摘要：2015 年“互联网 +”被写入政府工作报告以来，传统产业与互联网的融合已成为国家战略。在此背景下，文章主要界定了“互联网 + 能源”的范畴，阐述了能源互联网的实现结构，分析了电力通信网现状，预测了未来电力通信网络业务、流量、网架的发展趋势，并对新型业务和电力信息通信技术发展方向做出了展望。
关键词：互联网 +；电力通信；虚拟化；信息安全
2015 年“互联网 +”被写入政府工作报告以来，传统产业与互联网的融合已成为国家战略，“互联网+ 流通”为首的行业行动计划陆续出台，这标志着传统行业的形态革新、业态衍生日益成为常态。引人关注的是，配合国家“互联网 +”战略，国家能源局于2015 年 4 月宣布制定国家能源互联网行动计划，“互联网 + 能源”与“能源互联网”这 2 个概念日渐交叉和融合。
本文本文认为，“互联网 + 能源”与“能源互联网”在范畴上应当是交叉而有别的。一方面，二者共用基础设施。“互联网 +”强调的是构建一种新型的经济形态和资源、利益分配结构，而非对传统行业基础设施的重建。但能源行业作为对专用基础设施高度依赖的“重资产”行业，不可能像零售、传媒、金融等行业那样，只凭互联网对信息流和利益流的整合就实现行业重构，因此“互联网 + 能源”仍将依赖能源互联网构建起来的基础设施，包括智能化的能源电力网络和支撑能源互联网运行的信息通信资源。另一方面，二者面向不同的经济模型。“互联网 +”强调的互联网经济，侧重改变能源用户的结构和身份，重构利益分配方式，实现行业跨界发展，构建新的经济生态圈；而“能源互联网”则更关注能源本身的可持续发展、清洁供给和高效消费，并以电力为能源传输、结算的媒介，建立自由电力市场经济。
因此，本文在考察“互联网 + 能源”对电力信息通信领域影响的同时，考虑了能源互联网基础设施和互联网经济商业模式对业务应用带来的变化，并指出电力通信网和电力信息通信技术的发展应当具备同时承载两大新兴行业融合发展的潜力。
1.能源互联网的实现结构
里夫金在《第三次工业革命》中对能源互联网的概念进行了系统阐述，提出了其实现的五大支柱：可再生能源、建筑微电源发电、面向间歇电源的储能、能源共享网络、电动汽车。在其基础上，刘振亚于
2014 年正式提出“全球能源互联网”的概念，将能源互联的范围提升到全球，建立了调配北极风电和赤道光能的“一极一道”宏大格局。未来的能源互联网将通过能源技术与信息通信技术的深度融合，构建一个服务于城市能源管理及承载社会公共服务的能源与信息双向互动的平台，并通过这个平台实现将煤炭、水能、风能、太阳能、核能、生物质能、潮汐能等能源转换为电能，实现多能互补、协调开发、合
理利用，优化能源配置。能源互联网能够将互联网、物联网、大数据技术等相互融合，满足客户多样化需求，成为未来能源和服务的枢纽，实现信息流和业务流的统一。
1.1 全球能源互联网
全球能源互联网是能源互联网的最高级别，由特高压骨干与超高压分支承载。它将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网（输电网、配电网）的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”（北
极、赤道）大型能源基地，将各种集中式、分布式的风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，形成服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。
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1.2 区域能源互联网
区域能源互联是指以“保证区域能源可靠供应，实现区域能源协调供给”为目标，以电网为载体，以电能为媒介，综合冷、热、电、热水等多种分布式能源，构建“源 – 网 – 荷”互动的区域型能源互联网络，实现区域多种能源协调控制和综合能效管理。城市范围内，通过能源路由站、能源集散中心构建二级调度网络，将微网等能源自治单元组织起来，通过在分布式发电设备、储能设备、用电设备等环节部署各类能效监测终端、控制器、环境传感器、视频监控等采集控制单元，实现发电、用电、环境及安全数据的实时采集，是实现基于互联网的区域能源管理的末端“神经元”。
1.3 楼宇群、园区能源互联网
在楼宇群、园区范围内，实现 MW 级的光伏、冷、热、电等复合能源的优化调控和能效管理。通过负荷模型与电源出力的预测和匹配，实现园区、楼宇的能源生产与消费的动态平衡，结合全景监测和能效管理，实现园区、楼宇群日常运行能量“0 输入”。根据上一层级区域能源网络用能需求状况，园区微网产生的能源可以实现按需并网。
2.电力通信基础设施的发展方向
2.1 电力通信网现状
我国电力通信网从面向电力生产电话调度和实现特定业务的专用网络起步，逐渐发展为覆盖全国的大型行业通信网。目前，国家电网公司的电力通信网基本按照骨干通信网和终端通信接入网两个领域分别管理。骨干通信网包括传输网、业务网和支撑网 3 个部分。传输网覆盖全国，综合采用了光通信、微波、卫星、电力线载波等多种通信方式，而以光通信为主，光缆按照电网的行政管理级别被划分为 4 级，分别对应国家（国网总部）、区域（分部）、省（省电力公司）、市县（市县公司）。通常沿着各电压等级的电网铺设，带宽容量也逐级扩大。业务网包括数据通信网、调度电话交换网、行政电话交换网、会议电视网、应急通信系统等数张面向特定业务的相互独立的网络。支撑网则包括时钟（时间）同步、网管系统等。
2.3 电力通信网架的发展趋势
通过对上述业务和流量变化的分析，本文预期，未来“互联网 +
能源”将促使电力通信网架向三大趋势发展。
（1）趋势一，即层级整合。国家电网公司的“三集五大”建设通过将人、财、物集约化管理，从管理架构上促进业务向上扁平化；SG-ERP 等信息系统的二级部署，从信息架构上也导致数据流量向一、二级骨干网汇聚。而能源互联网和“互联网 +”对终端用户业务的关注，将导致末端信息消费规模的爆炸性增长。因此未来通信需求将向高等级骨干网和终端接入网两级分化，现有的四级骨干网加多级接入网的结构将变得不平衡，层级整合是必然趋势。而末端的多种通信手段自组网、骨干传输和数据网络资源的动态分配，将成为扁平化网络管理的重要手段。
（2）趋势二，即内外结合。电力专网（内网）和公共网络（外网）资源的结合、甚至融合，将被提上日程。一方面，电力营销双向互动、智能用电和需求侧管理、电网客服和电商、大数据社会服务等一系列具有“互联网 +”基因的特色业务已在电网行业快速兴起，但内、外网信息的物理隔离，造成广大用户使用困难，且信息交互手段贫乏，严重桎梏了业务发展。另一方面，电力生产和电网企业经营越来越依赖电信运营商的移动网络，例如电能计量的用电信息采集系统远程通道就大量租用运营商的虚拟专网，反之，电网的光传输网络又是社会行业急需的通信通道，内外网通信资源天然互补。因此内外网资源结合，将成为重要方向。电力专网的概念不再指独占物理通道，而是通过多级别的安全手段，实现虚拟专网。
电力信息通信作为互联网领域的重要手段，已成为能源互联网建设的核心力量。未来，能源互联网将通过先进的信息通信技术，使电力消费者、电网、电力企业的联系更为紧密，实现各个设备和系统之间实现端对端的连接；承载更多能源互联网管理型数据信息，实现大数据分析、网络管理及分布式处理等功能；以用户需求出发，为电力消费者提供多类型能源互联应用。
参考文献：
[1] 杰里米 · 里夫金. 第三次工业革命[M]. 北京: 中信出版社, 2015.
[2] 刘振亚. 全球能源互联网[M]. 北京: 中国电力出版社, 2015.
[3] 刘辉. 能源互联网[J]. 中国电力教育, 2014(10): 90.
论文作者:张,阳
论文发表刊物:《科技中国》2018年2期
论文发表时间:2018/7/18
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