉(cāng)的溫度與濕度信息，對(duì)糧食的保鮮發(fā)揮了主要的作用，還可以傳輸倉(cāng)庫(kù)、車(chē)間的煙氣信息，發(fā)揮了消防的作用；電網(wǎng)不但可以為每一個(gè)路燈上的監(jiān)控設(shè)備供電，而且通過(guò)光纖電纜可直接傳輸圖像，支撐城市的智慧交通和預(yù)防犯罪；千家萬(wàn)戶(hù)智能電表的數(shù)據(jù)采集，也可為水表、天然氣表、供熱表提供抄表功能，改進(jìn)抄表員入戶(hù)或用戶(hù)人工申報(bào)的傳統(tǒng)方式；遠(yuǎn)離城市的輸電線路的監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)也可服務(wù)于森林防火。

2.4 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)支撐綠電追蹤的新業(yè)態(tài)

能源大數(shù)據(jù)內(nèi)隱藏著新能源生產(chǎn)、傳輸與消費(fèi)的軌跡。如圖2所示，電表精準(zhǔn)記錄了新能源發(fā)電，綠電市場(chǎng)記錄了新能源生產(chǎn)與消費(fèi)之間的交易，綠證市場(chǎng)記錄了綠證在不同企業(yè)之間的轉(zhuǎn)移，據(jù)此則能夠追蹤企業(yè)產(chǎn)品的綠證擁有量，實(shí)現(xiàn)了能源大數(shù)據(jù)支撐新能源全過(guò)程的追蹤，能夠精準(zhǔn)地描述各中間或終端產(chǎn)品消費(fèi)新能源的比例，從而獲得反映產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的綠色指標(biāo)。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)必須開(kāi)展綠電追蹤，這是能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。未來(lái)綠電追蹤比碳市場(chǎng)更加有效，這是因?yàn)榍罢咭罁?jù)的是精準(zhǔn)計(jì)量的客觀數(shù)據(jù)，而后者需要碳排放監(jiān)測(cè)，成本高，且存在人為干預(yù)的風(fēng)險(xiǎn)。前者是從需求側(cè)推進(jìn)碳減排、綠電化，用戶(hù)的綠色需求將以市場(chǎng)的方式傳導(dǎo)到生產(chǎn)與運(yùn)輸?shù)母鳝h(huán)節(jié)，降低政府碳治理的成本；而后者依賴(lài)政府對(duì)生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)母鳝h(huán)節(jié)分配碳配額，由于信息不對(duì)稱(chēng)可能造成碳減排的效率下降與成本上升，提升了政府治理成本。為此，能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)不再是簡(jiǎn)單地計(jì)費(fèi)計(jì)量、業(yè)擴(kuò)報(bào)裝，而是要依據(jù)新能源企業(yè)綠電上網(wǎng)與用戶(hù)綠電交易證書(shū)展開(kāi)綠電追蹤。當(dāng)出口產(chǎn)品標(biāo)記上綠電成分，將極大提升中國(guó)產(chǎn)品在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。

圖2 能源互聯(lián)網(wǎng)支撐綠電追蹤Fig.2 The energy Internet supports the tracking of clean electricity

2.5 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)節(jié)能降耗和提質(zhì)增效的新業(yè)態(tài)

能源大數(shù)據(jù)能夠提升能源消費(fèi)的效率。當(dāng)反映能源消費(fèi)的樣本數(shù)據(jù)共享后，電網(wǎng)不但可以通過(guò)數(shù)據(jù)聚類(lèi)分析、因果分析，開(kāi)展向落后企業(yè)提供反映差距性的數(shù)據(jù)增值服務(wù)；而且可開(kāi)展用戶(hù)參與源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的潛力和價(jià)值分析，激活各用戶(hù)參與電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和需求彈性。當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)獲得了用戶(hù)生產(chǎn)過(guò)程的用電信息后，應(yīng)建立用戶(hù)用能行為的研究中心，開(kāi)展診斷服務(wù)，可以通過(guò)比對(duì)同類(lèi)用戶(hù)的用能效率，給出提升能效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)市場(chǎng)不同交易品種的價(jià)格、用戶(hù)用能的時(shí)序約束條件，分析用戶(hù)提供靈活性的潛力、成本與獲益，形成為用戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值的新業(yè)務(wù)。根據(jù)用戶(hù)用能與用能效用的信息，診斷設(shè)備的能耗與效率，例如：根據(jù)房屋的供冷或供熱面積、室內(nèi)溫度，診斷設(shè)備的效率或建筑的保溫性能，為用戶(hù)提供節(jié)能降耗的建議。

能源大數(shù)據(jù)能夠分析企業(yè)所有設(shè)備的利用率。企業(yè)所有的設(shè)備運(yùn)行都是能源的消耗過(guò)程，能源消耗的數(shù)據(jù)必然反映企業(yè)不同設(shè)備的利用率。其一是能夠幫助企業(yè)家了解生產(chǎn)的進(jìn)度，而不是通過(guò)報(bào)表，防止信息不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的管理成本；其二是能夠幫助企業(yè)家獲得各設(shè)備的實(shí)時(shí)利用率，以發(fā)現(xiàn)制約產(chǎn)能的瓶頸；其三是能夠幫助企業(yè)家了解設(shè)備的投資效果，避免“大馬拉小車(chē)”的投資行為。讓能量流的信息支撐企業(yè)管理是一種全新的增值服務(wù)。

2.6 能源互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)助力政府治理的新業(yè)態(tài)

能源大數(shù)據(jù)能夠助力政府治理。能源大數(shù)據(jù)反映了整個(gè)城市能量流，表征了能源生產(chǎn)、傳輸與消費(fèi)。能源消費(fèi)的地理位置反映了社會(huì)活動(dòng)的空間特征，能源消費(fèi)的密度反映了工業(yè)生產(chǎn)的布局和居民區(qū)的分布視圖，支撐未來(lái)城市發(fā)展合理布局的決策；商業(yè)負(fù)荷暴增的地區(qū)警示重大社會(huì)活動(dòng)，提示城市應(yīng)急資源的高度關(guān)注；某些地區(qū)用能密度的降低，警示生產(chǎn)活動(dòng)的趨緩、財(cái)政收入的降低；電力負(fù)荷密度低的住宅地區(qū)，住房空置率高；新冠疫情后的復(fù)工復(fù)產(chǎn)真實(shí)情況主要依賴(lài)電網(wǎng)的用電數(shù)據(jù)，這比由下而上的傳統(tǒng)填報(bào)方式具有高效率、低成本和信息真實(shí)性的優(yōu)勢(shì)。能源消費(fèi)的時(shí)變特性反映了社會(huì)與生產(chǎn)活動(dòng)的時(shí)序性。各企業(yè)的用能數(shù)據(jù)彼此之間的時(shí)序關(guān)聯(lián)性表明了城市產(chǎn)業(yè)鏈的耦合程度；企業(yè)用電時(shí)間反映了企業(yè)加班的情況，一方面說(shuō)明經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的提速，另一方面，為調(diào)度城市交通資源提供信息支撐。當(dāng)能源大數(shù)據(jù)與宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠提升政府把握經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的效果。各企業(yè)逐月用電量與宏觀經(jīng)濟(jì)指數(shù)（如PPI）相結(jié)合，能夠全面揭示微觀經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的實(shí)際情況；分行業(yè)的逐月用電量的變化，反映了宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的效果。上述能源大數(shù)據(jù)的挖掘必然助力政府治理水平的提升，本質(zhì)上是消除了政府治理經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的信息不對(duì)稱(chēng)。

3 推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略

實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值與業(yè)態(tài)創(chuàng)新迫切需要科學(xué)地制定發(fā)展戰(zhàn)略。能源互聯(lián)網(wǎng)的主要定位應(yīng)該是再電氣化、能源數(shù)據(jù)共享化、城市低碳化、電網(wǎng)智能化、用電智慧化、交易市場(chǎng)化。

3.1 再電氣化是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動(dòng)力

再電氣化是新能源應(yīng)盡可能替代化石能源的戰(zhàn)略需求。以新能源為主的電能將逐漸替代化石能源供熱、供冷，電代油，電代氣，逐漸改變終端能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，形成以電為主的供能結(jié)構(gòu)。當(dāng)電與熱耦合后，熱系統(tǒng)低成本的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)將成為消納新能源的靈活性資源，必然要求電網(wǎng)今后不僅調(diào)度電，而且要調(diào)度由電能驅(qū)動(dòng)的供熱與供冷系統(tǒng)。國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示，2018年供熱占全球終端能耗的50%，占全球二氧化碳排放量的40%。熱力消費(fèi)中，工業(yè)部門(mén)占比約50%，建筑物房屋（主要用于空間采暖和熱水供應(yīng)，少量用于烹飪）占比約46%，其余為農(nóng)業(yè)部門(mén)占比。而在很多大城市，空調(diào)負(fù)荷幾乎占電力負(fù)荷的50%以上。利用建筑物的保溫特性，可以為整個(gè)電網(wǎng)提供數(shù)量可觀的儲(chǔ)能空間，從而平滑新能源發(fā)電的波動(dòng)性。儲(chǔ)熱還可以相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、低成本地將新能源轉(zhuǎn)化為熱進(jìn)行存儲(chǔ)。新能源汽車(chē)也是再電氣化的一個(gè)重要組成部分。能源消費(fèi)的再電氣化與以新能源為主體的電源結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，形成了電、熱、冷一體化運(yùn)行的大系統(tǒng)，將成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的核心驅(qū)動(dòng)力。

3.2 以?xún)r(jià)值公平分配機(jī)制激勵(lì)能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)的全面數(shù)據(jù)共享

只有共享，才能釋放數(shù)字技術(shù)的價(jià)值。但是如何激勵(lì)市場(chǎng)主體的共享意愿，需要以?xún)r(jià)值公平分配為基礎(chǔ)的激勵(lì)機(jī)制。在眾多市場(chǎng)主體中，實(shí)現(xiàn)信息共享存在一定的難度，市場(chǎng)主體總是希望通過(guò)信息不對(duì)稱(chēng)獲取更多的利益。如何消除信息不對(duì)稱(chēng)、實(shí)現(xiàn)真實(shí)數(shù)據(jù)的共享取決于市場(chǎng)制度能否確保價(jià)值分配總是激勵(lì)說(shuō)真話的市場(chǎng)主體。按照VCG理論，任何一個(gè)市場(chǎng)主體的價(jià)值取決于對(duì)其他市場(chǎng)成員的替代效益。因此，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)中市場(chǎng)成員的價(jià)值精準(zhǔn)度量應(yīng)該是：放棄這一市場(chǎng)成員交易導(dǎo)致整體社會(huì)福利的降低。在這一機(jī)制下，所有市場(chǎng)成員將物盡其用地申報(bào)自身供給、需求、價(jià)格，為數(shù)據(jù)共享提供了機(jī)制保障。只有真實(shí)、完整的數(shù)據(jù)共享，才能實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的帕累托最優(yōu)，創(chuàng)新能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的新業(yè)態(tài)。

3.3 構(gòu)建基于數(shù)字孿生的人工智能平臺(tái)

人工智能本質(zhì)是讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人的思維與推理方式。大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于讓數(shù)據(jù)說(shuō)話，通過(guò)數(shù)據(jù)認(rèn)知社會(huì)和自然的規(guī)律，這都依賴(lài)于人工智能。盡管人工智能在電力系統(tǒng)中已得到了廣泛應(yīng)用，但都是初步的，現(xiàn)階段人工智能還停留在負(fù)荷預(yù)測(cè)、電價(jià)預(yù)測(cè)、配網(wǎng)潮流計(jì)算、故障診斷、暫穩(wěn)分析等領(lǐng)域的應(yīng)用，基本上是對(duì)電力系統(tǒng)計(jì)算決策方法的改進(jìn)。這是由現(xiàn)階段數(shù)據(jù)基礎(chǔ)決定的，當(dāng)前的數(shù)據(jù)積累不夠。人工智能真正產(chǎn)生重大價(jià)值取決于是否建立了電網(wǎng)的數(shù)字孿生系統(tǒng)。數(shù)字孿生是動(dòng)態(tài)的，在數(shù)字對(duì)象與物理對(duì)象之間必須能夠?qū)崿F(xiàn)上下行的數(shù)據(jù)交互。數(shù)字孿生將解決傳統(tǒng)機(jī)理模型無(wú)法解決的非線性、不確定性問(wèn)題，與機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)構(gòu)成一個(gè)不斷進(jìn)化的系統(tǒng)。建立數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過(guò)人工智能不斷地分析數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，警示存在的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。人工智能不僅能夠克服人類(lèi)因情緒、崗位調(diào)整等因素產(chǎn)生的狀態(tài)波動(dòng)，而且能夠依據(jù)數(shù)據(jù)思維，認(rèn)知客觀規(guī)律。這必然實(shí)質(zhì)性地提升能源互聯(lián)網(wǎng)的效率，其本質(zhì)是極大地降低能源系統(tǒng)邊界條件不確定性所付出的代價(jià)，提升能源系統(tǒng)運(yùn)行的有序性所產(chǎn)生的協(xié)同效益，提高能源系統(tǒng)的安全性所帶來(lái)的安全效益。人工智能可預(yù)測(cè)電網(wǎng)未來(lái)運(yùn)行場(chǎng)景，可把握用戶(hù)用能的規(guī)律，可匯聚最優(yōu)秀人員的運(yùn)行電網(wǎng)智慧，可記憶歷史上所有歷史場(chǎng)景、歷史上開(kāi)展過(guò)的各種計(jì)算分析，這些都是人工智能可大幅度提升能源互聯(lián)網(wǎng)效益的關(guān)鍵所在。

3.4 以數(shù)字技術(shù)推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)智慧化

數(shù)字技術(shù)將構(gòu)建電網(wǎng)各要素的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型與開(kāi)展人工智能決策，將表現(xiàn)出全時(shí)空的自組織、自趨優(yōu)、自適應(yīng)的智慧化。主要體現(xiàn)在以下的應(yīng)用場(chǎng)景。能源互聯(lián)網(wǎng)能夠預(yù)見(jiàn)性地感知能源的供給與需求，根據(jù)全社會(huì)的大數(shù)據(jù)，預(yù)判能源供給與需求的價(jià)、量，以及需求側(cè)響應(yīng)能力；能夠通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)認(rèn)知物理世界，預(yù)判未來(lái)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的運(yùn)行場(chǎng)景、風(fēng)險(xiǎn)，決策科學(xué)的應(yīng)對(duì)策略；能夠通過(guò)歷史的決策計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)，加速當(dāng)前計(jì)算決策過(guò)程；能夠通過(guò)大量的離線計(jì)算，提升在線決策的效率；能夠通過(guò)大用戶(hù)生產(chǎn)過(guò)程用能數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節(jié)用能協(xié)同性方面存在的問(wèn)題，幫助用戶(hù)提高用能效率；能夠通過(guò)分析用戶(hù)用電各環(huán)節(jié)產(chǎn)生需求側(cè)響應(yīng)的潛力，挖掘需求側(cè)可提供的靈活性；能夠通過(guò)用戶(hù)用能數(shù)據(jù)的同時(shí)與延時(shí)相關(guān)性，揭示電網(wǎng)各母線負(fù)荷之間的關(guān)聯(lián)性，提升母線負(fù)荷的預(yù)測(cè)精度；能夠通過(guò)記憶最優(yōu)秀人員調(diào)度運(yùn)行電網(wǎng)的場(chǎng)景案例，全面提升勞動(dòng)效率；能夠通過(guò)歷史場(chǎng)景記憶，開(kāi)展基于歷史場(chǎng)景的推演與現(xiàn)時(shí)計(jì)算決策，以模擬人的思維方式開(kāi)展科學(xué)決策。實(shí)現(xiàn)智慧化是以各要素的精準(zhǔn)協(xié)同應(yīng)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行高度隨機(jī)性的必要條件。

3.5 用電側(cè)被動(dòng)需求響應(yīng)走向負(fù)荷精準(zhǔn)調(diào)度

傳統(tǒng)的電網(wǎng)主要調(diào)度發(fā)電，而能源互聯(lián)網(wǎng)迫切需要開(kāi)展負(fù)荷調(diào)度，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的主動(dòng)互動(dòng)，不再是被動(dòng)式的負(fù)荷需求響應(yīng)。負(fù)荷能夠被調(diào)度，而且要延伸到監(jiān)控溫度，通過(guò)溫度的監(jiān)控開(kāi)展電力調(diào)度，是能源互聯(lián)網(wǎng)調(diào)度方式的重大轉(zhuǎn)變。需要采集用戶(hù)各環(huán)節(jié)的用電信號(hào)、用電效用信息，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建用戶(hù)調(diào)度模型，如化工廠、鋼廠、造紙廠、賓館等的調(diào)度模型。負(fù)荷模型的構(gòu)建涉及整個(gè)工業(yè)流程，其復(fù)雜性、多樣性遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的電廠。負(fù)荷的互動(dòng)不僅僅局限于日內(nèi)的用電移峰填谷，而且可通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃改變用電周期，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)參與能源供需的長(zhǎng)期平衡，這對(duì)于以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)尤為重要。這并不違背售電側(cè)獨(dú)立的電力體制改革，本文強(qiáng)調(diào)的是，負(fù)荷調(diào)度也可以由售電公司承擔(dān)，現(xiàn)在有些售電公司已開(kāi)始由賺取購(gòu)售價(jià)差的模式轉(zhuǎn)向最佳用能的調(diào)度模式。新型電力系統(tǒng)需要不同時(shí)間尺度的源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)，因而，負(fù)荷調(diào)度將支撐年、月、周、日、小時(shí)級(jí)的全周期互動(dòng)。

3.6 構(gòu)建基于數(shù)據(jù)技術(shù)與共享經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)機(jī)制

市場(chǎng)機(jī)制是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生價(jià)值分配，從而激活各市場(chǎng)主體的積極性。市場(chǎng)效率取決于交易產(chǎn)生的社會(huì)福利與交易成本，一般的交易成本主要包括傳播信息、廣告、與市場(chǎng)有關(guān)的運(yùn)輸以及談判、協(xié)商、簽約、合約執(zhí)行的監(jiān)督等活動(dòng)所花費(fèi)的信息成本，交易成本主要來(lái)源于信息不對(duì)稱(chēng)。數(shù)據(jù)技術(shù)能夠消除信息不對(duì)稱(chēng)，為實(shí)現(xiàn)能源生態(tài)圈信息的完全共享提供了手段。然而，技術(shù)只是手段，還需要機(jī)制的創(chuàng)新，以激發(fā)各要素物盡其用、精準(zhǔn)協(xié)同地開(kāi)展能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)共享，共享的動(dòng)力來(lái)源于機(jī)制能夠?qū)⑴c者價(jià)值精準(zhǔn)度量與公平分配。只有基于價(jià)值公平分配的共享經(jīng)濟(jì)機(jī)制，才能激勵(lì)市場(chǎng)成員提供真實(shí)的信息，消除參與者由于擔(dān)心價(jià)值分配不公平而采取的非理性博弈行為。沒(méi)有價(jià)值公平分配的市場(chǎng)機(jī)制，數(shù)據(jù)技術(shù)能夠產(chǎn)生的價(jià)值將大打折扣，這是因?yàn)槿绻麅r(jià)值分配不公平，沒(méi)有市場(chǎng)成員愿意公開(kāi)自己的真實(shí)信息，數(shù)據(jù)技術(shù)的價(jià)值當(dāng)然難以實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)論

為推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)和價(jià)值實(shí)現(xiàn)，本文首先剖析了能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值創(chuàng)造機(jī)理，其本質(zhì)是以多能融合實(shí)現(xiàn)各能源系統(tǒng)的互聯(lián)互通、突破孤立系統(tǒng)的邊界，從而顯著提升系統(tǒng)資源優(yōu)化配置水平；通過(guò)信息技術(shù)使得能源系統(tǒng)更加有序、協(xié)同、智慧，進(jìn)而促進(jìn)能源系統(tǒng)的“熵減”；通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，釋放范圍經(jīng)濟(jì)的巨大紅利。其次，本文提出了消除信息不對(duì)稱(chēng)、激發(fā)各要素彈性、滿(mǎn)足生態(tài)圈原理、更加高效的市場(chǎng)交易模式；設(shè)計(jì)了基于共享經(jīng)濟(jì)機(jī)制、降低交易成本、激勵(lì)共享共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)價(jià)值分配機(jī)制；謀劃了能源互聯(lián)網(wǎng)支撐智慧城市發(fā)展、支撐綠電追蹤、支撐能源消費(fèi)節(jié)能降耗、提升工業(yè)資產(chǎn)利用率、助力政府治理的新業(yè)態(tài)。最后，本文策劃了以再電氣化為核心目標(biāo)的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)以?xún)r(jià)值公平分配的數(shù)據(jù)共享、以數(shù)字孿生為平臺(tái)的人工智能、用戶(hù)側(cè)精準(zhǔn)調(diào)度、基于共享經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)機(jī)制全面推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。本文的工作是在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)制融合創(chuàng)新的進(jìn)一步構(gòu)想與機(jī)理探究，期待百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的學(xué)術(shù)探討！