习近平总书记2015年在联合国发展峰会上发表了题为《谋共同永续发展 做合作共赢伙伴》的重要讲话，倡议“构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”，随后，能源互联网上升为我国国家能源战略之一。我区作为能源大区，发展能源互联网不仅是落实国家能源战略的必然要求，而且对我区自身来讲，也可以推动能源网和信息网融合互动发展，突破可再生能源、分布式能源发展的技术瓶颈，实现对各类能源资源的高效利用、协调互补和优化配置，缓解能源供给过剩问题，推动能源产业转型升级。

能源互联网的概念、特点及发展情况

（一）能源互联网的概念及特点  能源互联网是以智能电网为基础，利用大数据与云计算技术，融合电力系统硬资产与软资产，支持传统发电机组、分布式能源友好接入、智能管理，建立信息平台和虚拟电厂，创新能源服务营销体系，实现绿色低碳、经济高效、开放对等的多种能源互补的能源网络。能源互联网具有以下特点：一是发电种类广泛，包括常规能源、新能源和大容量储能；二是能源来源分散，以可就地收集、存储和使用的微型能源网络为节点，构成能源互联网；三是不同能源互联，将电能、化学能、余热能、机械能等能量融合，在电力系统、交通系统、生活系统之间进行能量交换；四是网络共享开放，支持小容量可再生能源发电、智能家电、电动汽车等随时接入和切出；五是融入传统电网，升级传统电网的基础网络设施，将微型能源网络融入其中，形成能源共享互联网络；六是系统运行高效，精确估计电网运行状态，实时监控和管理负荷、发电端、储能装置，合理分配电网资源，提高单个资产利用效率；七是低碳节能环保，大量应用分布式可再生能源发电，构建智能型绿色电网。

图1  能源互联网的基本架构

（二）国内部分地区能源互联网发展情况  青海省建立了新能源超短期预测、并网实时柔性控制、自动发电优化控制、供电成分实时监视、可购电力裕度告警等系统，在此基础上与西北电网开展联合调度，实现了青海电网连续168小时全部清洁能源供电。河北省正在打造张家口全球能源互联网创新示范区，建设柔性变电站解决大规模清洁能源安全并网与送出问题，建设低碳综合配套智能电网，提高服务京津冀地区和冬奥会能力。四川省实施全球能源互联网“四川行动”计划，搭建能源互联网创新平台，吸引社会资源共同研发和技术攻关；建设覆盖主要负荷中心和清洁能源基地的坚强特高压交流骨干网架，打造水火互济、风光互补、购送灵活的资源配置平台。

二、能源互联网可有效解决我区能源产业发展中面临的现实问题

（一）缓解能源供给过剩  当前，我区能源总体过剩与结构性过剩并存。一方面，电力装机增速高于就地消纳和外送能力增速，现有电力富余装机规模达2300万千瓦；另一方面，新能源发电消纳能力不足，风电、光伏发电存在大量“窝电”现象。美国加州早在2009年就运用能源互联网技术建立了高效能源利用平台，将大批量可再生能源接入电网，通过能源信息的共享和联通，整合各种能源实现多能互补，提升能源利用效率，极大缓解了能源供给过剩。

（二）推动能源产业转型升级  发展能源互联网可在能源技术、生产、供应等环节进行“链式革命”，通过能源和信息交互平台对全区能源资源尤其是新能源进行高效利用、协调互补和优化配置，促进传统能源产业技术革新；通过先进储能技术大幅降低新能源发电成本，提高市场竞争力，逐步替代传统能源；通过推广电动汽车以及用能终端直供等技术拓展能源消费领域，逐步改变传统消费模式。

（三）深化电力市场化改革  我区电价市场化改革成效显著，但仍以政策性价格为主，电价不能准确反映供求关系和成本变化，导致电力市场缺乏有效竞争。目前，国内先进地区已迈入更能体现电力商品属性的现货交易阶段，浙江以每5分钟、山西以每60分钟时段的电量作为交易标的，正在规划建立电力现货交易市场。我区可通过构建智能电力配送平台和电力电子商务交易平台，整合互联网金融服务，进一步深化电力体制改革，探索建设电力现货交易市场，构建有效竞争的市场结构和市场体系，形成主要由市场决定能源价格的机制，转变政府对能源的监管方式，还原电力商品属性。

（四）促进能源产业与大数据产业融合发展  经过多年发展，我区能源产业和企业积累了大量数据，但这一数据“宝库”一直未能得到开发利用。建设能源互联网，就是要由能源主管部门牵头，建立贯穿能源产业链的信息网络和数据库，逐步实现上下游企业数据对接和共享共用；通过大数据企业与能源企业合作，推动能源大数据开发、应用、交易，为能源生产、传输、管理、消费等提供全方位数据服务；依托能源大数据建设辅助决策系统、智能控制系统、能量交互系统和能源交易平台，推动能源产业与大数据产业互促共进、融合发展。

三、我区发展能源互联网的基础和条件基本具备

关键技术得到应用。热电联产技术成熟，新能源和分布式能源生产技术广泛运用；许多企业正在探索应用各种先进储能技术；坚强电网已经形成，智能电网正在建设；能源大数据、能源网络虚拟化、能源交易平台等技术逐步应用。直接交易渐趋成熟。蒙西地区形成由发电、电网和用户三方协商形成电价的电力多边交易，并探索出协议成交、挂牌成交、风火打捆成交等多种交易形式；蒙东地区形成由发电、用电企业分别向交易平台报送电量和价格，按照市场约定规则形成电价的大用户直接交易。信息网络初具规模。大型数据中心服务器装机能力全国居首；电信、移动、联通等云计算基地落户呼和浩特，华为、中兴等云计算基地落户乌兰察布和鄂尔多斯；阿里巴巴、腾讯、百度、浪潮、京东等互联网公司相继入驻。试点示范已经启动。“蒙西高新技术工业园区‘互联网+’能源管理服务平台”已被列为国家试点，大路工业园区、棋盘井工业园区、包头铝业园区等都在自发建设能源互联岛、能源综合利用系统筹能源互联网的初级模式。

四、我区建设能源互联网的目标和重点领域

能源互联网是一种能源产业发展新形态，相关技术、模式均处于探索发展阶段。为促进能源互联网健康有序发展，我区应按照循序渐进、分步推进的原则，近期内（2017——2020年），加快推动技术比较成熟、市场需求较大的园区能源互联岛建设，通过微型、局域能源互联网把我区“电价洼地”优势升级为“能源洼地”；同时以电力现货交易为方向，建立能源互联网市场机制和市场体系；以电动汽车为切入点，构建能源互联网商业模式；以能源大数据为抓手，建立能源信息网络，实现能源市场开放竞争、信息互联共享。中远期（2020—2030年），以建设完善的能源互联网产业体系、市场体系、网络体系为重点，构建开放共享、全面覆盖的广域能源互联网，最终形成风光等清洁能源就地消纳，火电备用、输出，生物质能和地热利用作为补充的新型、绿色能源结构；构建起覆盖全区的智能电网、燃气网、冷热输送网等多网互补的能源网络，从根本上解决能源利用效率不高、能源供给过剩等问题，实现能源生产、输送、消费全面升级。近期应重点做好以下工作：

（一）以智慧能源网为载体，加快建设园区能源互联岛

园区能源互联岛是以工业园区为载体，以园区自备电厂为主能源动力岛，以风电、光伏、储能、地源热泵、生物质等可再生能源为补充，有条件的园区可同步建设供水厂及综合管廊，通过智慧能源互联网，将“电、汽、冷、热”等各种能源统一调配至用户，实现清洁能源的一站式供应、销售和服务。能源互联岛具有以下优势：一是可以最大限度提高能源综合利用率，降低企业用能成本。以神华富平综合能源示范项目为例，一次能源综合利用效率可达到55.81%，远高出目前火电厂38.7%的利用效率。二是可以最大限度减少污染物排放。据神华富平综合能源示范项目初步测算，二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳和烟尘排放量分别比传统模式减少58.2%、66.1%、25.7%和82.4%。三是有效节约园区入驻企业的初期投资，大大降低企业运营维护成本，提高土地利用效能。四是形成风光煤电互补局域网，最大限度消纳清洁能源。

我区化工、钢铁、电解铝、有色金属等工业园区对电、汽、冷、热等多种能源需求巨大，多数园区没有建设集中的能源供应站和统一的供能网络，虽然电价成本较低，但是汽、冷、热等其他能源建设和使用成本相对较高，重复建设严重，导致综合能源成本较高。解决这一问题，必须加快推动重化工园区改造建设能源互联岛，构建多能源体互补、能量梯级应用、协同优化供给的系统，向用能企业提供低成本、绿色化的能源产品组合，将我区单纯的“电价洼地”升级为综合性的“能源洼地”。

图2  园区能源互联岛架构图

（二）以现货交易为方向，构建能源互联网市场体系

目前，我区在电力直接交易市场建设方面已经走在全国前列。但是，随着接交易规模的扩大，弊端也逐步显现。一是发电企业和电力用户更多关注交易电量，忽视了发、用电功率匹配和负荷变化。随着交易规模的扩大，对电力安全运行的影响也越来越大。二是以政府定价为参照，发电企业单边降价，发、用电企业实际发用电曲线与交易不相关，交易结果“同价而不同质”，不能满足成本变化（主要是煤炭价格变化）引起的电价灵活变动的要求。为了解决电力直接交易存在的问题，山西、浙江、云南、四川等地开始逐步建立反映短期电力供需与发电成本的“电力现货”交易机制。

电力现货市场是指开展“日前”（提前一天进行的次日24小时的电能交易）及“日间”、最短5分钟为一个交易时段的电力交易，以及备用、调频等辅助服务交易，是以短时和即时电力交易为主的市场。现货交易将市场组织与电力系统的调度运行、资源统筹、安全管理紧密结合，具有以下优势：一是通过现货市场能使交易结果与电力系统运行的真实情况“吻合”，有利于保障电网的安全稳定运行。二是通过现货市场竞争形成的分时电价甚至实时电价信号，能准确反映不同时段真实的市场供需情况，反映电力商品的市场属性。三是现货市场可以通过实时电价信号引导发电企业主动调峰，有效促进可再生能源消纳，减少弃风、弃光。比如，现货市场会形成分时段电价，白天峰荷时段需求高，电价就高；深夜谷荷时段需求低，电价就低，自然产生了激励发电企业调峰的信号，而且通过给予发电机组启停调峰的合理补偿，可进一步激励其启停调峰，形成风火“双赢”的局面。此外，分时电价还可以引导高载能企业调整生产班次，在夜间低电价时段生产，就能消纳原来需要放弃的风电。四是现货市场所产生的价格信号是市场各方充分竞争所产生的，可以为资源优化配置、规划投资、中长期电力交易、电力金融市场提供有效的量化参考依据。

“无现货不市场”，电力现货市场能够准确发现价格，被国内外公认为是成熟电力市场的重要标志。按照国家发改委、能源局《关于推进电力市场建设的实施意见》要求，我区下一步电价市场化改革的方向应考虑逐步建立现货交易机制，通过中长期市场与现货交易的衔接与协调，完善电力市场体系，优化电力资源配置，保障电网安全运行，引导电厂主动调峰，加大清洁能源消纳，形成符合能源互联网发展方向的交易模式和市场机制。具体建议：一是放开发用电计划。按照国家发改委、能源局《关于有序放开发用电计划的实施意见》，我区可在蒙西地区基本放开除公益性、调节性以外的发用电计划，培育更多的市场交易主体。二是扩大交易种类。在内蒙古电力交易中心逐步开展日前电能量交易和日间实时电能量交易，中长期交易逐渐过渡到差价合同为主（差价合同是指当合同交割时的实时电价高于合同价格时，电厂需把差价补偿给用户；当合同交割时的实时电价低于合同价格时，用户需要把差价补偿给电厂）。三是完善市场模式。建立全电量集中竞价（全部电量参与市场化交易）、中长期交易差价合同等方式管理市场风险的电力批发市场模式。探索建立电力零售市场，允许中小用户选择零售商（售电公司），开展零售业务竞争。

（三）以电动汽车为切入点，构建能源互联网商业模式

电动汽车作为一种移动式、分布式的储能设施，与扁平化、分散式、合作化的能源交互网络连接在一起，既是“生产者”又是“消费者”，体现了能源互联网的关键特点，成为能源互联网发展的重要支柱。国家能源局《关于组织实施“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目的通知》中提出：“在可再生能源资源条件较好的城市、景区和高速公路，建设基于新能源发电的充、放、换电设施。试点移动式光储一体化充放电桩，试点电动汽车与充放换电设施集成旅游、餐饮、无线网络服务等功能，开展商业模式创新。”国家能源局首批55个能源互联网示范项目中，基于电动汽车的就有6个。目前，北京市已经建成首个太阳能光伏公共充电站，光伏发电直接销售给电动汽车，电价和服务费合计可达1.37元/千瓦时，这个价格使光伏发电可以不需要国家补贴就能实现盈利。

对于我区而言，以电动汽车为切入点建设全区能源互联网，可以解决以下问题：一是消纳过剩能源。电动汽车是电力市场的新生消费，电动汽车的大规模接入可为电网企业带来大量新增电力需求，消纳我区过剩能源。二是消纳清洁能源。风电、光伏等新能源调峰的需求基本处在电动汽车早高峰出行之前和晚高峰出行之后，二者在时间分布上存在天然互补性。电动汽车与新能源协同发展不仅可以帮助电动汽车实现全生命周期零排放，还可提升新能源并网规模，从而形成两者的良性互动。此外，电动汽车还可以通过光伏充电站、绿电直购等方式消纳新能源。三是催生新型业态。随着低碳交通概念的兴起，车辆租赁、车辆共享等新生商业模式不断涌现。尤其是电动汽车集成运营商的兴起，可有效整合终端用户、电力零售商、配电网等不同市场参与者，形成潜力巨大的新型业态。从长远来看，电动汽车在与电网交互过程中，既可以在电价低时充电起到电网低谷负荷的作用，又可以在电价高企时向电网送电，参与电网调峰。

我区发展基于电动汽车的能源互联网，应学习借鉴国家电网公司的经验做法，由内蒙古电力公司成立专门的电动汽车服务运营公司，在蒙西地区率先开展电动汽车销售、租赁、充电设施建设等集成运营业务。具体做法：一是加快布局充电设施。投资建设智能配电网，满足电动汽车充电站配套接入，推动光储一体化充电站“进政府、进园区、进高校、进企业、进景点、上高速”。二是加快普及电动汽车。推动内蒙古电力与比亚迪等国内外电动汽车企业开展销售、租赁、充电站运维等领域的战略合作。加快电动汽车在公交、环卫、物流、公务用车、执法用车等领域的应用普及。借鉴深圳、南京、西安、贵阳等地经验，加快推广电动出租汽车，逐步发展共享电动汽车。三是加快建设智能区域能量管理系统、电动汽车能源互联网数据云管理平台、综合运营管理平台。四是探索多元商业模式。逐步探索能源互联网综合展厅及智慧旅游服务模式，电动汽车分时租赁服务模式，充电站、餐饮、住宿一体化服务模式，光储协同服务电网调峰模式。

图3  基于电动汽车的能源互联网架构图

（四）以能源大数据为核心，启动全区能源信息网建设

我区能源信息网应以能源大数据为核心，由政府主管部门（经信委、能源局）、内蒙古电力公司、区内发电企业、用电客户四大主体和信息平台、虚拟电厂、决策体系三大信息系统构成。电力公司和发电企业的信息数据经过能源大数据分析，通过互联网形成信息平台和虚拟电厂。信息平台可以为用户提供电力生产和经营信息，供用户了解不同区域、不同时段的电量水平、发电能力、电力价格等供给侧信息；同时，用户将市场需求信息反馈至信息平台，实现信息共享。信息共享平台又将市场供需情况提供给政府主管部门，作为制定各项政策的参考，用以引导电力公司、发电集团和监管用电客户。虚拟电厂是将电厂的建设、生产、运营等情况进行网络实时模拟，并通过网络进行远程监控、操作、维护、维修；同时，虚拟电厂通过模拟生产出来的电量，可以经网络向用户提供，由用户通过网络进行预订、选购，必要时可以存储在虚拟电厂之中，当需要时在现实生产中提取。以大数据为核心的能源信息网，能够充分利用内蒙古电力公司和区内发电企业庞大的数据资源，挖掘现有设备的巨大潜力，大幅度提高能源企业的生产、管理效率，为能源企业创造新的价值，推动能源产业转型升级。

图4  我区能源信息网架构图

五、推动我区能源互联网发展的政策措施

（一）强化能源互联网顶层设计  一是明确发展方向和路径。目前，国内不少省市都出台了促进“互联网+”智慧能源（能源互联网）发展的相关文件，贵州省制定了《“互联网+”智慧能源专项行动计划》，河北省《关于推进“互联网+”行动的实施意见》和青海省《关于积极推进“互联网+”行动的实施意见》中都将“‘互联网+’智慧能源”列为发展重点。我区应按照国家发改委、能源局《关于推进“互联网+”智慧能源（能源互联网）发展的指导意见》（发改能源〔2016〕392号）要求，立足当前能源技术及互联网技术发展前沿，研究制定我区能源互联网发展的指导性文件，明确指导思想、基本原则、目标定位、重点任务及相关保障措施。二是加强与相关领域改革工作的协同对接。加强电力与油气体制改革、其他资源环境价格改革以及碳交易、用能权交易等市场机制改革与能源互联网发展的协同对接，破除互联互通、数据共享、交易机制等方面的政策壁垒。

（二）推进能源生产消费智能化、综合化  一是提升能源生产智能化水平。结合大数据产业发展，鼓励区内能源企业运用大数据技术对设备状态、电能负载等数据进行分析挖掘与预测，开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源生产效率和安全稳定运行水平。推动我区煤炭开采、加工、利用全链条智能化改造，实现化石能源绿色、清洁和高效生产；推动建设智能风电场、智能光伏电站等设施及基于互联网的智慧运行云平台，实现可再生能源的智能化生产。二是推进综合能源网络建设。支持内蒙古电力公司从传统电力传输、运营商转型成为综合能源网络管理运营服务商，建设以智能电网为基础，与热力管网、天然气管网、交通网络等多种类型网络互联互通，多种能源形态协同转化、集中式与分布式能源协调运行的综合能源网络。三是加快推进能源消费智能化。加强电力需求侧管理，普及智能化用能监测和诊断技术，加快工业企业能源管理中心建设，鼓励第三方企业依托智能电网发展能效管理等新型业务。积极鼓励发展基于分布式能源网络的用户端智能化用能、能源共享经济和能源自由交易，通过互联网技术的应用促进能源消费生态体系建设。

（三）推动能源互联网关键技术攻关  国家发改委、能源局发布的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030）》把能源互联网技术列为重点任务之一。我区也应立足能源产业发展现状和现有信息、控制等技术发展水平，围绕特高压、智能电网、清洁能源、储能、电网运行控制等领域，研究提出我区能源互联网关键技术清单，设立能源互联网技术创新重大专项，争取国家试验示范项目和专项资金、基金支持，围绕关键技术开展集中攻关，尽快突破制约我区能源互联网发展的重大技术瓶颈。以内蒙古电力公司为平台，加快建设我区能源互联网产业创新联盟；以内蒙古工业大学、内蒙古电力科学研究院、内蒙古电力工程技术研究院等高校院所为依托，尽快组建能源互联网研发共享平台。

（四）补齐储能、输变电控制等能源互联网短板  储能和输变电装置是能源互联网发展的关键。大连市采用自主研发的全钒液流电池储能技术，建设全球规模最大的电池储能调峰电站，比抽水蓄能、压缩空气等物理储能技术响应更快、限制更少。青海百能汇通公司自主研发的锌溴液流电池储能成本仅为0.4元/千瓦时，使用寿命可达20年，已经具备了大规模商业应用的可能。国网青海电力自主研发的新能源超短期预测、并网实时柔性控制等先进技术，为新能源大规模并网奠定了基础。近年来，我区新能源、分布式能源和微电网发展迅速，对储能、输变电控制等相关技术设备需求较大，应加快以市场换产业，引进国内外先进的储能、输变电控制企业和技术，做大做强相关产业规模，补齐能源互联网发展短板，带动全区能源产业转型升级。

（五）加快发展能源大数据服务应用  一是积极拓展能源数据采集范围。基于物联网技术，先行建设覆盖蒙西地区主要城市和主要能源终端的终端信息采集网络和通信网络，实时构建蒙西能源网络的计算模型，为构建蒙西能源互联网奠定基础。二是加快推进能源数据交易、共享。研究制定能源大数据衍生产品交易制度、能源大数据资产抵押融资、数据资产证券化等制度。发挥我区能源数据资源优势，打造国内领先的能源数据采集、定价和数据资产管理平台。出台激励政策，鼓励能源产业链各市场主体进行数据交换和交易，激发交易需求，促进数据流通，实现数据共享。三是打造能源大数据应用服务平台。建议自治区采用“政府引导+市场主导”的模式，以内蒙古电力公司为核心，联合蒙能集团等能源龙头企业、以全国智慧能源公共服务云平台为具体运营商，共同建设服务功能完善的内蒙古能源大数据应用平台。

（六）尽快开展能源互联网试点示范  如在霍林河等微网建设较为完善的地区开展智能微电网“互联网+”智慧能源示范试点；在包头稀土高新区、铝业园区开展化石能源的互联网化交易运营、基于互联网的第三方综合能源服务试点；在和林格尔新区开展城市综合智慧能源供应服务体系试点和绿色云计算中心智慧能源试点；在蒙东电价较高的地区开展分布式光伏、分布式储能、互动需求响应等商业模式创新试点；在蒙西风光等清洁能源消纳不足、存在“窝电”现象的地区开展绿色能源的多样化利用与互联网化交易试点。国家能源局首批55个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目中我区仅有蒙西园区一个项目入围，目前区内大路工业园区、棋盘井工业园区等都在开展类似项目，建议自治区能源局加大工作力度，争取更多项目上升为国家试点。

（七）主动融入国家能源互联网  建设国家能源互联网是推动我国能源革命的重要战略支撑。我区作为国家重要的能源基地，一方面要先行先试，加快省域能源互联网建设，为国家能源互联网建设提供经验、探索模式；另一方面还要积极主动融入国家能源互联网。一是要打造更加坚强智能的内蒙古电网。“十三五”期间，内蒙古电力公司应以构建骨干网架为关键，推广智能变电站、智能调度、智能巡检、智能电表、风光储输联合运行等智能电网技术在我区各级电网的应用，把内蒙古电网建成网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的一流电网，力争电网安全保障能力、资源配置能力、绿色发展能力达到国内先进水平。二是要加强平台、通道建设。一方面建设覆盖主要负荷中心和清洁能源基地的坚强骨干网架，打造水火互济、风光互补、购送灵活的资源配置大平台；另一方面加快发展跨区域联网特高压，建设更多清洁能源打捆外送通道，从根本上解决我区能源过剩问题。三是加强与国家电网的沟通合作。积极参与国网公司发起的全球能源互联网发展合作组织，与国内外电网企业加强沟通、交流。加强与国网全球能源互联网集团公司、国网全球能源互联网研究院的战略合作，积极参与国家能源互联网标准和关键技术的研发。加强蒙西地区能源互联网建设，为未来与国家电网实现网对网智慧传输奠定基础。

课题主持：文  风

课题成员：智  勇

孙宁（执笔）

潘磊（执笔）