能源專家：如何將智能電網(wǎng)價(jià)值最大化

歷史學(xué)家柯林伍德說(shuō)：“一切歷史都是思想史”;另外一個(gè)學(xué)派的歷史學(xué)家克羅齊則強(qiáng)調(diào)：“一切歷史都是當(dāng)代史。”集合這兩個(gè)學(xué)派的觀點(diǎn)，也就是說(shuō)任何歷史研究都離不開(kāi)兩項(xiàng)主題：思想性和現(xiàn)實(shí)性。這對(duì)于研究智能電網(wǎng)發(fā)展的歷史而言，找尋它的思想進(jìn)化的架構(gòu)和實(shí)踐的變遷線路也是至關(guān)重要的。

從2009年以來(lái)的能源體系智能化的發(fā)展簡(jiǎn)史來(lái)看，它的架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了不斷升級(jí)。第一個(gè)架構(gòu)是2009年推動(dòng)的以電力網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)階段，2011年10月國(guó)際電工委員墨爾本會(huì)議中議定將這個(gè)層級(jí)水平的結(jié)構(gòu)確定為一個(gè)階段，或者說(shuō)是1.0版本；第二個(gè)架構(gòu)就是2009年以來(lái)有效推進(jìn)的智能能源網(wǎng)變革階段，墨爾本會(huì)議也確定了以多種能源網(wǎng)絡(luò)智能化為基礎(chǔ)的體系作為新的創(chuàng)新高度，或者說(shuō)是2.0架構(gòu)；第三個(gè)架構(gòu)主要是指2011年5月我提出的超級(jí)智能網(wǎng)架構(gòu)階段，英文是Inter grid,這應(yīng)該是3.0版本。在這個(gè)階段，能源網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)整體融合，從用能終端到能源網(wǎng)絡(luò)將發(fā)生高級(jí)變遷，能源產(chǎn)業(yè)將成為全球增長(zhǎng)的核心源泉之一，對(duì)此，我們也可以稱謂為第三互聯(lián)網(wǎng)。

目前來(lái)看，高端的智慧就是要將智能電網(wǎng)、智能能源網(wǎng)和超級(jí)智能網(wǎng)整合為一個(gè)復(fù)雜性的生態(tài)系統(tǒng)，分級(jí)發(fā)展，相得益彰，較高層級(jí)對(duì)低一級(jí)結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)兼容性和優(yōu)越性，如同word2010、word2007、word2003三個(gè)版本可以集合并存，但是，高一級(jí)版本對(duì)低級(jí)版本則采用了不斷兼容、蛙跳升級(jí)的技術(shù)路線。這個(gè)新的業(yè)態(tài)體系將逐步推動(dòng)世界能源結(jié)構(gòu)演變?yōu)橐粋€(gè)生命系統(tǒng)，其方向如下：第一它將實(shí)現(xiàn)匹敵生產(chǎn)側(cè)甚至超過(guò)生產(chǎn)側(cè)規(guī)模的需方、產(chǎn)需方（產(chǎn)消者）的主力資源和管理革命；第二它將推動(dòng)能源體系轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)系統(tǒng)，我們必須以可持續(xù)的增長(zhǎng)手段組織全球的能量系統(tǒng)；第三它將形成新的世界技術(shù)革命的制高點(diǎn)，催生跨產(chǎn)業(yè)的智能工業(yè)基因的誕生，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)泛化的互操作性。也正是基于此，smart electrical grid,即智能電網(wǎng)的價(jià)值才會(huì)真正最大化。

為此，本文集中討論2009年以來(lái)能源體系智能化的變遷線路和歷史制高點(diǎn)，這個(gè)高點(diǎn)也將是定義我們這個(gè)時(shí)代文明爆發(fā)的能力和性質(zhì)

1. 能級(jí)智能變遷的創(chuàng)新基礎(chǔ)：關(guān)于智能電網(wǎng)

2009年1月20日，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職時(shí)宣布了推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃，這使得智能電網(wǎng)從電力行業(yè)的變革演化為社會(huì)變遷、思想能力競(jìng)賽和產(chǎn)業(yè)革命的集合體，電動(dòng)車、儲(chǔ)能、智能終端、人工光合作用制造能源等各種新的技術(shù)集群獲得正統(tǒng)創(chuàng)新地位；各種新的環(huán)保經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策、社會(huì)增長(zhǎng)需求、生產(chǎn)者和消費(fèi)者互動(dòng)的歷史變革都聚焦在電力行業(yè)這個(gè)狹窄的甬道上，智能電網(wǎng)正在成為承載和包容世界期冀最多的前沿產(chǎn)業(yè)。在此期間，國(guó)際學(xué)術(shù)界一直嘗試如何界定能源體系智能化在科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)生活的真實(shí)位置，以開(kāi)發(fā)一個(gè)智能化能源體系大爆炸、大增長(zhǎng)的創(chuàng)新時(shí)代。

2009年5月15日，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)主持召開(kāi)了具有廣泛代表性的第一次中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略發(fā)展研討會(huì)，國(guó)家能源局綜合司、國(guó)家電監(jiān)會(huì)研究室、國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、五大發(fā)電集團(tuán)（編注：中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司、中國(guó)電力投資集團(tuán)公司）、電力工程顧問(wèn)公司、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心、清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)均有代表出席了會(huì)議并發(fā)言，會(huì)議由中電聯(lián)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)主持會(huì)議，筆者應(yīng)邀發(fā)表了三萬(wàn)多字的中國(guó)智能互動(dòng)電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告并做了主題演講，這個(gè)報(bào)告提出智能互動(dòng)電網(wǎng)的基本定義、體系架構(gòu)原則、流程要素、發(fā)展戰(zhàn)略和制高點(diǎn)。在智能電網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)，這個(gè)時(shí)期中外基本上擁有共同的發(fā)展目標(biāo)，大體處于同一起跑線，中國(guó)積極參與了全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)思想的建造，其中，關(guān)于發(fā)展智能能源網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)分布式能源管理現(xiàn)代化，上述報(bào)告都有明確論要。時(shí)值今日，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為一個(gè)流行的社會(huì)文明概念，與這些曾經(jīng)的中國(guó)電力行業(yè)蘊(yùn)蓄的變革激情不可分離！它也說(shuō)明智能電網(wǎng)需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)界手拉手前進(jìn)。

借此，我們可以再次表達(dá)一下對(duì)智能電網(wǎng)歷史使命的理解：第一，它要求全球范圍內(nèi)電力管理放松管制，包容創(chuàng)新型增長(zhǎng)，電力體系將從傳統(tǒng)的業(yè)態(tài)情景轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜化的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)；第二，它將推動(dòng)電力產(chǎn)業(yè)從各國(guó)工業(yè)化、城市化、消費(fèi)社會(huì)發(fā)展的主力軍轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓌?dòng)社會(huì)增長(zhǎng)的前沿市場(chǎng)和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級(jí)的試驗(yàn)床，對(duì)中國(guó)而言，還需要建立與中央和地方關(guān)系改革模式對(duì)稱的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新業(yè)態(tài)；第三，它需要構(gòu)建一個(gè)保障需方（企業(yè)用戶、居民用戶）平等參與、甚至是以需方為主、產(chǎn)方和需方智能互動(dòng)的新型產(chǎn)業(yè)體系，這個(gè)體系類似今天的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊的社會(huì)定位；第四，它是互操作性的產(chǎn)業(yè)融合變革，能量網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和其他新型產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)更加高端的智能配置和提高人類的智慧能力；第五，它將創(chuàng)造多螺旋生態(tài)化的新型能源管理變遷；第六，它將推動(dòng)傳統(tǒng)能源標(biāo)準(zhǔn)和流程體系的顛覆和新體系的再生，為世界展現(xiàn)公平機(jī)遇。

我想在未來(lái)一二十年內(nèi)，智能電網(wǎng)將成為與歷史上互聯(lián)網(wǎng)同等重要的文明變遷，電力行業(yè)也將從基礎(chǔ)設(shè)施管理和能源公用事業(yè)的服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，中國(guó)電力系統(tǒng)智能化發(fā)展應(yīng)該是選擇復(fù)雜組織、智能融合、生態(tài)進(jìn)化、放松產(chǎn)業(yè)限制、國(guó)際通行的道路。

與此同時(shí)，自2009年2月份開(kāi)始，國(guó)際機(jī)構(gòu)、美國(guó)和歐洲國(guó)家業(yè)界力量也開(kāi)始了從智能電網(wǎng)的流程和標(biāo)準(zhǔn)方面開(kāi)始建造智能電網(wǎng)的體系，著名的體系設(shè)計(jì)戰(zhàn)略行動(dòng)包括：NIST美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)、EPRI美國(guó)電力科學(xué)院等提出的智能電網(wǎng)戰(zhàn)略發(fā)展路線圖和重要標(biāo)準(zhǔn)；IEEE美國(guó)電力電氣工程師協(xié)會(huì)提出的P2030標(biāo)準(zhǔn)；GridWise國(guó)際智能電網(wǎng)聯(lián)盟的架構(gòu)設(shè)計(jì)；SGIP智能電網(wǎng)互操作委員會(huì)推進(jìn)的互操作性架構(gòu)設(shè)計(jì)以及德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)和德國(guó)電力電氣工程師協(xié)會(huì)DKE制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等等。與此同時(shí)，IEC的SG3團(tuán)隊(duì)，即：國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略工作組，以及IEC的研究集合，例如TC8、TC57、TC64、TC65、TC82、TC88也從能源自動(dòng)化、低壓安裝、太陽(yáng)能、風(fēng)能等不同方面推進(jìn)了智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。這些標(biāo)準(zhǔn)和流程研究，具有普遍性，我們應(yīng)該積極吸取其精華。中國(guó)要成為能源強(qiáng)國(guó)，不是要在智能電網(wǎng)的一個(gè)項(xiàng)目、甚至行業(yè)個(gè)別創(chuàng)新方面獲得領(lǐng)先地位，而是要在架構(gòu)、流程、標(biāo)準(zhǔn)方面建構(gòu)國(guó)際通用的語(yǔ)義、語(yǔ)法和通用的體系，這對(duì)智能電網(wǎng)的制造業(yè)而言，尤為重要。而且，中國(guó)發(fā)展智能電網(wǎng)不能只強(qiáng)調(diào)特殊性，更要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)互操作性和社會(huì)普遍性，中國(guó)電力市場(chǎng)是堂堂正正的產(chǎn)業(yè)，應(yīng)與全世界共同創(chuàng)新。

2010年6月國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略工作組，即IEC SG3提出了智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的路線圖報(bào)告，這個(gè)報(bào)告提出了智能電網(wǎng)發(fā)展的方向是要解決電力流動(dòng)會(huì)從單一方向（從集中式發(fā)電通過(guò)輸電網(wǎng)及配電網(wǎng)到用戶）變成雙向流通，而且，電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式將從分層式由上而下的方式轉(zhuǎn)化為分散式控制。同時(shí)，這個(gè)報(bào)告也界定了推動(dòng)智能電網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展的六項(xiàng)推動(dòng)力，即：更大體量的能源需求；可再生能源使用的不斷增長(zhǎng)；經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)性增長(zhǎng)；有競(jìng)爭(zhēng)力的能源價(jià)格；能源供應(yīng)的安全性；陳舊的基礎(chǔ)設(shè)備的更新和勞動(dòng)力水平的提高。據(jù)此，2009年IEC SG3智能電網(wǎng)報(bào)告提出了五個(gè)核心框架和四個(gè)前沿架構(gòu)組成的體系，以及十二項(xiàng)具體應(yīng)用。其中，五個(gè)核心框架包括：

IEC/TR62357-電力自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)框架和SOA服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)

IEC61850-變電站自動(dòng)化等

IEC61970-能量管理體系-CIM（通用信息模型）和GID（通用接口定義）的定義

IEC61968-配電管理系統(tǒng)-CIM（通用信息模型）和CIS（組建接口標(biāo)準(zhǔn)）的定義

IEC62351-安全性

這四個(gè)前沿框架包括：

先進(jìn)的測(cè)量基礎(chǔ)設(shè)施（例如，IEC62051-62059,

分布式能源（例如，IEC61850-7-410,

電動(dòng)車（EV例如，

非傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化主題的領(lǐng)域，如市場(chǎng)和服務(wù)體系等。

上述報(bào)告還特別強(qiáng)調(diào)了智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的目的是要推動(dòng)電網(wǎng)從一個(gè)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變成為一個(gè)柔性、操作更加積極靈活、有生命力的復(fù)雜系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)希冀，我認(rèn)為至少需要具有互操作性、流程多維性和組元生態(tài)性三個(gè)條件。顯然，以電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能體系就具有天然的缺陷，從組元要素而言，它強(qiáng)調(diào)了單個(gè)行業(yè)的同類能量交換，而忽視了多個(gè)行業(yè)的類間交換；從結(jié)構(gòu)而言，它強(qiáng)調(diào)了組織的復(fù)雜性，而忽視了多種能源網(wǎng)絡(luò)和用能終端的分級(jí)整合；從功能而言，它強(qiáng)調(diào)了規(guī)則一致性，而忽視了不同能源網(wǎng)絡(luò)操作的生態(tài)型。

這里，如果我們將智能電網(wǎng)的水平定格為恒星，向下的從屬體系包括行星，而向上的層級(jí)包括星系、星云等結(jié)構(gòu)；如果我們將智能電網(wǎng)定格為細(xì)胞組織，向下的從屬體系包括分子，而向上的層級(jí)包括有機(jī)體、群體等結(jié)構(gòu)。這里造就了一個(gè)智能電網(wǎng)發(fā)展的十字路口，它可以選擇向下的層級(jí)發(fā)展，例如：國(guó)家電網(wǎng)提出了智能電網(wǎng)的特殊業(yè)態(tài)類型：堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，也可以選擇向更高的層級(jí)發(fā)展，這就是從整個(gè)能源系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)和社會(huì)系統(tǒng)角度發(fā)展智能能源網(wǎng)、超級(jí)智能網(wǎng)。百川歸大海、九九可歸一，無(wú)論智能電網(wǎng)向上和向下的層級(jí)發(fā)展，它們的基因都是相通的，體系內(nèi)部具有天然的兼容性和整合條件，堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)和發(fā)展智能能源網(wǎng)之間也是相互貫通的。2012年3月28日上海市電力公司與上海市城市建設(shè)投資開(kāi)發(fā)總公司在上海浦東簽署了《保障城市運(yùn)營(yíng)安全、共建協(xié)作聯(lián)動(dòng)機(jī)制戰(zhàn)略合作協(xié)議》，確立了上海將實(shí)現(xiàn)居民水表、電表聯(lián)合抄收，城市高速公路建設(shè)將與高壓輸配電網(wǎng)建設(shè)形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制，而且，上海廣電系統(tǒng)介入這個(gè)體系會(huì)使之更加優(yōu)化有為。但是，從能源變革的大局看，后者正在成為國(guó)際創(chuàng)新的制高點(diǎn)。作為世界能源消費(fèi)的主要國(guó)家，中國(guó)不可能逃避這個(gè)高點(diǎn)，挑戰(zhàn)和擁有這個(gè)高點(diǎn)是中國(guó)產(chǎn)業(yè)智慧能力的證明。

2. 能級(jí)智能變遷的高端階梯：關(guān)于智能能源網(wǎng)

就某種意義而言，能源體系的架構(gòu)包括流程和標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)部分，流程反應(yīng)了能源架構(gòu)的本體性，標(biāo)準(zhǔn)反映了能源架構(gòu)的認(rèn)識(shí)，然而，這些將不同能源設(shè)施組件聯(lián)系起來(lái)的模型、協(xié)議和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)既有創(chuàng)新，也有妥協(xié)。在流程設(shè)計(jì)上，美國(guó)NIST和IEC提出了的智能電網(wǎng)流程的七要素，即：生產(chǎn)、輸送、分配、市場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)、用戶。國(guó)家電網(wǎng)先期也提出了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個(gè)智能電網(wǎng)環(huán)節(jié)的觀點(diǎn)，理論上解釋國(guó)網(wǎng)公司應(yīng)該選擇了智能電網(wǎng)流程重組的漸進(jìn)化路線，它的成績(jī)是第一位的，但是，在流程創(chuàng)新的升級(jí)版中應(yīng)重點(diǎn)突出市場(chǎng)和用戶的創(chuàng)新地位。目前，煥發(fā)需方的力量和第三方能源管理正在成為世界智能電網(wǎng)的前沿主題，中國(guó)應(yīng)該成為建構(gòu)世界電工流程主流架構(gòu)的國(guó)家，而且，國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)公司都具備這個(gè)能力。2009年我們提出了智能能源網(wǎng)流程的十要素，與美國(guó)NIST的七要素模型相比我們?cè)黾恿巳齻€(gè)要素，即：不同能量網(wǎng)架間的優(yōu)化互動(dòng)、遠(yuǎn)期能源價(jià)格管理和監(jiān)管、碳權(quán)利的管理。這兩個(gè)流程的體系區(qū)別就是維度不同，我們主張?jiān)诟叨梭w系的分層中實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)智能化，否則，智能電網(wǎng)的價(jià)值是難以最大化的?，F(xiàn)實(shí)中，七巧板屬于二維演化，而積木屬于三維變換，它們的維度不一樣，演化體系也不一樣，三維模型可以為我們提供更多的機(jī)遇，同樣，推進(jìn)能源體系全面智能化也能夠?yàn)槲覀儙?lái)更大的舞臺(tái)。

2010年8月5日，國(guó)際電工委員會(huì)智能電網(wǎng)工作委員會(huì)德國(guó)專家組召集人、國(guó)際電工委員會(huì)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主起草人Guenther認(rèn)為，“武建東教授確立了（智能能源網(wǎng)學(xué)說(shuō)）十個(gè)要素流程模型和優(yōu)先發(fā)展的八個(gè)重要領(lǐng)域，這些都是非常精彩和有遠(yuǎn)見(jiàn)的提議。”借此，我簡(jiǎn)單介紹一下根特先生，2009年4月29-30日在法國(guó)巴黎召開(kāi)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)智能電網(wǎng)工作組的第1次工作會(huì)議之際，Eckardt Guenther即向SG3提交了“IEC Standardization Smart Grid”報(bào)告，這個(gè)報(bào)告以后成為IEC SG3智能電網(wǎng)報(bào)告的主要框架。嗣后，在2009年11月28-29日在美國(guó)丹佛召開(kāi)的SG3工作組第2次會(huì)議中進(jìn)行了全面完善。2009年他將提交IEC SG3的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告轉(zhuǎn)給了我們參考，希望中國(guó)積極參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計(jì)，這個(gè)報(bào)告以后我也轉(zhuǎn)交給了多個(gè)國(guó)家和地方政府機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)架構(gòu)時(shí)借鑒和參考。

2010年9月15日，筆者應(yīng)邀在德國(guó)電力電氣工程師協(xié)會(huì)DKE發(fā)表智能能源網(wǎng)架構(gòu)演說(shuō)，雙方取得了以推動(dòng)多種能源網(wǎng)智能化架構(gòu)的共識(shí)。在9月16日晚上與Guenther等先生討論中，雙方都認(rèn)為加強(qiáng)智能能源網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)刻不容緩，這也是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，德方邀請(qǐng)我們共同向國(guó)際電工委員會(huì)提出設(shè)立這個(gè)項(xiàng)目專門委員會(huì)的提議，限于體制和程序，我們難以做出快捷國(guó)際行動(dòng)。同年10月13日DKE向IEC提出設(shè)立智能能源架構(gòu)專業(yè)委員會(huì)動(dòng)議，這也是第一個(gè)向IEC提出的有關(guān)建議案，這里應(yīng)該有中德專家合作之力。就中國(guó)參加能源系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的討論和設(shè)計(jì)工作，我曾向中國(guó)工程院杜祥琬副院長(zhǎng)匯報(bào)提起，這位令人尊敬的能源學(xué)部院士也力主在我們國(guó)家實(shí)力不斷增強(qiáng)的情況下，應(yīng)該積極參與能源體系智能化的創(chuàng)新研究和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。2010年9月21日我出席2010全球智能電網(wǎng)論壇，再次推廣智能能源架構(gòu)觀點(diǎn)，獲得國(guó)際智能電網(wǎng)聯(lián)盟圭特·巴特爾主席及與會(huì)者的廣泛支持，巴特爾主席也為推動(dòng)這個(gè)架構(gòu)發(fā)揮了積極的國(guó)際影響力。2011年10月在國(guó)際電工委員墨爾本會(huì)議上最終確立了以發(fā)展多種能源網(wǎng)智能化為基礎(chǔ)的新的攻關(guān)主題，它標(biāo)志著世界電工史上進(jìn)入了能源系統(tǒng)全面智能化階段。

我們提出的智能能源網(wǎng)的學(xué)說(shuō)包括四大系統(tǒng)、五個(gè)技術(shù)通道、八個(gè)子網(wǎng)絡(luò)、十要素流程模型等。從廣義而言，智能能源是指將現(xiàn)實(shí)資源轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、更智能配置、更加清潔和更加安全的體系結(jié)構(gòu)、互動(dòng)能力和運(yùn)營(yíng)模式。從狹義而言，智能能源網(wǎng)建設(shè)包括智能油氣網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能水務(wù)網(wǎng)、智能熱力網(wǎng)、智能建筑、智能交通、智能工業(yè)管理和智能交互架構(gòu)管理八大行業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以上八個(gè)網(wǎng)絡(luò)和終端系統(tǒng)的互動(dòng)又將產(chǎn)生巨大的能源效益。智能能源網(wǎng)將推動(dòng)所有能源設(shè)施從孤立設(shè)施、專業(yè)系統(tǒng)、行業(yè)網(wǎng)絡(luò)整合為網(wǎng)絡(luò)化能源生態(tài)集群，形成人、機(jī)、網(wǎng)、市場(chǎng)四位一體的格局，全球能源結(jié)構(gòu)將實(shí)現(xiàn)前所未有的巨大轉(zhuǎn)型的機(jī)遇。

在中國(guó)業(yè)界積極開(kāi)展智能能源網(wǎng)和智能電網(wǎng)兩種架構(gòu)研究之際，2009年11月國(guó)家能源局發(fā)展規(guī)劃司將智能能源網(wǎng)列入國(guó)家“十二五”能源規(guī)劃研究，中國(guó)成為了世界上第一個(gè)將此列為國(guó)家規(guī)劃的國(guó)家。我擔(dān)任這個(gè)課題組長(zhǎng)，在本課題總顧問(wèn)、全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任鄭新立教授直接領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)方面積極反映情況，推動(dòng)了中共十七屆五中全會(huì)通過(guò)的《關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的建議》第二十條確定了“推進(jìn)大中小城市交通、通信、供電、供排水等基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展”的改革目標(biāo)，這實(shí)際上第一次確立了中國(guó)能源體系智能化的總體方向和基本坐標(biāo)。新立主任為這項(xiàng)課題從大綱編制、審核、推廣、提案、試點(diǎn)等各方面都傾注了心血，對(duì)于這項(xiàng)研究，中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心及領(lǐng)導(dǎo)也給予了非常大的支持。

值得注意的是，在2011年IEC墨爾本會(huì)議上，IEC SG3主席Richard Schomberg也表示，智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)該涵括人類生活所涉及的各種能源，包括，分享并綜合利用來(lái)自不同能源基礎(chǔ)設(shè)施的信息資源；促成不同基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)同效應(yīng)。筆者將主要報(bào)告都轉(zhuǎn)給Richard主席參考，他對(duì)我們的研究一直給予積極支持和贊譽(yù)。

實(shí)際上，智能能源網(wǎng)已經(jīng)成為中國(guó)以更加智慧措施解決能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的思大出路。例如：在常州市委范燕青書(shū)記和中國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革研究會(huì)宋曉梧會(huì)長(zhǎng)、陳鴻昌支持下，我們與常州市編制了《常州智能能源網(wǎng)發(fā)展模式和實(shí)施方案》，明確提出：“常州市政府制定了第一個(gè)以發(fā)展智能能源網(wǎng)為主發(fā)展的清潔能源建設(shè)時(shí)間表和路線圖。即：至2015年，通過(guò)集成建設(shè)智能能源網(wǎng)，提高全市能源利用效率20%以上，累計(jì)節(jié)能合計(jì)1924萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；實(shí)現(xiàn)全市能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，清潔能源利用占比達(dá)36.65%.”常州市“初步確立以城市為中心的能源網(wǎng)絡(luò)的一體化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的實(shí)踐模式，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)能源管理到智能能源管理的整體轉(zhuǎn)型；增強(qiáng)城市可持續(xù)發(fā)展能力”.“十二五”期間，常州將以占全國(guó)1%的GDP,實(shí)現(xiàn)占全國(guó)節(jié)能總量2.8%的節(jié)能新突破。受中國(guó)科學(xué)院白春禮院長(zhǎng)委托，陰和俊副院長(zhǎng)在聽(tīng)取我們與常州市政府領(lǐng)導(dǎo)工作匯報(bào)時(shí)，對(duì)這項(xiàng)研究結(jié)果表示振奮和支持

根據(jù)中國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的規(guī)模和速度，筆者預(yù)計(jì)，到2015年，中國(guó)一次能源消費(fèi)總量需要45億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右；2020年，中國(guó)一次能源消費(fèi)總量需要56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，這個(gè)總量已經(jīng)超出了中國(guó)對(duì)國(guó)際社會(huì)污染減排承諾的底線，迫切需要中國(guó)節(jié)能戰(zhàn)略從分散化、項(xiàng)目型、強(qiáng)制性、孤島性的發(fā)展模式轉(zhuǎn)型為體系性、網(wǎng)絡(luò)化、積極性、互動(dòng)型的創(chuàng)新戰(zhàn)略，這種新型的能源組織模式的理想架構(gòu)就是全面建設(shè)智能能源網(wǎng)。倘若中國(guó)以常州智能能源改革方案為基點(diǎn)參考水平，全面推進(jìn)智能能源網(wǎng)建設(shè)，2015年中國(guó)大約可節(jié)省4億噸以上總量的標(biāo)準(zhǔn)煤；到2020年，大約可節(jié)省7億噸左右標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，發(fā)展智能能源建設(shè)是建立面向21世紀(jì)領(lǐng)先的能源體系和新型能源管理組織的戰(zhàn)略通道，它的歷史作用就是逆轉(zhuǎn)中國(guó)現(xiàn)有的城市化、工業(yè)化高耗能、高污染、續(xù)后治理的進(jìn)程，掌握到中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略技巧和智慧能力，有效推動(dòng)中國(guó)在處于城鎮(zhèn)化和居民消費(fèi)上升階段，而能以較低的能源消費(fèi)增長(zhǎng)支持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的穩(wěn)步發(fā)展。

智能能源建設(shè)是世界上最有競(jìng)爭(zhēng)力的經(jīng)濟(jì)，沒(méi)有這種增長(zhǎng)，就不能說(shuō)中國(guó)成為了一個(gè)有世界歷史主導(dǎo)能力的大國(guó) 

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3. 能級(jí)智能變遷的制高點(diǎn)：關(guān)于超級(jí)智能網(wǎng)，或者第三互聯(lián)網(wǎng)

從智能電網(wǎng)到智能能源網(wǎng)，既需要我們通過(guò)分層結(jié)構(gòu)把握能源系統(tǒng)的制高點(diǎn)，也需要通過(guò)分工界定能源網(wǎng)絡(luò)的融合潛力。據(jù)此，我們可以發(fā)現(xiàn)世界上大凡有生產(chǎn)活動(dòng)和人類生活的地方，一般存在著能源和通訊兩項(xiàng)基本設(shè)施和服務(wù)，人類也建造了兩個(gè)通行的生存支持體系，即：通信網(wǎng)和能源系統(tǒng)。關(guān)于通信網(wǎng)：人類已經(jīng)建造的通訊網(wǎng)絡(luò)包括電話網(wǎng)絡(luò)、電報(bào)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、電腦互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)，甚至可以延伸到太空互聯(lián)網(wǎng)。它的主要代表和最高成就是互聯(lián)網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)基本上是一個(gè)虛擬網(wǎng)，主要實(shí)現(xiàn)的是信息服務(wù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)我們實(shí)現(xiàn)了從RFID標(biāo)簽到衛(wèi)星系統(tǒng)的服務(wù)整合。關(guān)于能源網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)人類和其他生物的需求，世界上自然生成并人工建造了工業(yè)化能量流動(dòng)復(fù)合系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)維持自然運(yùn)轉(zhuǎn)、社會(huì)生存和它們的良性互動(dòng)。它包括孤島性、分散化、專業(yè)化的不同能源設(shè)施。主要代表就是電力網(wǎng)、油氣網(wǎng)、水務(wù)網(wǎng)和建筑、交通、工業(yè)設(shè)施、民用生活的各種用能終端。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)基本上是一個(gè)實(shí)體網(wǎng)，主要實(shí)現(xiàn)人、機(jī)械和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)，它的模型優(yōu)化需求和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)貫通的復(fù)雜度超過(guò)我們已知的任何通信網(wǎng)，這個(gè)高難度還不包括70億以上的世界人口與全球40億千瓦電力裝機(jī)容量的復(fù)雜互動(dòng)。

就二者比較而言，有能源設(shè)施的地方不一定設(shè)立了通訊系統(tǒng)，但是，有通訊網(wǎng)絡(luò)的地方一定可以建造能源設(shè)施，能源網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)較互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模更大的體系；能源網(wǎng)是較互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平更高的實(shí)體服務(wù)系統(tǒng)。現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的通用性和互操作性都存在著天然缺陷，這個(gè)缺陷決定了以IPv4為主的互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)跛腳的網(wǎng)絡(luò)，據(jù)其規(guī)制，無(wú)法高效支撐兼容包括能源網(wǎng)在內(nèi)的實(shí)體性多網(wǎng)融合；無(wú)法建造與自然、人類社會(huì)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏡像，也意味著倘若要實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一，就必須實(shí)現(xiàn)從虛擬網(wǎng)到支撐實(shí)體網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)轉(zhuǎn)變，建造更大的產(chǎn)業(yè)舞臺(tái)。

為此，筆者提出世界可以組構(gòu)三個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（INTER NETWORK）：第一個(gè)是IPv4互聯(lián)網(wǎng)；第二個(gè)是IPv6互聯(lián)網(wǎng)；第三個(gè)應(yīng)該是超級(jí)智能網(wǎng)，我們也可以將第三個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱為第三互聯(lián)網(wǎng)。世界可以選擇一致性的語(yǔ)法（協(xié)議）、一致性的語(yǔ)義（模型）、一致性網(wǎng)絡(luò)、一致性的基元，例如：建基于IP地址等共同工業(yè)基因手段，解決這種建基于分組數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的通道，實(shí)現(xiàn)三者高端整合，實(shí)現(xiàn)所有子系統(tǒng)通信的集成和調(diào)和。這就需要我們推動(dòng)能源網(wǎng)從孤島性、專業(yè)性的低效運(yùn)轉(zhuǎn)中升級(jí)為生態(tài)集群性運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)設(shè)施的可觀察性、優(yōu)化控制性和高端互操作性，而且人類可以此為基礎(chǔ)，建造更加高端的超級(jí)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更加綜合性的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新。

建構(gòu)超級(jí)智能網(wǎng)，需要實(shí)現(xiàn)架構(gòu)創(chuàng)新，它至少包括十個(gè)方面，限于篇幅，擇要介紹。其一、它將構(gòu)造一個(gè)以需方為主、生產(chǎn)者和消費(fèi)者智能互動(dòng)、第三方參與的能源體系，實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的免費(fèi)、低費(fèi)的碼址資源的海量配置和服務(wù)模式，現(xiàn)有的用戶將自然成為超級(jí)智能網(wǎng)的基礎(chǔ)組元；其二、它建造符合國(guó)際能源網(wǎng)絡(luò)需求的域名管理機(jī)制，設(shè)立新的根服務(wù)服務(wù)器管理機(jī)制，我認(rèn)為可以先期市場(chǎng)化推動(dòng)設(shè)立城市、工廠等管理單元為主的能源根服務(wù)器運(yùn)行模式，這將使得根服務(wù)器管理成為超過(guò)云計(jì)算的新興產(chǎn)業(yè)，它們與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)之間具有互通機(jī)制。賽門鐵克就是根服務(wù)器管理的商業(yè)領(lǐng)先公司，它附屬的VeriSign公司目前就管理著世界13臺(tái)根服務(wù)器中的2臺(tái)（A與J），它們主責(zé)頂級(jí)域名中的。com和。net運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然，我也在與中國(guó)有關(guān)城市和工廠討論設(shè)計(jì)能源根服務(wù)器的具體實(shí)施方案。其三、借鑒互聯(lián)網(wǎng)底層協(xié)議的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，構(gòu)建第三互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先的底層協(xié)議，應(yīng)該將相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從七層簡(jiǎn)化為三層。其四、構(gòu)建超級(jí)智能網(wǎng)的操作系統(tǒng)，并在可能情況之下，提供免費(fèi)且可持續(xù)升級(jí)的操作系統(tǒng)，這意味所有能源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施組件都將逐步實(shí)現(xiàn)智能化，新型路由器、能源芯片等將廣有用武之地，目前的能源系統(tǒng)沒(méi)有公用的操作系統(tǒng)，這在世界上也是空白。其五、構(gòu)建新型的能源終端系統(tǒng)，房屋最終將發(fā)展成為電腦化產(chǎn)品，這幾乎是工業(yè)革命以來(lái)最大的建筑革命，其他用能終端也將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。以智能電表而論，我在2011年深圳高交會(huì)的論壇會(huì)上講過(guò)，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)TC57架構(gòu)目前智能電表設(shè)施組元包括：智能電子裝置、繼電器、電表、開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器。設(shè)計(jì)這些組元體系之時(shí)，沒(méi)有考慮到它與能源表計(jì)的軟件操作系統(tǒng)的兼容，這就意味著目前已裝的智能電表相當(dāng)一部分屬于試錯(cuò)型運(yùn)用，要考慮到淘汰或者升級(jí)成本。在超級(jí)智能網(wǎng)時(shí)代，客戶表計(jì)系統(tǒng)既應(yīng)該包括硬件，也應(yīng)該包括軟件。其六、建立復(fù)雜化、螺旋型能源網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新流程。

結(jié)論

實(shí)際上，能源網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)者和消費(fèi)者復(fù)雜化重組的新型智能網(wǎng)使綜合性的創(chuàng)新技術(shù)在能源領(lǐng)域全面投入應(yīng)用并由此推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命成為可能，而且這種新的能源體系的創(chuàng)新水平將決定全球產(chǎn)業(yè)革命的性質(zhì)和作用，把能源需求轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放性的社會(huì)增長(zhǎng)機(jī)遇；借電力產(chǎn)業(yè)之船從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)此岸跨越向創(chuàng)新的社會(huì)彼岸，這使得能源體系的智能變遷將深刻影響世界的生產(chǎn)方式、生活方式，而且將成為人類思想革命的前沿和環(huán)保經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心，這也是能源系統(tǒng)智能化革命的意義。

（作者為中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心智能能源網(wǎng)研究組組長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院科學(xué)時(shí)報(bào)社首席能源專家

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