6、能源互联网不是通过集中规划实现而是各主体自主演化的结果
规划是单一主体的,集中式决策,自上而下的;演化是多个主体,自发的分散决策,自下而上的。传统的大电网是集中式决策,由电网规划部门做统一的源-网协调规划;能源互联网中的各类主体是分散决策,千千万万个主体各自规划,在整个能源系统层面形成演化。能源互联网的长期发展,是市场机制引导各主体趋优演化的过程。通过市场机制的设计,支撑系统向更灵活、更协调、更互补的方向演化;各个主体则是在经济利益驱动下进行自适应决策。广域范围内的多个自平衡体在供需信息和市场引导下,自主决策扩展,形成新的物理互联或新主体的过程,就是整个能源互联网演化的过程。单个自平衡主体与整个能源互联网,是个体与环境的关系,个体适应环境也造就环境。能源互联网的形态变化是所有主体各自决策的共同结果。
7、能源互联网是能源的共享经济体系
能源互联网不仅是复杂的物理系统,也是复杂的经济系统,是能源的共享经济体系。在这一体系内,各类能源的生产、消费、传输、存储者以及各类主体,将共同分享多能互补、源-网-荷-储协调后,通过资源优化配置所产生的增值效益。市场机制设计的关键,是建立激励相容的利益调节机制,实现共享经济:对于分布式绿色能源,应提升其利用小时数;对于传统的煤电,应改变以往靠降价增加利用小时数的生存模式,实现深度调峰的改造,通过为风、光提供备用和调峰,在辅助服务市场上提供差异化的电力服务;对于储能投资者,应通过需求侧管理和辅助服务市场,体现储能灵活调节能力的价值,实现投资回报;对于用户,能源互联网的互通互联、市场建设,应最终降低终端用能成本;对于电网为代表的能源传输企业,用户终端用能成本的降低将刺激经济发展,能源传输企业的收入将随着能源的总需求的增长而增长;对于政府和全社会,一方面更高比例的可再生能源消纳可以降低污染、改善环境,另一方面能效的提升、能源成本的降低将促进经济发展。
8、能源互联网是能量-信息-经济三元驱动下物理互联/信息融合/经济融通的长期演化过程
能源互联网从逻辑上分为物理层、信息层和经济层三个层次。多种能源之间的物理互联是部分互联,不是全面互联;信息层应实现所有环节的全面互联;信息的共享将牵引供需,提升市场效率,进而通过市场交易引导物理层的互通互联。能源互联网能量-信息-经济三元驱动的机理是指,通过多能系统的信息物理深度融合建设获得整个能源互联网的全面信息—>利用更全面、更充分的信息提升市场效率—>基于科学的市场设计实现资源优化配置—>引导多能源系统的可持续发展。
能源互联网的发展是一个长期演化过程,是以当前相对独立规划运营的多种能源网络为出发点,通过多能源子系统的互联互通、市场化商业运营、反馈激励下的不同主体相互聚合形成的反馈循环。在此过程中,各主体逐步适应调整、聚合进化,由个体演化到局部复制、扩散,成功的网络结构和运营模式不断自我复制,通过自然选择逐步进化到成目标状态的能源互联网,实现高比例可再生能源和高能效。能源互联网的发展,将随着如储能技术、转换技术等关键技术的突破,经历若干个历史阶段,每一个技术相对稳定的历史阶段内,能源互联网的形态和运营是连续变化的,各阶段之间则是在技术引领下实现阶跃,无论是物理互联、信息融合还是市场形态都发生根本性变化。
能源互联网的发展方兴未艾,根据三部委颁布的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,2016-2025年将开展多批次的能源互联网的试点示范工程,鼓励利用互联网手段,在大型建筑、场馆、园区、岛屿、城镇等不同规模范围内,开展能源互联网技术应用、商业模式和政策创新试点。本文初步研究了能源互联网长期发展变化的基本规律,希望对未来试点示范工程的推进起到积极作用。
(作者为华北电力大学能源互联网研究中心副主任)