四川电力市场推动用户侧能源互联网发展的应用研究

梁 竹

（四川益来科智慧能源有限公司，成都 610000）

在2015 年国家新一轮电力体制改革文件下发之前，能源互联网的发展主要集中在发电侧及电网侧，在用电负荷侧的应用研究较少，电力体制改革使全国各省份电力市场愈发活跃，不仅为电力用户通过电力市场化的方式降低了电费，同时也为电力用户的用电管理优化提供了更多的解决方案，推动了能源互联网在用户侧的应用发展。目前国内学者对能源互联网的概念、核心技术、发展方向与目标和应用场景等领域的理论研究内容相对较多，主要集中在电力系统中的电源、电网端，但在用户侧能源互联网的实践应用研究相对较少，理论研究与实践应用的内容有较大的不同，通过能源互联网理论研究的成果去验证实际应用研究对用户侧能源管理行业发展具有重要的指导意义。随着新电改的逐步深化，本文以四川电力市场推动用户侧能源互联网的实际应用情况为基点，探索适应市场需求的用户侧能源互联网应用发展的基本模型，并提出行业推进性建议。

1 研究背景

中共中央、国务院2015 年发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9 号）文件[1]，标志着国家新一轮的电力体制改革正式拉开帷幕。四川开始建立起真正意义上的电力市场，是从2018 年正式开始的，截至2022 年底，四川电力交易市场已开展了5 年的市场建设，推动了更多的电力用户与售电公司进入市场。

2018 年，全社会用电量2 459 亿kW·h，在四川电力交易平台注册市场主体3 346 家，其中发电企业286 家，电力用户2 864 家，售电公司196 家；全年市场化交易电量712.06 亿kW·h[2]。

2019 年，全社会用电量2 635.83 亿kW·h，在四川电力交易平台注册市场主体5 994 家，其中发电企业305家，电力用户5 462 家，售电公司227 家；全年市场化交易电量872.57 亿kW·h[3]。

2020 年，全社会用电量2 865.2 亿kW·h，在四川电力交易平台注册市场主体12 359 家，其中发电企业313家，电力用户11 801 家，售电公司245 家；全年市场化交易电量1 061.26 亿kW·h[4]。

2021 年，全社会用电量3 274.81 亿kW·h，在四川电力交易平台注册市场主体21 641 家，其中发电企业333家，电力用户21 023 家，售电公司285 家；全年市场化交易电量1 075 亿kW·h[5]。

2022 年，全社会用电量3 447 亿kW·h，在四川电力交易平台注册市场主体36 484 家，其中发电企业337家，电力用户35 897 家，售电公司250 家；全年市场化交易电量1 616 亿kW·h[6]。

随着四川电力市场的不断开放与发展，越来越多的市场主体参与到电力市场中，大量的售电公司为四川内电力用户提供购售电服务降低用户用电成本的同时，也给电力用户带来了更加多元化的用能管理方案，例如：用电优化、综合能源服务等多样化用能管理方案，通过将借助传统的能源管理与互联网的新技术深度融合等应用模式，给电力市场化用户侧带来更加有效、新颖、科技化的能源管理服务，我们可以称之为用户侧能源互联网服务。

2 能源互联网

2.1 能源互联网概念

能源互联网[7]，是能源与信息深度融合的新兴产物，是运用互联网等新技术，将传统的能源（煤炭、石油天然气、电力等）通过互联网技术进行深度融合，达到能源数据互联、能源信息互联、能源装备互联的运营模式。

2.2 能源互联网的基本模型

能源互联网将互联网技术和思维理念引入传统能源行业，将有力提升整个能源市场的信息透明度和有效度、充分度，从而优化能源市场的资源配置效率[8]。通过对能源信息进行指导，基于互联网对能源供需信息的充分融合，可以达到能源资源的优化配置，匹配更加多元化的能源使用场景，从而提高能源利用效率。

住建部在4个定点扶贫县中选择青海省湟中县黑城村、大通县土关村和湖北省红安县柏林寺村、麻城市石桥垸村，深入开展“美好环境与幸福生活共同缔造”示范村建设，以探索总结形成可复制、可推广的党组织引领、村民为主、问题导向的“共谋、共建、共管、共评、共享”的乡村治理模式，提高群众获得感、幸福感。

说到能源互联网，需要运用信息经济学[9]的信息流模式才能充分表达（图1），信息经济学是通过信息科学与经济学的融合，从信息和经济各个方面对信息经济学进行研究，微观经济学中的市场理论提到过完全市场竞争，帕累托最优[10]的模式是完全市场化竞争的市场最佳平衡点，此种模式的资源配置效率是最高的。要做到完全市场竞争，必须建立在市场信息透明、信息对称的基础上，在此对称下的平衡点即市场均衡点。在实际应用中，买卖市场信息不可能做到完全充分，交易的双方始终有信息壁垒，对交易双方始终是不完全透明且不完全对称的，但是，越能够搜集到更多市场竞争信息，信息条件越充分，越接近市场的均衡点，就越靠近帕累托最优[10]。

3 能源互联网在用户侧的应用

电力行业是最早使用物联网、大数据、智能电力等技术的行业之一，电力系统在电能的生产、分配、运输及使用等各环节均有能源互联网技术的应用[11]，应用最广泛的领域就是智能电网[12]，智能电网是国家电网提出并开始实际应用的模式，从电力数据的来源与种类来说[13]，智能电网中拥有大量的电力数据计算，集合了数以万计的不同结构的数据与模式[14]，充分运用了大数据的手段，因此智能电网是最具备能源互联网应用模式的案例。

在四川电力市场的运营基础上，结合能源互联网的特点及应用模式，其运营模式主要有以下几种表现形式。

3.1 能源产品交易平台

能源产品交易平台主要指提供能源交易的平台场所，包括各种能源的批发与零售、能源供应方式、能源期货和现货等交易，用户可以根据能源供应商所提供的价格、配套增值服务、资质条件、交易实力和运营经验等多维度的方式自主选择供应商，同时第三方服务公司、供应商也能通过此平台选择所对应的条件优质的终端用户（例如：用能规模大、多年用能稳定且安全、有中长期用能规划等用户）。

四川电力交易中心平台，作为四川电力交易的官方交易平台，为四川的电力产品提供交易的平台场所，组织市场各个主体在交易平台对电力的批发与零售进行交易（含电力的中长期交易和现货交易等），提供电力的交易平台，可使发电企业、用电企业进行相互自主选择售电公司等供应商的交易平台。还有以广东电力交易为准的现货交易平台[15]，让电力用户实现实时负荷交易的方式。

3.2 能源设备监测与解决方案平台

能源设备的监测与解决方案平台主要为能源的源、网、荷和储整个产业链，提供能源使用设备的监测平台，从而通过发现能源使用中所产生的问题及故障，提供设备故障解决服务方案。

在能源设备的应用方面，有能源生产的源头端，例如水力发电机组及辅助设备、光伏发电机组及辅助设备、风机发电机组及辅助设备、光伏电站成套产品、风电场成套产品及其他各种类型能源设备等；能源运输的中间端，例如高低压变电和配电产品、线路产品等；能源使用的终端，例如储能设备、储能电站成套产品、变电站设备及成套产品等。

目前，由于能源生产的源头端及能源运输的中间端已发展多年，较为成熟，具有良好的设备物联网与信息互联网等功能，较早地实现了设备的物联网与互联网信息监测，以及自动化控制等功能。但是，在能源使用的终端，还有海量的电力用户群体，能源管理水平还很薄弱，还未开始实现能源互联网的基本模式，亟需建立起适应能源消费端的能源互联网平台。

为海量的用户提供物联网技术、能源信息互联等数据在线化监测、自动化控制等功能，大量的企业还停留在传统设备运营的模式。因此，能源消费的终端用户群体还基本未能建立起广域网模式的能源互联网基础。还有以分布式能源、储能等多元化的能源供应方式的建设发展，将能源系统构建为具备更加多元化、多样性的综合能源供应模式。

3.3 能源衍生品交易平台

主要指除了能源本身作为产品以外的相关附属品进行交易，例如：CCER 交易（国家核证自愿减排量）、碳排放权交易、绿证交易、能源场地租赁交易、能源金融产品交易、配额制能源交易、需求侧响应和负荷聚合等能源衍生品交易产品。

在国家提出“2030 年碳达峰，2060 年碳中和”的背景下，通过试点，在全国7 个省份初步建立起基本形态的碳交易市场。如上海能源环境交易所，为全国高耗能及控排企业，甚至是个人，提供碳排放权、自愿减排认证、森林汇碳等能源衍生品的交易平台及服务，以及为大量的企业提供绿色电力证书认证的标识，为企业实现清洁绿色能源提供有效认证。

3.4 能源融资与金融服务平台

主要指针对能源产业链上的企业，通过能源数据信息向能源互联网投资者与使用者提供金融服务，包括线下金融与互联网金融服务、能源项目融资贷款服务、能源资产管理服务等以金融为属性的服务产品。

目前，已在各省份开展能源供应链金融服务的运营模式，有部分供应链金融平台公司为电力用户提供代缴电费、电费贷款的金融产品服务，通过能源的稳定消费记录与企业发展情况等企业保障性资产清单，为企业提供相应的能源金融服务，企业可以通过使用能源金融产品服务进一步降低企业融资难、资金需求大、资金周转难等实际运营问题；也有类似以能源重大项目为产品向银行及金融机构申请项目贷款融资的方式等，为企业提供一站式的互联网金融服务。

3.5 能源综合服务平台

能源综合服务平台指为能源的源、网、荷和储整个产业链提供在线化综合能源服务的平台，可以理解为能源界的“淘宝”，通过在线化一站式的服务应用解决方案，为企业提供多样化的能源需求解决方案[16]。

某企业需要进行新投电力设备的安装及检测，需要找到某家具备资质的第三方服务公司为企业提供安装检测服务，就可以通过能源综合服务平台寻找到需求解决方案，帮助企业解决各类能源问题。

3.6 新能源汽车充电服务平台

指通过新能源（风电、光伏等）或者清洁能源（水电）的场站为新能源汽车提供充电服务平台，通过为充电站提供一站式的能源互联服务，为电力的分配或使用效率等提供指导依据，甚至还能通过为新能源汽车的充电需求服务，让负荷聚合商在区域电网电力负荷高峰，区域电网出力不够甚至“缺电”的情况下，通过聚合新能源汽车向区域电网进行反向送电提供应急保障电源等模式，为区域电网提供更多元化的电力保障。能源互联网大数据应用场景如图2 所示。

图2 能源互联网大数据应用场景

当然，还有其他形式的能源互联网应用模式，实际情况在这里就不一一罗列，以上6 类能源互联网应用平台是目前较为实际应用的模式，根据互联网技术的不断发展，相信还会为广大能源产业提供更尖端、更科技的能源互联网产品。

还有重要的一点是能源互联网的发展离不开网络基础设施的建设，能源互联网发展的基本要素是信息化的硬件产品，只有大力打牢信息化网络建设的基础，拥有足够的互联网信息通道及存储空间，才能发挥出能源互联网的最大效力[14]。

4 能源互联网在用户侧应用发展的思考与建议

结合上述在四川电力市场背景下用户侧能源互联网的实际应用发展情况，针对应用情况建立了基本模型（图3），总结为以下7 个步骤：首先，用户侧能源互联网的应用发展需要充分的市场化环境，在市场化环境的背景下，更多的第三方服务公司能进入到行业中为大量的用户侧提供各式各样的能源服务，拥有良好的市场发展温床。其次，用户侧能源互联网的应用发展需要广泛搜集到用户的能源需求，第三方服务公司为用户侧提供能源互联网的服务，离不开用户的需求，有了需求就有了服务的方向和动力。再次，针对用户侧的能源数据搜集，大量的数据搜集为能源互联网解决方案提供更多的基础性数据，为平台化服务及解决方案提供坚实的基础保障。然后，有了大量的用户基本情况及数据支撑，提供平台化的能源互联网服务，通过一站式的平台化服务，为用户提供能源在线化、数据化、信息化服务。接着，为用户提供精准的能源互联网解决方案，实现精准的用能管理服务。紧接着，为用户提供解决方案应用实施，着手为用户提供实际应用。最后，在能源互联网的应用服务下，不断地对应用实施结果进行反馈，充分论证服务效果。最终实现全流程的能源互联网应用服务模式。

图3 能源互联网在用户侧的应用模型

能源互联网在电力行业中用户侧的应用发展研究，也涉及用户侧自来水、天然气等其他能源方面的一站式应用研究，推动用户侧水、电、气的综合能源一站式服务应用。在能源互联网的应用发展下，行业发展应该深度思考，在解决用户侧基本能源需求的目标下，能否进一步打通能源信息的互联，例如在用户行业、用户类别、用户生产特性和用户设备等类型情况下，通过多方面的能源互联网服务，将各类别能源互联网数据打通互联，实现设备数据、能源数据、交易数据、节能数据和能耗数据[17]等多方数据下，真正一站式的能源数据互联，多维度、多形式下的能源互联网服务。能源互联网的建设是一个漫长的过程，涉及源、网、荷和储整个系统中各个类别的数据，信息量数以万计，数据的搜集、整理、使用是个烦琐的反复过程，在能源互联网体系中各个主体之间数据信息的共享与融合才能建立更多的能源互联网数据信息平台[18]。

能源互联网同样也离不开信息技术的发展，数据收集已广泛应用于各行各业中并日趋活跃，完整的能源互联网体系涵盖了社会经济中能源的源、网、荷和储各个方面，唯有广泛搜集到能源互联网体系下的海量数据，充分分析利用好能源互联网的各类数据信息，成为能源互联网体系中的各个重要节点，才能构建功能更为完善的能源互联网。

能源互联网的发展，将有利于为企业提供更多的能源数据，能源数据能够通过能源交易的方式降低企业能源使用成本，普遍降低约5%的用能费用；能源数据能够实现企业能源的精细化管理，提供数据价值帮助企业优化能源管理方案，可再降低约5%的用能费用；能源数据能够提升企业自动化控制管理水平，提升企业“两化”融合，提高用能管理效率；能源数据能够提高企业的运维管理水平和企业安全管理意识；能源数据还能够实现企业对综合能源管理的其他需求；等等。

5 结束语

随着我国新一轮电力体制改革的不断深化与发展，电力市场化改革必然会充分还原电力的商品属性，通过市场化的运行机制与发展，能够进一步为电力用户降低能源成本，打破原有国有企业垄断的供需局面，以供给侧结构性改革引入市场化竞争，充分利用信息化与工业化的深度融合，推动更多社会资本与新兴技术、新产品进入到电力行业，进一步推动科技应用，提升能源科技化水平，多元化降低电力成本，改善重点用能产业结构，优化产业发展，实现工业绿色、清洁、高效的可持续性发展目标[19]。要破解能源资源约束的传统路径[20]，只有不断地发展能源的源、网、荷和储的能源互联网应用模式，继续探索能源互联网多样化发展路径，才能实现更为高效并可持续的能源开发和利用。

同时，电力市场化改革推动了能源互联网在用户侧的应用发展。因此，本文的研究以四川电力市场推动用户侧能源互联网为基点，通过利用四川电力市场2018—2022 年的实践经验，立足于当前能源互联网的发展现状，结合物联网、大数据等新兴技术手段，对能源互联网的典型应用场景进行分析[21]，分析得出了应用发展的基本模型，得出以下结论：能源互联网在用户侧的应用主要在市场化环境、用户需求、数据搜集、平台化服务、解决方案、应用实施和结果反馈的全流程服务下才能建立起适应市场需求的能源互联网。