互聯(lián)網(wǎng)是口筐，什么都能裝。隨著互聯(lián)網(wǎng)+的熱度激增，能源互聯(lián)網(wǎng)一下子成了火爆新詞。不管是搞金融的，搞IT的，還是咨詢分析或者行業(yè)監(jiān)管的，仿佛講話中不帶上“能源互聯(lián)網(wǎng)”，就不好意思和人打招呼。那么這位新貴的真面目到底如何呢？
實(shí)際上能源互聯(lián)網(wǎng)的熱起，主要源于美國未來學(xué)家里夫金的《第三次工業(yè)革命》。石化能源畢竟是有數(shù)的，未來全球的新能源供應(yīng)中，風(fēng)電和太陽能光伏必然成為重要支柱。具體到我國，經(jīng)濟(jì)要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，兌現(xiàn)向國際社會(huì)許下的減排承諾，除了節(jié)能減排，也只能走發(fā)展可再生能源這一條道路。
但問題在于，光伏等分布式能源，盡管綠色可親，但畢竟過于分散且體量微小。如果要實(shí)現(xiàn)能源最大化的有效調(diào)配，一套智能的管理體系是必不可少的。能源互聯(lián)網(wǎng)的主要意義就在于此。按照當(dāng)前流行的說法，它主要有以下特征：一是以風(fēng)、光伏為代表的可再生能源作為主要一次能源；二是能夠支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)接入；三是電力系統(tǒng)的智能化互聯(lián)網(wǎng)化；四是新能源汽車和儲(chǔ)能的廣泛應(yīng)用。
能源互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，依照美國電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的定義，分為主干電力網(wǎng)絡(luò)、分布式可再生能源、分布式儲(chǔ)能設(shè)備、能源分配設(shè)備、智能能量管理設(shè)備和智能故障隔離設(shè)備等。這些設(shè)備都是以電力系統(tǒng)作為各種能源相互轉(zhuǎn)化的樞紐，同時(shí)需要利用強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)對分布式能源發(fā)電、儲(chǔ)能設(shè)備和電動(dòng)汽車等進(jìn)行廣域的調(diào)度和消納。
可以說，能源互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，回答了人類未來能源從何而來、如何使用與管理的問題，給了尚處化石能源時(shí)代的當(dāng)代人一個(gè)美好遠(yuǎn)景。但同時(shí)，這一遠(yuǎn)景日益得到認(rèn)同也給當(dāng)前的電力裝備制造和科研機(jī)構(gòu)帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)與機(jī)遇，因?yàn)榭稍偕茉吹漠a(chǎn)生、存儲(chǔ)和消納，需要網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動(dòng)的電網(wǎng)對電能進(jìn)行廣域的傳輸?shù)摹⒄{(diào)度與分配。目前傳統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)與設(shè)備能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足這種需求。
具體問題上，國網(wǎng)電力科學(xué)研究院院長肖世杰曾經(jīng)作為歸納：
一、能源互聯(lián)網(wǎng)對于電力裝備提出新的要求。
能源互聯(lián)網(wǎng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的扁平化結(jié)構(gòu)，由各種規(guī)模不同的分布式微電網(wǎng)組成，微電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向共享和高效配置。
作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)電力裝備，固態(tài)變壓器幾乎可以適用于各種情況下的微電網(wǎng)與外部電力總線之間的電壓雙向傳遞，可以將太陽能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低壓直流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化；將風(fēng)能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低壓交流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化；為電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)低壓交流電向低壓直流電的轉(zhuǎn)化；將分布式儲(chǔ)能裝置與電力總線相連，實(shí)現(xiàn)直流電與交流電的雙向傳導(dǎo)。這適應(yīng)了可再生能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多樣化和寬泛性的特點(diǎn)，以固態(tài)變壓器為代表的新一代電力裝備將會(huì)是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)和研究熱點(diǎn)。
二、可再生能源大規(guī)模接入對于電網(wǎng)調(diào)度提出的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測性，但部分可再生能源電站出力的不可控性和隨機(jī)性使得對其既不能進(jìn)行可靠的負(fù)荷預(yù)測，也不可能制定和實(shí)施精確的發(fā)電計(jì)劃。隨著這類隨機(jī)電源容量比例的增加，必將給電網(wǎng)調(diào)度帶來不少壓力。在能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，各國之間針對即將出現(xiàn)的可再生能源波動(dòng)必須要考慮容許通過的輸電可能，因此互聯(lián)狀態(tài)下的全網(wǎng)備用和可使用信息將成為網(wǎng)絡(luò)安全的重要突破點(diǎn)。
三、大規(guī)模分布式能源接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定技術(shù)提出挑戰(zhàn)。
未來大規(guī)模分布式電源將通過特高壓網(wǎng)架實(shí)現(xiàn)跨國跨洲傳輸，使得電網(wǎng)成為全球互聯(lián)的能源網(wǎng)絡(luò)。這將使各國電網(wǎng)之間的電氣聯(lián)系大大加強(qiáng)，廣域動(dòng)態(tài)交互影響加劇，電網(wǎng)穩(wěn)定特性變得更加復(fù)雜。再加上大規(guī)模的風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)，將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)，對電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)提出更高的要求?，F(xiàn)有的電網(wǎng)保護(hù)和安穩(wěn)系統(tǒng)，大多采用當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域內(nèi)的信息，通信系統(tǒng)對其影響有限。但全球互聯(lián)后，廣域保護(hù)和跨洲的安穩(wěn)系統(tǒng)會(huì)大量出現(xiàn)，通信的中斷，延時(shí)和誤碼問題會(huì)變得突出，其對穩(wěn)定控制的影響也會(huì)越來越大。如何在通信系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下保證控制裝置不拒動(dòng)、誤動(dòng)，并保證其動(dòng)作的時(shí)效性，是必須加以研究的課題。
四、儲(chǔ)能管理將在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中處于重要地位。
可再生能源在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中將占有極其重要的位置，儲(chǔ)能發(fā)揮著降低可再生能源不穩(wěn)定性的重要作用。為了有效彌補(bǔ)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，需要有良好的經(jīng)濟(jì)性和長壽命的大容量儲(chǔ)能裝置。研發(fā)高效儲(chǔ)能裝置及其配套設(shè)備，與風(fēng)電、光伏發(fā)電機(jī)組容量相匹配，支持充放電狀態(tài)的迅速切換，確保并網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定已成為可再生能源充分利用和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。
五、可再生能源進(jìn)入電網(wǎng)對電力市場交易運(yùn)營提出挑戰(zhàn)。
如果北極和赤道作為能源基地與各國電網(wǎng)相連，那么電的供需形勢將隨著各國的資源、時(shí)差、生產(chǎn)和生活狀況隨時(shí)變化，因此其價(jià)格多變也成為必然。這種情況下，電的24小時(shí)變化價(jià)格的商品特性也許會(huì)讓電這一未來最重要的能源形式成為人們財(cái)富交換和資源交易的中介。在各國電網(wǎng)廣泛互聯(lián)狀態(tài)下也許會(huì)催生更多的電力交易互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，而這一體系的設(shè)計(jì)也是各國政治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要著力點(diǎn)。
在肖世杰看來，從能源革命的視角看來，發(fā)達(dá)國家目前多處于后工業(yè)化社會(huì)，能源需求基本趨于飽和，甚至出現(xiàn)緩慢下降的趨勢，在能源需求增長緩慢的情況下，利用新能源和天然氣取代原有的煤炭消費(fèi)，其能源結(jié)構(gòu)就可以加以改善，實(shí)現(xiàn)清潔化；而以我國為代表的發(fā)展中國家都處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，能源需求依然大幅增加，推進(jìn)能源變革更為迫切，任務(wù)也更為艱巨。因此，我們更需要立足國情，緊跟國際能源技術(shù)革命新趨勢，以綠色低碳為方向，分類推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新，并同其他領(lǐng)域高新技術(shù)緊密結(jié)合，把能源技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培育成帶動(dòng)我國產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新增長點(diǎn)。