能源互联网的形态特征与体系架构-学习小组发言
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– 物理信息融合技术是解决多能互联传输、融合与高效利用技术的有效手段
▪ 市场动因
– 打破能源行业长期存在的行政垄断、自然垄断以及价格垄断 – 盘活民间投资和技术创新 – 促进社会分配收入的公平性
© 2015 清华大学
能源互联网的形态
能源互联网是信息演变成为一种新的生产资料之后与传统能源系统的产业链和价值链 相融合的新型生态化能源系统，其形态表现为能源系统的各个形式要素在不同的时空 颗粒度上，依照市场规律的引领，采取不同的组合方式、不同的功能指向，所呈现出 的具有相对稳定的外部形式（视图）和内部构造的不同样态
© 2015 清华大学
能源互联网的特征
© 2015 清华大学
能源互联网的特征
▪ 能源清洁化：风能、太阳能等多种清洁能源接入，集中式与分布式并存，可再生能 源利用效率高。
▪ 能源信息化：能量流和信息流融合，能源链实现资源和信息共享。 ▪ 能源商品化：能源具备商品属性，通过市场化激发所有参与方的活力，以用户为出
能源互联网的 形态特征与体系架构
慈松
© 2015 清华大学
课题团队
▪课题牵头单位
–清华大学
▪课题参与单位
–国防科技大学 –国网 –南网 –新奥集团 –远景能源
–中关村储能产业联盟 –中国普天 –中兴通讯 –世纪互联 –天地互联 –国家质检局中国质量认证中心
© 2015 清华大学
时间节点
能源互联网的形态特征与体系架构
民生动因
技术动因
产业动因
能源互 联网的 动因
市场动因
© 2015 清华大学
能源互联网的动因
▪ 产业动因
– 我国能源产业缺乏协同发展 – 我国在新能源产业政策执行效果方面并不理想 – 我国正处在能源产业结构调整以及体制改革的关键时期
▪ 民生动因
– 我国经济增长过程中面临着严峻的能源供给问题 – 国家战略新兴产业的能耗逐年升高，能效提升与可持续发展问题已成为战略新
能源互联网的动因
▪ 能源互联网作为多种能源形态平等、开放、高效融入传统能源系统的技术手段，是 信息互联网发展中产生的开源创造和分布架构两种重要思想融入传统能源系统的必 然产物，是生产关系和生产要素互联网化之后传统能源结构演进的必然结果，是工 业文明向信息文明迈进的核心理念和技术体系
▪ 能源互联网的动因主要包含四个方面：产业动因、民生动因、技术动因与市场动因
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——经济视图
▪ 能源经济效率通常是以产出单位经济量(或实物量、 服务量)所消耗的能源量为衡量指标，也被称作能 源强度，通常用宏观经济领域的单位GDP能耗和 微观经济领域的单位产品能耗来表示
▪ 通常一个国家的经济增长与能源强度和环境污染 之间呈现出先污染后治理的倒U形曲线形状，即 能源强度和污染水平会随着经济增长和经济实力 的积累呈先恶化后改善的趋势
▪ 能源子系统之间的信息共享，信息流与能量流通过信息物理融合系统（CPS）紧密 耦合，促使能源系统实现端到端的透明化，信息流将贯穿于能源互联网的全生命周 期，包括其规划，设计，建设，运营，使用，监控，维护，资产管理和资产评估与 交易
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——产业视图
▪ 能源互联网形态的产业视图（角度）是由原材料提供商、产品提供商、系统集成商 和系统运营商构成的闭环、循环生态产业链，并以终端用户需求与能量在终端用户 应用所实现的价值为内在推动力促使产业生态链的资源优化配置和产业健康有序发 展
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——物理视图
▪ 传统气网、电网、热网、油网与交通网等多种能源网络互联互通融为一体的新型开 放分布式能源系统，具有完整的能源资源利用和能量循环系统耦合结构
▪ 基于互联网技术的面向用户需求的能量管控运营，实现多种能源系统需供互动、有 序配置，进而促进社会的经济、低碳、智能、高效的平衡发展
▪ 能源互联网将加速我国经济转型的步伐，改变倒 U曲线的轨迹走向，使倒U曲线拐点提前到来，拐 点强度大幅下降，即提前降低能源强度和污染水 平，并极大促进能源产业升级，提升能源创新经 济比重，减少单位GDP能耗降低和提升环境质量
▪ 监管者通过制定政策标准、设置能源交易规则实 现更快速、高效、精准的能源生态价值观的引导， 并通过采用互联网金融交易手段，如绿币等模式， 利用杠杆抑制化石能源、激励清洁能源的生产和 消费。
7.10 6.26
最终修订并定稿 完成能源局中期检查
6.25 完成第三版Байду номын сангаас
6.22 完成第二版
6.19 完成初稿
6.11 完成基本思路和框架
© 2015 清华大学
提纲
▪能源互联网的动因 ▪能源互联网的形态 ▪能源互联网的特征 ▪能源互联网的体系架构 ▪能源互联网的愿景与发展路线
© 2015 清华大学
发点，形成创新商业模式。 ▪ 能源虚拟化：盘活能源存量，支持即插即用，利用虚拟发电厂等方式提升资源利用
兴产业发展的瓶颈 – 我国传统产业单位GDP能耗远超发达国家能耗水平，成为经济提质减速与可持
续发展的障碍
© 2015 清华大学
能源互联网的动因
▪ 技术动因
– 互联网技术：互联网正在前所未有的速度与包括能源产业在内的各种传统产业 相互融合，并为能量流与信息流的融合提供了良好的技术基础
– 能源技术：尽管能源互联网对现有能源技术提出了更高要求，但是从硬件到软 件，从组件技术到系统技术的长足发展为能源互联网的发展奠定了基础
▪ 传统能源产业链之外的个人或企业以投资者、运 营者的身份渗透到传统能源行业服务以外的价值 高地
– 用户可以利用可再生能源发电、用电、售电体系， 利用微电网等新型局域能量传输网络将电能在一定 的区域内配置
– 企业等用电大户可能利用园区与屋顶等碎片化空间 成为独立的太阳能电站，真正实现可再生能源的就 地采集，就地使用，余电共享的高效利用模式
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能源互联网的形态——市场视图
▪ 能源互联网形态从市场的角度看由用户、投资方、运营方和建设方组成
▪ 市场中，消费者的力量崛起与能源网络的发展将 促使传统条块分割的能源产业链发展成为以消费 者用能需求为核心的新型市场生态网络
▪ 企业用户与家庭个人用户得到多种用能需求的个 性化定制服务，运营模式将从B端转向C端
▪ 市场动因
– 打破能源行业长期存在的行政垄断、自然垄断以及价格垄断 – 盘活民间投资和技术创新 – 促进社会分配收入的公平性
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能源互联网的形态
能源互联网是信息演变成为一种新的生产资料之后与传统能源系统的产业链和价值链 相融合的新型生态化能源系统，其形态表现为能源系统的各个形式要素在不同的时空 颗粒度上，依照市场规律的引领，采取不同的组合方式、不同的功能指向，所呈现出 的具有相对稳定的外部形式（视图）和内部构造的不同样态
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能源互联网的特征
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能源互联网的特征
▪ 能源清洁化：风能、太阳能等多种清洁能源接入，集中式与分布式并存，可再生能 源利用效率高。
▪ 能源信息化：能量流和信息流融合，能源链实现资源和信息共享。 ▪ 能源商品化：能源具备商品属性，通过市场化激发所有参与方的活力，以用户为出
能源互联网的 形态特征与体系架构
慈松
© 2015 清华大学
课题团队
▪课题牵头单位
–清华大学
▪课题参与单位
–国防科技大学 –国网 –南网 –新奥集团 –远景能源
–中关村储能产业联盟 –中国普天 –中兴通讯 –世纪互联 –天地互联 –国家质检局中国质量认证中心
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时间节点
能源互联网的形态特征与体系架构
民生动因
技术动因
产业动因
能源互 联网的 动因
市场动因
© 2015 清华大学
能源互联网的动因
▪ 产业动因
– 我国能源产业缺乏协同发展 – 我国在新能源产业政策执行效果方面并不理想 – 我国正处在能源产业结构调整以及体制改革的关键时期
▪ 民生动因
– 我国经济增长过程中面临着严峻的能源供给问题 – 国家战略新兴产业的能耗逐年升高，能效提升与可持续发展问题已成为战略新
能源互联网的动因
▪ 能源互联网作为多种能源形态平等、开放、高效融入传统能源系统的技术手段，是 信息互联网发展中产生的开源创造和分布架构两种重要思想融入传统能源系统的必 然产物，是生产关系和生产要素互联网化之后传统能源结构演进的必然结果，是工 业文明向信息文明迈进的核心理念和技术体系
▪ 能源互联网的动因主要包含四个方面：产业动因、民生动因、技术动因与市场动因
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——经济视图
▪ 能源经济效率通常是以产出单位经济量(或实物量、 服务量)所消耗的能源量为衡量指标，也被称作能 源强度，通常用宏观经济领域的单位GDP能耗和 微观经济领域的单位产品能耗来表示
▪ 通常一个国家的经济增长与能源强度和环境污染 之间呈现出先污染后治理的倒U形曲线形状，即 能源强度和污染水平会随着经济增长和经济实力 的积累呈先恶化后改善的趋势
▪ 能源子系统之间的信息共享，信息流与能量流通过信息物理融合系统（CPS）紧密 耦合，促使能源系统实现端到端的透明化，信息流将贯穿于能源互联网的全生命周 期，包括其规划，设计，建设，运营，使用，监控，维护，资产管理和资产评估与 交易
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能源互联网的形态——产业视图
▪ 能源互联网形态的产业视图（角度）是由原材料提供商、产品提供商、系统集成商 和系统运营商构成的闭环、循环生态产业链，并以终端用户需求与能量在终端用户 应用所实现的价值为内在推动力促使产业生态链的资源优化配置和产业健康有序发 展
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——物理视图
▪ 传统气网、电网、热网、油网与交通网等多种能源网络互联互通融为一体的新型开 放分布式能源系统，具有完整的能源资源利用和能量循环系统耦合结构
▪ 基于互联网技术的面向用户需求的能量管控运营，实现多种能源系统需供互动、有 序配置，进而促进社会的经济、低碳、智能、高效的平衡发展
▪ 能源互联网将加速我国经济转型的步伐，改变倒 U曲线的轨迹走向，使倒U曲线拐点提前到来，拐 点强度大幅下降，即提前降低能源强度和污染水 平，并极大促进能源产业升级，提升能源创新经 济比重，减少单位GDP能耗降低和提升环境质量
▪ 监管者通过制定政策标准、设置能源交易规则实 现更快速、高效、精准的能源生态价值观的引导， 并通过采用互联网金融交易手段，如绿币等模式， 利用杠杆抑制化石能源、激励清洁能源的生产和 消费。
7.10 6.26
最终修订并定稿 完成能源局中期检查
6.25 完成第三版Байду номын сангаас
6.22 完成第二版
6.19 完成初稿
6.11 完成基本思路和框架
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提纲
▪能源互联网的动因 ▪能源互联网的形态 ▪能源互联网的特征 ▪能源互联网的体系架构 ▪能源互联网的愿景与发展路线
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发点，形成创新商业模式。 ▪ 能源虚拟化：盘活能源存量，支持即插即用，利用虚拟发电厂等方式提升资源利用
兴产业发展的瓶颈 – 我国传统产业单位GDP能耗远超发达国家能耗水平，成为经济提质减速与可持
续发展的障碍
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能源互联网的动因
▪ 技术动因
– 互联网技术：互联网正在前所未有的速度与包括能源产业在内的各种传统产业 相互融合，并为能量流与信息流的融合提供了良好的技术基础
– 能源技术：尽管能源互联网对现有能源技术提出了更高要求，但是从硬件到软 件，从组件技术到系统技术的长足发展为能源互联网的发展奠定了基础
▪ 传统能源产业链之外的个人或企业以投资者、运 营者的身份渗透到传统能源行业服务以外的价值 高地
– 用户可以利用可再生能源发电、用电、售电体系， 利用微电网等新型局域能量传输网络将电能在一定 的区域内配置
– 企业等用电大户可能利用园区与屋顶等碎片化空间 成为独立的太阳能电站，真正实现可再生能源的就 地采集，就地使用，余电共享的高效利用模式
© 2015 清华大学
能源互联网的形态——市场视图
▪ 能源互联网形态从市场的角度看由用户、投资方、运营方和建设方组成
▪ 市场中，消费者的力量崛起与能源网络的发展将 促使传统条块分割的能源产业链发展成为以消费 者用能需求为核心的新型市场生态网络
▪ 企业用户与家庭个人用户得到多种用能需求的个 性化定制服务，运营模式将从B端转向C端