能源互联网的研究现状及其在贵州电网的发展(一)：现状分析

谈竹奎，程乐峰，李正佳，高华

（1.贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵州 贵阳 550003；2.苏州华天国科电力科技有限公司，江苏 苏州 215000；3.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵州 贵阳 550003）

0 引言

近十几年来，随着全球化石能源资源（如：煤炭、石油、天然气等）的大规模开发和利用以及能源结构的不断转型和调整，给这些不可再生能源资源的使用带来了极大挑战，同时由此引起的环境问题也变得日益严重，人类严重依赖于能源的发展和生存方式正面临着严峻考验。在此背景下，这将迫使人类社会迅速过渡到一个全新的能源体制和工业发展模式。

据统计[1]，自从20世纪60年代，石油首次超过煤炭成为世界第一大能源，并在1973年占比达到峰值，而在经历了20世纪七八十年代两次全球石油危机之后，石油的比重逐渐下降，天然气的比重反而不断攀升，煤炭的比重则有所回升。据文献[1]和[2]研究统计，对于煤炭、石油和天然气三大化石能源而言，它们分别为8915亿吨、2382亿吨和186万亿立方米的探明可采储量（数据截止到2013年），折合标准煤共计1.2万亿吨，这其中煤炭占52.0%、石油占27.8%、天然气占20.2%，且它们将分别可开采113年、53年和55年（依据目前世界的平均开采强度计算）。常规化石能源不仅资源量十分有限，而且发展还很不平衡。对比之下，全球水能、风能、太阳能、生物质能等清洁能源资源则非常丰富。这里提到的清洁能源主要包括：水能、风能、太阳能、核能、海洋能、生物能等，其资源丰富，开发潜力巨大，对于缓解全球能源危机将发挥重要的作用。人类对于清洁、绿色、可再生能源资源的开发技术正不断成熟，而其中相关核心技术的突破将大幅提升全球经济的发展水平和速度，因此，可以预见的是，缓解未来全球能源危机的关键之道就是大力开发分布式可再生新能源。

面对全球能源发展危机，2011年美国著名学者杰里米·里夫金在其著作《The Third Industrial Revolution》[3]中首次提到了“能源互联网”的理念，其认为能源互联网是以能源技术和信息技术深度结合的一种新的能源利用体系（new energy utilization system），在未来可实现分布式可再生能源的大规模接入和共享[4-5]。此外，里夫金认为能源互联网作为一种新的能源利用体系将成为第三次工业革命（The third industrial evolution）发展的核心技术，这种核心技术将以信息通信技术（ICT）和分布式可再生能源技术为主要特征，从而引领第三次工业革命走向成功，并给人类社会带来极其深远的影响。这种影响伴随着能源互联网技术的发展将从根本上改变人们生活和工作的方方面面。贵州省地处我国西南腹地，各类分布式可再生能源资源都较为丰富，基于所建设的全国首个国家级大数据综合试验区发展能源互联网将具有很大的潜力。

基于此，本文作为姊妹篇中的第一篇，对能源互联网及其在贵州电网的发展现状进行了深入研究，包括对能源互联网构想、政策、理论、关键技术、相关项目建设等。本文以能源互联网为背景，通过对其研究现状的分析指明其在贵州电网发展的可行性，为姊妹篇中的下一篇关于能源互联网在贵州电网发展的前瞻性分析奠定坚实研究基础。

1 能源互联网的发展现状分析

1.1 能源发展历程

世界的工业发展依次经历了工业1.0（机械化）、工业2.0（电气化）和工业3.0（信息化），再到如今的工业1.0（网络化），未来将进入工业5.0时代，即平行化[6]。在现今的工业4.0时代中，信息系统和物理系统之间高度融合，形成了具有代表性的信息-物理融合系统（cyber-physical systems），即CPS。未来将进入工业5.0，即平行化时代，信息系统与物理系统的融合程度将进一步加深，此时人与社会因素也需要纳入进来，形成具有代表性的信息-物理-社会融合系统（cyber-physical-social systems），即 CPSS。从CPS到CPSS，人类经工业4.0时代进入到全新的工业5.0时代，虚拟的人工平行系统将作为主要核心设备出现，引领工业运行模式进入平行化时代。能源系统的发展历程与工业技术的发展紧密结合，伴随着工业系统从工业1.0进入到如今的工业5.0，能源系统也从最初的能源1.0时代进入到了如今的能源4.0时代。为此，文献[6]进一步对世界能源体系的发展做了较为全面的概括。

世界能源体系从最开始的能源1.0时代、能源2.0时代、能源3.0时代发展进入到如今的能源4.0时代，未来将进入到能源5.0时代，其中[6]：能源1.0是自然能源阶段；能源2.0时代，在工业1.0技术的推动下，蒸汽机将化石能源转化为热能和机械能，这是该时代的主要标志；能源3.0时代是电气化时代；能源4.0时代则是如今的能源互联网时代，这是由于大量的分布式电源（distributed generation, DG）、可再生能源资源和电动汽车（electric vehicle, EV）接入能源系统中来，使得能源3.0时代在互联网技术的进一步驱动下进入到了能源4.0时代，即能源互联网时代。在能源互联网时代的基础上，以工业4.0和工业5.0核心技术为驱动，并借助于“互联网+”技术发展，能源5.0时代将是一个平行能源时代，此时平行理论与平行技术得到了大量应用，能源系统将不再是各自孤立的，而是平行化的、虚实互动平行运行的。

由此可见，能源系统的发展历程是以工业技术的发展作为驱动的。如今全球能源系统结构正经历深刻变革，大规模化石能源的开发和利用对环境造成了严重危害。如何利用工业技术开发绿色、清洁、可再生的分布式能源资源将成为能源互联网时代（即能源4.0时代）的核心命题。借助于分布式可再生能源技术和互联网技术，并结合智能电网技术，发展和构建能源互联网（甚至全球能源互联网）将是能源4.0的核心要义。

能源互联网的发展进程中，在其最初构想中认为能源系统发展的最高优选方案应该是全球能源互联网战略[7]，这个构想是由巴克敏斯特·福乐在20世纪70年代提出的；在这之后，彼得·迈森创立了全球能源网络学会，推动了电力传输网络连接以及可再生能源的使用[7]。这些愿景为能源互联网的发展提供了初步设想。2004年，美国《经济学人》杂志发表了题为“Building the Energy Internet”的文章[8]，认为未来电网应该是可实现分布式电源和储能设备大规模接入的数字电网[9]，这引起了国内外学者的广泛关注，可看作是能源互联网发展的开端。2008年，美国国家科学基金资助了FREEDM项目[10]，历时5～10年，该项目成立了位于美国北卡州立大学的FREEDM研究中心，并提出了可实现大规模分布式电源（DG）接入和即插即用（plug-and-play）的能源互联网建设方案。

同年，提出了“E-Energy”项目计划，并根据该计划最终实施了 6个能源互联网示范项目[9]。德国“E-Energy ”项目的特点是[9]信息通信技术（information and communication technology，ICT）和能源系统的融合，在确保电力系统运行效率和安全性的同时，兼顾了对环境的友好性。在这一阶段，日本也提出了发展数字电网（Digital Grid）的理念[11]，其目的在于提高高比例可再生能源资源的消纳率，并能够减少大面积的连锁故障发生[9]，从而使子电网内的可再生能源不会影响大电网的运维安全。真正引起能源互联网研究热潮的事件是2011年杰里米·里夫金提出的能源互联网概念[3]，为人们构想了一种未来发展能源互联网的美好愿景，这必将引领第三次工业革命向前大跨步发展。

1.2 主要国家能源互联网发展构想及现状分析

1.2.1 欧盟

近年来，欧盟尤其是德法英等发达国家正在大力部署新能源战略、推进新能源项目。早在1983年，欧共体就发布了第一个“技术研发框架计划（The First Framework Programme for Research and Technological Development）”，称为FP1。在1984-2013年间，欧盟已经将这一科技研发框架计划由FP1至FP6推进到了FP7，其中FP7投资规模更是达到了501.82亿欧元[12]。FP7执行周期为2007-2013年，以新能源作为优先发展的领域，包括[12]：基于可再生能源的发电、供热和制冷，CO2捕获与封存技术，洁净煤技术，电-气耦合的多能网络系统，能源政策研究等。此外，欧盟在2008年还推出了“SET规划”，即欧洲战略性能源技术规划。同年12月，作为欧盟主要成员国，德国发起了一个技术创新促进计划，即以ICT技术为基础着力构建未来以能源互联网技术为核心的能源系统。2011年，欧盟又启动了全新的“FINSENY项目”，即未来智能能源互联网项目，其目标是通过构建未来能源互联网的ICT平台支撑配电系统的智能化建设和创新性服务拓展，最终构建一个基于欧洲智能能源基础设施的未来能源互联网ICT平台。

基于ICT技术，德国和瑞士相继发起了未来能源互联网系统的开发研究和测试工作。如前所述，德国在未来能源互联网的研究工作中率先启动了“E-Energy”项目，该项目旨在通过上述能源互联网ICT技术构建一个未来的高效能源系统。如今，“E-Energy”项目已开展了6个示范项目建设，包括：E-DeMa项目（Rhine Ruhr Area）、Meregio项目（Karlsruhe-Stuttgart Area）、Mannheim 示范城市项目（Rhein-Neckar城市圈）、RegMod项目（Harz Area）、Smart Watts项目（Aachen Area）和eTelligence项目（Cuxhaven Area）。这些项目各有侧重，并分别由6个技术联盟来具体负责，旨在开展大规模清洁能源消纳、节能、双向互动等方面的示范工作。除了德国，瑞士发起了“Vision of Future Energy Networks （VFEN）” 项 目，VFEN项目旨在开发仿真模型和软件平台来研究多能源耦合系统的综合利用和分布式能源的转换与存储，其中亟待开发的核心设备是能源路由器（energy router），可实现不同形式能源载体的输入、输出、转换和存储等。其中，瑞士联邦理工大学相继提出了“能源路由器”“能源连接器”“互联网Energy Hub”“微电网多能流模型”等概念，进一步丰富了能源互联网的概念和模型，奠定了多能流计算和电力最优调度的基础。总的来说，欧盟在能源互联网这一新兴领域正稳步推进，提出了许多新颖的战略规划，并实施了许多具有代表性的能源互联网示范项目。

1.2.2 美国

在能源互联网领域，相比其他国家，美国起步很早。2008年，美国国家科学基金项目提出并启动了“FREEDM项目”，即未来可再生电能传输与管理系统项目[10]，旨在深入开展配电系统能源互联网研究。FREEDM项目历时若干年，旨在建立具有智能的革命性电网架构来消纳大规模分布式能源[7]，期间所提出的能源互联网的主要特点是[1，7]：通过固态变压器实现可再生能源的即插即用（plug-and-play）、故障快速检测和处理、配电网智能化管理等，并且由固态变压器的输入端口实现直流负荷和DG接入中压配电网（其仍然通过交流方式实现电能传输）。此外，2011年，来自美国的著名经济学家里夫金提出了一个全新的“能源互联网”的概念[3]，并认为能源互联网将是推动第三次工业革命发展的核心技术。里夫金提出的能源互联网概念是基于分布式可再生能源技术和互联网技术的能源共享网络，是利用互联网技术创造的一种新的能源分配模式。与此同时，他还提出了未来支撑新经济发展的缺一不可的五大支柱，包括：可再生能源、分布式发电、分布式能源、能源互联和零排放交通运输。总的来说，美国在能源互联网领域发展快速，其提出的能源互联网系统发展战略将进一步加深能源和信息的深度融合。

1.2.3 日韩

日本近年来提出了发展“数字电网（Digital Grid）”的战略规划[11]。“Digital Grid”的概念由Abe首次提出，旨在通过将同步电网分为几个异步的子网，而各个子网通过数字电网路由器相互连接以实现对电网潮流的直接调控，使各个子网内的可再生能源不会影响到整个大电网，从而最终减少大面积的连锁故障和实现高渗透可再生能源的消纳。在“Digital Grid”理念中，对电网内各种形式的能量的处理将都可被记录，包括位置、时间、发电类型和价格等[7]。2017年，韩国提出了“亚洲超级电网”的理念[13]，并讨论其在经济及技术层面上建设的可行性，这个所谓的“亚洲超级电网”已成为韩国总统直属的北方经济委员会重要议题，其将是一个浩大的跨国工程，并将覆盖了中日韩蒙俄五国，可在未来自然灾害情况下实现各国电力间的互相调度。为此，2016年3月份，中日韩俄四国国家电网公司共同在北京签署了《东北亚电力联网合作备忘录》。“亚洲超级电网”在面临自然灾害时可实现东北亚主要国家能源供应的共享，是推动全球能源互联网建设的重要一环，对于提高地区供电稳定性将具有重要意义。

1.2.4 中国

中国电科院早在2010年就对电网未来形态进行了研究，并提出了“灵活配电系统”的理念[14]。2011年起，国内掀起了能源互联网的研究高潮。2013年，北京市科委和中国电科院等单位合作提交了“能源互联网初步调研报告”。2014年7月，国网公司刘振亚董事长首次提出了“全球能源互联网（Global Energy Interconnection）”的概念，并在其著作《全球能源互联网》[1]中作了“全球能源互联网关键技术与设备研究框架”的论述。该著作中提出构建“九横九纵”骨干网架联接的全球能源互联网需以智能电网为基础，以开发绿色、清洁的可再生能源为主，实施“两个替代”[1]，即能源开发的“清洁替代”、能源消费的“电能替代”，最终实现大规模开发和利用清洁能源，并构建以清洁能源为主导地位的全球能源互联网系统。这是应对全球能源安全、环境污染、气候变化严峻挑战的治本之策。随后，2015年，国务院政府工作报告中首次提出了制定“互联网+”行动计划，旨在推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合。

2015年，随着我国首个“中国能源互联网学术与创新联盟”倡议的提出，国内迎来了能源互联网的研究热潮[15]。2016年，《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》的发布则进一步明确了我国发展自身能源互联网的战略规划和目标，旨在重点建设规模化和多元化的能源互联网系统，初步形成能源互联网的产业体系，并构建比较完善的技术体系和标准，逐步推进成果的国际化。由此可见，加快推进我国能源互联网的建设，对能源互联网进行深入研究势在必行。为此，国家科技部“863”课题相继推出了能源互联网关键技术研究和示范工程建设；中国电科院和国网、南网公司也相继启动了能源互联网前瞻性项目，对能源互联网的关键技术和架构进行了深入研究，提出了我国的未来能源互联网建设框架。此外，我国众多高校专家学者百家争鸣，从能源互联网的基本概念与体系、未来发展模式[16]、技术形态、商业模式、关键技术等多个方面进行了详细论述和研究。

1.3 国内外能源互联网相关政策研究

1.3.1 国外

自从能源互联网的概念被提出以来，各国相继推出了相关的能源政策，为能源互联网的深入发展提供了重要机遇。其中，欧美发达国家中，美国早在2005年就通过了《2005国家能源政策法案》[17]，铺开了多种能源协调发展的新格局。2006年，欧盟发布了《能源政策绿皮书》[18]，鼓励倡导能源的可持续利用，从政策上推动了能源技术的发展。2017年，瑞士全面公投通过了《能源战略2050》，英国则提出了《清洁能源增长战略》，德国修订了《可再生能源法》，旨在进一步提高可再生能源在电力、交通的利用率，推动多种形式的绿色能源协调发展，构建绿色、高效、安全的能源系统，这为能源互联网的快速发展提供了新的机遇。此外，欧盟也制定了相关政策，如Directive 2011/83/EU法令[19]，可有效保障能源消费者的权利，充分体现出消费者在能源市场中的重要性。

1.3.2 国内

近年来，我国政府对能源领域的重视程度和支持力度不断提升。2014年6月7日，国务院办公厅以国办发〔2014〕31号印发《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》，指出了我国发展天然气、可再生能源等清洁能源的发展战略，提出未来我国应进一步降低煤炭等化石能源的消费比重，以推动我国能源结构的持续优化和改革。2015年年初，国务院政府工作报告中首次提及“互联网+”概念，提出互联网、大数据等与现代制造业有机结合，以促进工业互联网等领域的持续发展，打造具有国际影响力的互联网企业。同年6月30日，中国发布《强化应对气候变化行动-中国国家自主贡献》报告，提出到2030年实现碳排放强度比2005年降低60%～65%的目标。7月13日，国家能源局发布《关于推进分布式可再生能源微电网示范项目建设的指导意见》，鼓励综合利用风能、太阳能等各类分布式能源多能互补的特点，建立以波动性分布式可再生能源为主体的发、输、配、储、用一体化局域电力系统。国务院7月份印发的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》则进一步强调了“互联网+”在各领域的深度融合，尤其是“互联网+”创新成果与经济社会各领域的深度融合，进一步促进社会发展。该指导意见中首次提出了“互联网+”智慧能源的理念，建议逐步建成开放共享的能源网络。

为实现2020 年和 2030 年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%的目标，2016年，国家发展改革委印发了《可再生能源发展“十三五”规划》，明确了2016年至2020年我国可再生能源发展的指导思想，是“十三五”时期我国可再生能源发展的重要指南。2018年，国家能源局则印发了《2018年能源工作指导意见》，该指导意见规划了全年能源工作，对推动新时代能源转型发展，提高能源发展质量和效率，增强能源安全保障能力和水平，促进经济社会可持续发展，具有十分重要的意义。

总的来说，随着全球能源互联网的快速发展，世界各国正在积极部署能源互联网项目，并颁布了相应的能源互联网发展战略和政策，这些政策在一定程度上促进了能源市场改革与推进，对于加快消费智能化、推荐能源消费革命、多主体灵活参与、倡导人与自然和谐共处、鼓励人类积极参与能源互联网建设等具有重要意义。

1.4 国内外能源互联网技术理论研究

随着里夫金在《第三次工业革命》中提出的能源互联网概念[3]，国内外众多机构和专家学者根据自身需求和已有条件开展了大量能源互联网理论研究工作。这些原创性工作对能源互联网进行了不同视角的详细论述，形成了多个能源互联网研究子领域。2012年开始，2012年开始，国内外开展了一系列关于能源互联网的讨论和初步研究，总结如下。

一是能源互联网环境下海量分布式设备接入的研究，研究工作主要围绕：① 海量分布式设备接入对配电系统的稳定性、电能质量、继电保护和可靠性等方便的影响分析；② 海量分布式设备接入下的系统规划问题研究；③ 海量分布式设备接入下的系统协调控制与优化问题研究。其中，研究重点包括海量分布式设备统一身份识别、即插即用平台和协议、高比例分布式可再生能源和储能设备接入下的智能配电网或智能微电网的综合能量管理、电压控制与无功优化等。

二是天然气网络与电力系统融合的研究。其中研究重点集中于电-气-热-冷多能协同调度、多能源耦合、能源局域网，电-气互联系统分散多目标优化，电-气互联系统可靠性评估等。以澳大利亚为例，该国于2009年成立了AEMO机构，即国家能源市场运营机构[20]，该机构合并了国内的电力系统和天然气网络两大运营机构，旨在电力和天然气两大网络的统一协调规划和运营管理。总的来说，目前针对电-气互联耦合网络的研究鲜见报道。

三是电气化交通与电力系统融合的研究。研究重点主要包括三个方面，即EV接入对电力系统的影响[21]、计及EV充放电的电力系统调度与控制方法[22]、EV充电设施规划[23]。然而，现有研究工作大多站在电力系统一方，并未将EV所具备的行为特征充分考虑进来，因此无法有效地描述电气化交通系统和电力系统之间的交互影响[21]。

四是能源互联网的信息物理安全的研究。在能源互联网中，电力网络和通信网络之间具有相互依存的关系，它们构成信息-物理深度融合系统（CPS）。因此，研究能源互联网的信息-物理安全性是一个热点研究领域。例如，文献[24]和[25]较早开始研究了网络攻击过程的建模问题，提出了以攻击树 （attack tree） 作为攻击过程的建模工具，以攻击后的失负荷量作为攻击后果的量化指标。总的来说，目前对于能源互联网的信息物理安全的防护措施方面的研究仍少见报道。

五是能源互联网大数据的研究[26-28]。能源互联网大数据的研究是大能源思维与大数据思维的深度融合，为此，薛禹胜院士曾提出一种“沙盘推演”的方法用于探索二者之间的融合关系。能源互联网中的电力大数据来源于电力系统发电、输电、变电、配电、用电和调度等各个环节。因此，大力推进云计算、大数据分析等信息新技术必将激活能源互联网中电力大数据所蕴含的价值，也必将释放电力大数据的市场潜力，电力大数据的采集、管理、分析与服务行业将迎来前所未有的发展机遇。国内外许多学者针对能源互联网中的大数据技术开展了系统研究，初步取得了一些有益结果。

总的来说，目前国内外众多学者从能源互联网的不同技术和经济层面出发，对能源互联网的关键理论和技术进行了初步研究，包括信息和大数据技术[26-28]、多种异质能源系统协调优化运行、多能互补系统协调规划和优化运行[15-16]、高比例可再生能源有效接入和及时消纳、能源互联网综合能量管理、多能互补集成园区/微电网运行与规划、市场交易机制[29]和辅助服务市场等方面进行了深入分析，在一定程度上极大地推动了能源互联网的发展。

1.5 国内外能源互联网相关项目发展概况

1.5.1 国内

一是北京延庆能源互联网示范。该项目在八达岭经济开发区建设一座10 kV交直流混联开闭站，通过三端口柔性直流环网控制装置实现3条10 k V交流母线互联，从而将周边智能微电网群、光热电站和园区光伏接入开闭站。该项目的最终目的是在八达岭经济开发区建设10 kV交直流混联的城市能源互联网示范工程，以支持高渗透率分布式可再生能源的灵活接入、即插即用和充分消纳，实现与智能微电网的有效协同调度与友好互动，提升能量传输网络的优化配置能力，提高用户的电能质量和供电可靠性。

二是基于配用电综合通信平台的电力用户用电信息采集系统项目。该项目由辽宁省电力有限公司沈阳供电公司于2009年完成实施，主要研究从电力用户用电信息采集数据传输的特点出发，以电力线宽带、窄带载波通信为现场采集通信技术的配用电综合通信平台方案，实现电力用户用电信息采集的全覆盖。

三是分布式电源智能监控系统及电压无功控制技术研究与开发项目。该项目由广东电网公司佛山供电局于2014年申请立项，主要开展各种分布式电源大量（如光伏、储能、风电、小水电等）接入配电网后相关信息采集、信息展示以及分布式电源的综合控制等相关技术的可行性研究。

四是适用于城市配网的广域智能控制系统研究项目。该项目由云南电网公司于2014年申请立项，旨在研制出一套适用于城市配电网的快速智能控制系统，通过广域差动或广域纵联保护技术准确定位、隔离故障，自适应恢复供电。

五是基于配用电信息集成的供电可靠性提升技术综合应用研究项目。该项目由中国南方电网公司电网技术研究中心于2014年申请立项，主要提出了基于配用电信息集成的供电可靠性提升技术集成应用体系。

六是基于主动配电网的智能用电模式动态优化关键技术研究项目。该项目由云南电网公司玉溪供电局于2014年申请立项，目前已验收。主要研究主动配电网环境下智能用电模式和能效分析及其优化技术，同时对智能用电、分布式可再生能源发电、储能和电能质量的统一协调与控制进行研究，开发主动配电网的智能用电管理系统平台，并将其应用到示范工程。

七是面向能源互联网的配网侧/需求侧综合能源管理技术研究与示范项目。该项目由贵州电科院牵头，是南网重点项目，旨在研究能源互联网大环境下面向能源互联网的配电侧/需求侧能量管理互动机制、能源USB（Universal Service Bus）软硬件系统、基于能源互联网的用户需求侧实时响应优化技术、用户能量管理综合系统等内容，并在贵州大学搭建示范工程。

1.5.2 国外

德国正在实施能源互联网第二阶段示范项目——C-sells，其隶属于在2016年12月正式启动 的 SINTEG项 目（Smart Energy Showcases—Digital Agenda for the Energy Transition），是德国继E-Energy六个示范项目后在能源互联网方面的进一步探索。E-Energy是2008年德国联邦经济与能源部在智能电网的基础上推出的一个为期4年的技术创新促进计划[9]。它提出打造新型能源网络，在整个能源供应体系中实现综合数字化互联以及计算机控制和监测的目标。文献[30]中提到：欧盟已经通过实施SAVE-II能效行动计划以推动园区能源互联网（PEI）的发展，相继建立了包括德国科隆/波恩机场PEI、意大利都灵内燃机冷热电PEI、英国华为大学PEI、曼彻斯特机场冷热电联供PEI、Victorian时代宾馆PEI、丹麦的Bornholm PEI等在内的一大批示范工程；加拿大政府启动的ICES（integrated community energy solutions）研究计划，重点关注PEI技术在各类社区供能环节的应用，特别强调各类分布式能源的集成利用和与社区公共设施（交通、医疗、通信等）的相互支撑；日本在新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的资助下，分别在Aichi、Kyoto、Hachinohe、Kyotango、Shimizu和 Sendai等地建立了多项PEI示范工程；美国现已建成以天然气分布式能源为主的PEI项目6000多处。美国政府将PEI的建设纳入长期建设目标。

2 贵州电网发展能源互联网的可行性分析

能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其它前沿信息技术（如分布式可再生能源技术）为基础[29]，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、电气化交通网络等其它系统紧密耦合而形成的新型能源网络系统。能源互联网与智能电网相比，二者既有相似之处，也存在重要区别[31]：首先是物理实体不同，能源互联网的物理实体不仅包括电力系统，而且还包括电气化交通系统、天然气网络、供冷供热网络等，而智能电网的物理实体则主要以电力系统为主[32]；二是能量的传输和使用方式不同，能源互联网可实现不同形式能量的相互转化、传输、存储和利用；三是分布式设备数量不同，能源互联网可实现海量分布式设备的有效接入和即插即用，不仅可实现局部区域的能源有效消纳，还可实现海量分布式设备的广域协调控制；最后是信息系统主体不同，能源互联网不同于智能电网以传统工业控制系统作为信息系统的主体，而是以互联网等开放式的信息网络作为主体，可发挥更大作用。

因此，可以看出，能源互联网将是智能电网的进一步发展和深化，代表着能源行业未来的发展方向，在当前日益增长的能源电力市场（涉及到多样的利益主体参与）下[33]，发展能源互联网显得意义重大。2016年，中国首个PPP模式的新能一体化车桩网产业运营公司——贵安新能电庄科技有限公司在贵州贵安新区签约成立，这标志着中国能源互联网产业领域首个PPP模式诞生[34]，通过“互联网+”的全新科研技术，旨在贵州建立起一个全国领先的充电设施建设标杆。2017年7月6日，国家能源局公布了首批55个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目[35]，其中就包括贵州黔信数据有限公司承担的“贵州省能源大数据管理云平台”项目，将在今年年底前建成，这对于贵州电网深入发展能源互联网提供了重要的数据平台基础。此外，贵州省具备全国首个国家级大数据综合试验区，进一步为能源互联网在贵州的发展提供了坚实基础。

2015年，贵州省能源局发布了《贵州省“互联网+”智慧能源专项行动计划》，提出利用互联网技术，促进能源产业低碳化、网络化、智能化发展，提升贵州能源产业节能减排和生产优化控制水平。该行动计划总体目标是在2015-2018年实施8个重大示范项目，累计完成投资约2亿元。建设完成贵州电力交易技术支持信息平台、数字盘江工程、智慧能源信息综合服务平台、能源监测预警与规划管理系统与能源资源大数据工程、智慧矿山示范工程5个重点项目，开工建设贵州省分布式智能微电网、能源光纤到户工程和新能源集控中心3个重点项目。其中，预计到2025年，分布式智能微电网建设投资15000万元、能源光纤到户工程投资7000万元、新能源集控中心投资18000万元。此外，2018年，贵州遵义市能源互联网工程实训中心项目进行了公开招标，旨在大力发展能源互联网工程实践项目培训。

总的来说，贵州省虽处在云贵高原东斜坡，但生物质能、太阳能、风能、以煤为基础的再生清洁能源、煤层气、页岩气等分布式可再生能源资源均有一定的分布，部分能源资源还较丰富，具备相当大的开发潜力。近年来，贵州高度重视分布式可再生能源开发利用，强调把页岩气、煤层气等分布式可再生能源作为发展重点。全省确定的“十三五”时期分布式可再生能源发展目标为风电：“十三五”末装机规模达600万千瓦以上。光伏发电：“十三五”末装机规模达200万千瓦以上。因此，在贵州发展能源互联网将具有一定可行性，未来贵州电网所在的贵州省将重点推进能源生产管理智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式和拓展电网通信融合业务。其中建设分布式能源网络方面，将大力建设太阳能、风能等多能源协调互补的能源互联网，突破分布式发电、储能、智能微网等关键技术，建设绿色能源智能化电力运行监测、管理技术平台，使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和智能调控，实现分布式能源的即插即用，逐步建成开放共享的能源网络。可以预见地是，能源互联网产业未来在贵州将蓬勃发展，这对于建设“绿色贵州”“气化贵州”具有重要意义。

3 结论

本文作为姊妹篇中的上篇，着重研究并分析了能源互联网的发展现状及其在贵州电网的发展情况，对其在贵州电网发展的可行性进行了深入分析。当前，能源互联网已经处在能源革命发展的关键阶段，发展绿色、清洁、可再生的能源资源是世界新能源格局演进的必然趋势。对于贵州电网而言，可充分利用贵州自身地理优势及分布式可再生能源资源优势，大力建设分布式的能源互联网络，充分利用本地风能、太阳能、水能、煤层气、页岩气等多种分布式可再生能源资源建设电、气、冷、热、储等多种能源形式协调互补的能源互联网，实现分布式能源的即插即用，最终建设一个开放共享的能源互联网络。本文通过对能源互联网的研究现状及其在贵州电网的发展情况进行深入分析，可为姊妹篇的第二篇关于能源互联网在贵州电网发展的前瞻性分析打下坚实的调研基础。