能源互聯網的發展已經成為主流趨勢，是我國能源生產和消費革命以及國際第三次工業革命的重要組成部分。2017年6月，國家能源局公布首批55個“互聯網+”智慧能源（能源互聯網）示范項目，如今部分已經進入落地實施階段。

當前，電能是應用最為廣泛的二次能源，電網已實現電能的遠距離配送，并具備了相當規模。隨著越來越多電動設備的成熟，電能將成為未來人們直接使用的主要能源形式，電力網絡將是未來能源互聯網的主要載體。然而，當前電網運營在生產、配送與消費等環節相互割裂，個性化消費需求和分布式能源供給還不能被很好地支持；生產、配送過分依賴預測，缺乏高效的通信通道實現實時反饋和信息共享，能源利用率還處于較低層次。此外，太陽能、風能、潮汐能及生物質能等可再生能源都具有較大的利用潛力，但是，環境因素和生產效率使得間歇性和不穩定性成為他們的共同特點，高效利用存在諸多挑戰。

隨著現代通信、計算、網絡和控制技術的發展，信息技術運用領域的不斷開拓，信息與能源技術的結合已然成為一種發展的必然趨勢。能源互聯網的最新實踐希望融合先進的信息技術，提升能源管理水平，實現能源進一步的精細化調控。

國家電網公司在2019年初提出建設泛在電力物聯網，希望打造狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯網，最終實現承載電力流的堅強智能電網與承載數據流的泛在電力物聯網相輔相成，融合發展，形成強大的價值創造平臺，共同構成能源流、業務流、數據流“三流合一”的能源互聯網。

本文在介紹信息技術從互聯網到物聯網的基本發展、描述電力物聯網到泛在電力物聯網的基本概念的基礎上，重點分析泛在電力物聯網在能源互聯網建設中的作用，并指出未來能源互聯網發展的前沿方向。

一、從互聯網、物聯網到泛在電力物聯網

人類社會的進步往往體現在新基礎設施的形成。互聯網是繼交通、電力等基礎設施之后所形成的信息基礎設施。電子和計算機網絡的發展由來已久，最初的電子網絡（如電話網、電報網、廣播網等等）和后來發展的計算機局域網（如以太網等）都是垂直集成的網絡，而直到互聯網的出現才真正實現了水平互聯，這也是互聯網Internet一詞的由來。互聯網僅僅是信息網絡的一種。

互聯網應用是在互聯網基礎設施之上，將眾多節點連接起來（這些節點指網絡參與者，包括人、物、機構、平臺、行業、系統等），進而衍生出層出不窮的新應用模式。互聯網已經超越了技術范疇，成為了一種具有超強融合能力的生態環境，正以巨大的力量逐步顛覆多個傳統產業的生產和經營方式。其天然具備的開放、平等、透明等特性使得信息（數據）在工業社會中的巨大潛力爆發出來。

1995年，比爾?蓋茨在《未來之路》一書中首次提到物物互聯。美國麻省理工學院于1998年提出首個物聯網構想，1999年，基于RFID技術，美國Auto-ID中心提出了物聯網的概念。2005年，國際電信聯盟發布《ITU互聯網報告2005：物聯網》，物聯網概念被正式提出。

物聯網在中國大體經歷了兩個發展階段。從2009年開始主要起源于傳感網，出現了特定應用的物聯網系統，比如著名的無錫太湖藍藻環境治理、智能交通系統等。垂直小網式的物聯網雖然可以在特定領域發揮作用，卻無法像水平互聯的那樣進行生態聚合。近年來，隨著技術的進步，水平互聯的物聯網逐漸引起重視。5G等通信手段的提升和數據中心等計算能力的提升使得無所不在的物聯接入成為可能，萬物互聯的時代前景可期。

電力行業對物聯網的理解是：物聯網是一個實現電網基礎設施、人員及所在環境識別、感知、互聯與控制的網絡系統。其實質是實現各種信息傳感設備與通信信息資源的（互聯網、電信網甚至電力通信專網）結合，從而形成具有自我標識、感知和智能處理的物理實體。實體之間的協同和互動，使得有關物體相互感知和反饋控制，形成一個更加智能的電力生產、生活體系。電力物聯網一直被認為是物聯網的典型應用，尤其在經濟效益方面，通過信息通信和控制，實現電網信息透明，進而明確邊界、降低冗余，提高電力系統的設備利用率，可以獲得極大的經濟效益。2008年開始，我國建設智能電網，在主網的感知、決策和控制等技術方面達到世界先進水平，但在能源互聯網所側重的區域或園區配網級的建設有待加強，因此泛在電力物聯網恰恰可以在這方面補足，更好地支撐能源互聯網的建設。

二、泛在電力物聯網使信息能源基礎設施一體化

縱觀人類經濟生活的發展過程，基礎設施是不可缺少的部分。基礎設施為工業經濟的發展起到了支撐作用，技術的創新與發展最終歸結為基礎設施的提升。清華大學2014年提出能源互聯網的主要特征就是信息能源基礎設施一體化。國家發展改革委、國家能源局2015年7月6日正式公布了促進智能電網發展的指導意見，其中明確指出要加快“能源與信息基礎設施一體化”設備等關鍵技術研發，例如能量路由器。

相比能源電力基礎設施的形成，目前信息技術還處于基礎設施形成的過程中，通信（尤其是無線移動通信）和網絡（尤其是互聯網）的發展使得計算、存儲、軟件、應用的集中管理和按需使用逐漸成為可能，信息基礎設施逐漸形成了以數據中心為核心，高速網絡互聯，并支持人（通過移動終端）和物（通過物聯網）的隨時隨地接入的架構格局。

既然未來能源互聯網與信息基礎設施有著類似的互聯結構，我們提出將信息基礎設施整體嵌入能源互聯網，實現信息能源基礎設施一體化。雖然國內外從電力電子技術、儲能、信息采集決策支持、多種能源形式轉換、直流輸電等角度出發分別提出了能源互聯網和能量路由器的概念和模型，我們提出的能源互聯網著重借鑒互聯網理念將信息基礎設施（如數據中心、云計算平臺等）和能源基礎設施（如儲能、電力電子控制、電網等）徹底做一體化設計。

融合需要數據中心和能量路由器融合、輸電線路和光纖通信融合、傳感器和局域、廣域網融合等。可以通過能量路由器甚至整個能源互聯網為數據中心供電，降低數據中心靜默成本。由于通信基礎設施和電力基礎設施的一體化，可以節省數據中心的電纜鋪設成本。理論上可以通過通信網絡和數據中心設施更好地監控電力設備運行狀態，通過電力網絡拓撲和通信網絡拓撲的結合，可以更好地定位故障位置和及時采取修復工作，提高系統安全性和運行效率。每個能量路由器會配備一定容量的儲能設備，可用于數據中心備用電力，平滑能量的傳輸。通信鏈路可以采用電力線通信或光纖通信，二者均可以與輸電線路一體化建設，極大減少了安裝成本。融合的過程是一個信息化的過程，同時融合的過程也是一個立足現有設施進行過渡的過程，是一個將互聯網嵌入能源網的過程。

三、泛在電力物聯網支撐能源互聯網實現平臺效應

互聯網的平臺思維就是開放、共享、共贏的思維。平臺模式最有可能成就產業巨頭。全球最大的100家企業里，有60家企業的主要收入來自平臺商業模式，包括蘋果、谷歌等。平臺模式的精髓，在于打造一個多主體共贏互利的生態圈。

能源互聯網的發展也需要發揮平臺效應，而這方面主要靠泛在電力物聯網來支撐。以能源互聯網為具體實現形式之一的綜合能源服務為例，這種區域化的多能互補模式進一步增強了能源電力系統的碎片化，其中區域不同、專業領域不同、多種能源的匹配程度不同等，都使得利益的碎片化明顯，難以收集長尾效益。這方面的問題不可能從能量層得到解決，只能通過泛在電力物聯網，形成多個區域多個項目的信息服務平臺，在信息層做到透明并進一步優化共享，降低規模化的邊際成本，形成平臺效應。

以泛在電力物聯網支撐的能源互聯網平臺為基礎，可以開放第三方高級應用，例如大數據分析、智能調度、態勢感知、安全穩定分析等。比如在區域綜合能源的管理中，泛在電力物聯網可以通過低成本、高可靠的終端量測裝置采集不同能源形式的在線實時信息，通過邊緣控制器的本地處理，進而上傳云數據中心，支撐在線實時數據的分級分析和處理。

四、泛在電力物聯網支撐能源互聯網實現價值創造

互聯網和新科技的發展使物理世界與虛擬世界開始融合，行業的邊界變得模糊，互聯網的觸角已經無孔不入，零售、圖書、金融、電信、娛樂、媒體等等行業早已互聯網化，而制造、公用事業、環保、能源等傳統行業也正在迅速被互聯網融合。互聯網的跨界顛覆，本質是高效率整合低效率，包括結構效率和運營效率，對于能源行業也是如此。

能源互聯網不是為了互聯而互聯、為了接入而接入，能源互聯網要提供價值和增值服務，必須形成價值閉環并且創造新的價值。但最終的核心價值在哪里，如何形成價值閉環，如何成為市場上站得住腳的獨立業務運營，可能還要能源互聯網的不同環節協調配合。例如分布式光伏是發端的重要組成，還要考慮與其他能源形式相互補，以及與儲能、用戶側需求管理與響應等相結合，例如光儲充就是未來的一個發展方向。而最終的目標必然是發展成為一個綜合能源服務平臺，提供無法替代的能源服務價值。

價值創造的最終來源是用戶，盡最大可能為用戶提供好的服務。用戶中心是互聯網思維的核心，用戶入口就意味著最終的價值導入，從用戶到流量到不斷迭代到平臺思維，互聯網在用戶服務方面一直追求極致體驗，而在這些方面能源服務的道理也一樣，應該從終端用能用戶拓展到全產業鏈的用戶服務，并與綜合能源服務平臺進一步整合，真正實現能源互聯網從能量、信息、業務到價值的透明和統一。

泛在電力物聯網的價值不應該局限于能源電力行業，還應該跨界拓展到其他領域。電力由于可以無處不在，再有5G無線通信網或電力無線專網的支持，因此泛在電力物聯網可以被利用構建水平互聯意義上的物聯網。也就是說任何其他領域的物聯網應用都有可能借助泛在電力物聯網的平臺，進行傳感器的接入和應用的接入，而不用考慮通信、計算資源方面的構建以及實時性、安全性等方面的要求。泛在電力物聯網對外業務的拓展使得其價值創造的空間巨大，也將成為電力行業通過基礎設施和平臺建設帶動其他行業發展的典范。

五、未來發展方向

泛在電力物聯網要在能源互聯網建設中發揮更大作用，必須秉持能源互聯網開放互聯、對等分享的理念，堅持創新驅動。

首先，發展能量路由器、邊緣控制器等關鍵裝備，促進信息能源基礎設施一體化。例如國家電網公司提出“三站合一”的構想，將能源站、儲能站、數據中心進行一體化設計，某種程度上就反映了信息能源基礎設施一體化的大趨勢，進而實現能源流、業務流、數據流的“三流合一”。

其次，發展能源互聯網能量管理和用戶服務平臺，形成人、物、信息、價值的聚合，發揮平臺效應。例如綜合能源服務要進一步高效發展，必須有泛在電力物聯網的平臺支撐，否則很難收集碎片化利益，形成規模效益。

最后，對內對外實現開放共享，最大限度地創造新價值。能源互聯網的價值鏈不僅僅存在于能源的交易中，還有綠色、低碳、環保等其他價值鏈的存在，可以借助區塊鏈等技術手段最大限度進行信息透明和價值梳理，同時與智能交通、智能家居等其他領域跨界結合，創造出新的價值。