耿亮1、白茹1、金鹏2、田传波1、吴艳1、孟宪楠1
(1.北京国电网络技术有限公司，北京100070;
2.辽宁省电力有限公司沉阳供电公司，辽宁省沉阳市110004)
摘要：近年来，能源问题频发，引起世界各国的广泛关注。第三次工业革命的理念应运而生。能源网络与互联网技术深度融合形成的新“能源互联网”已成为新时代发展的必然选择。本文以里夫金提出的第三次工业革命的内涵为基础，阐述了三次工业革命爆发的历史背景，探讨了三次工业革命期间经济结构的变化，并对三次工业革命的发展进行了深入分析。互联网经济对能源行业的影响。最后，基于对第三次工业革命经济格局和能源互联网内涵的深刻理解，从电力行业的角度提出了基于智能电网建设的能源互联网模型。
关键词：第三次工业革命；经济格局；智能电网；能源互联网；微能源网络
0 前言
当前经济社会发展所依赖的化石能源已逐渐进入枯竭期。能源、环境、气候变化挑战是世界必须共同解决的问题。这是一个长期、复杂的历史过程，各国都在密切关注。低碳发展和环境保护、清洁能源的开发利用，第三次工业革命打破了这一困境，开辟了社会经济可持续发展的道路。第三次工业革命的想法源于美国未来学家杰里米里夫金。是新时代信息、能源、生物、材料等行业的技术突破、融合发展和积累的前提下，以及它们在行业中的渗透和积累，从量变到质变，工业化方式广泛深入的变革逐步发生。
里夫金认为，第三次工业革命是以新通信技术与新能源系统融合为内涵、以能源互联网为本质特征的工业革命。能源互联网是互联网技术与可再生能源相结合构建的全新信息与能源融合。能源互联网的出现将颠覆现有经济体系，对经济、社会、观念等方面产生深刻影响，带来社会生产力和生产方式的革命性变革，成为新经济模式转型的有力支柱，并引发更大的经济增长点。
1三次工业革命的经济格局分析
工业革命，又称工业革命，一般是指由于科学技术的重大突破，国民经济产业结构发生重大变化，从而使经济、社会和经济面貌焕然一新的过程。其他方面。因此，工业革命的爆发往往源于能源利用形式的突破，并伴随着社会经济格局的变化，进而导致社会生产力的大幅提高。
第一次工业革命起源于18世纪中叶的英国。蒸汽机作为动力机械的广泛使用是第一次工业革命的象征。这一时期，铁路和蒸汽机得到广泛应用。作为非营利性行业，公用事业投入成本的增加是由原始生产力来承担的。以煤代柴的能源利用方式，极大地提高了社会生产力。能源利用方式的变化引领了产业发展方向。大规模工厂化生产逐渐取代分散式家庭生产，规模经济初步显现。这一时期的经济格局如图1所示。
第二次工业革命起源于20世纪70年代的美国。电力广泛应用于工业生产，极大地促进了经济发展，是第二次工业革命的主要标志。石油与电力技术的结合，以标准化、规模化、自动化、大批量、流水线生产方式为主导。因此，技术、劳动力、资本密集的大集团和企业控制了这一时期的主要生产力，具有显着的规模经济和市场集中度。学历比较高。电力、交通、通信等公用事业由政府主导向企业主导转变，由非营利性行业向营利性行业转变，实现了经济集中垄断的格局。公用事业的原始资本投入直接影响生产力的投入，即产出，并因利润率的提高而进一步提高生产力。同时，电力和机械的广泛应用和工业生产取代了原来的人类劳动力，解放了大量生产工人，让劳动力投入到其他行业并持续创造价值，创造了积极的外部效应。第二次工业革命的经济格局如图2所示。
目前对于第三次工业革命尚无统一看法。有人将第三次工业革命理解为信息技术与工业技术的高度融合，也有人将第三次工业革命描述为基于大数据时代的数据分析革命。里夫金认为，第三次工业革命应该是基于互联网经济的新能源技术革命。寻找互联网经济下能源产业的发展路径，是实现第三次工业革命的关键一步。互联网时代经济格局的主要特征是个性化、去中心化、数字化。扁平化、分散式的合作是生产方式，形成网状的模块化生产网络。以互联网公司为例。互联网公司的生产方式通常会投入大量成本来为用户提供免费的设施和服务。他们的劳动产生的价值通常来自于生产力提高所带来的积极的外部效应，而不是生产力的直接提高，比如获得大量的用户群。然后通过其他渠道扩大服务来赚取利润。
互联网企业的外部效应盈利主要来自于两大红利：一是知识共享节省了学习教育成本，使得以往费时费力的专业技能培训和学习可以通过互联网轻松完成；其次，虚拟市场实现了沟通和交易成本的节省。虚拟平台囊括了从上游制造到下游用户的产业链各个角色，形成了完整的虚拟产业生态系统。它建立了一个资源共享、交易成本接近于零的虚拟市场，大大减少了企业在实体市场运营所需的沟通和时间。交易成本。互联网时代的经济格局如图3所示。
尽管第三次工业革命的经济格局仍不得而知，但互联网经济时代的浪潮已经极大地冲击了传统经济形态。传统产业的市场进入壁垒下降，个体企业的规模经济逐渐弱化，分散合作的生产网络产生的外部经济效应受到追捧。如果说第三次工业革命是互联网思维与新能源革命碰撞的火花，那么寻求互联网经济格局下能源产业生产和消费方式的转变则是推动第三次工业发展的重要课题。革命。
2 电力行业面临的挑战与机遇
随着第三次工业革命的临近，社会经济掀起了互联网热潮，互联网对能源行业的影响更加深远。以电力为中心、智能电网为平台，是新一轮能源改革的基础。在互联网经济的冲击下，电力行业面临挑战与机遇并存。
从宏观上看，互联网经济背景下分散化、个性化、本地化的生产方式将使“分散生产、本地销售”的生产组织模式成为可能。资源和生产单位的地理分布已从特定区域扩大到各地；能源供应主体从少数能源巨头转向家庭和个人；大规模的集约化生产模式已经演变为无数微小单元的整合、分散化、个性化和就业化。本土化生产方式与能源民主化合作共享机制的有机结合，将打破电力行业的产业壁垒，削弱大企业集团的规模和竞争优势。
具体来说，储能技术的发展将推动电动汽车产业的全面发展，使电网负荷更具移动性，冲击电网企业的本地化运营模式。进一步发展后，市场上可能会出现提供频率调节和紧急服务的专业服务。该公司利用移动储能设备通过谷充峰放获取利润，冲击电网公司利益。另一方面，互联网企业通过数据挖掘和资源整合，引导用户的能源消费行为。供电企业将在很大程度上失去电网规划和建设的主动权，调度行为将更多地受制于人。
能源互联网是未来能源发展的必由之路，是能源产业与互联网的完美结合。虽然电能只是能源的一种，但在能量传输效率方面电能具有无可比拟的优势。未来能源基础设施传输的主体一定仍然是电网。因此，未来的能源互联网基本上是一个互联网式的电网。坚强智能电网是网络结构坚固、广泛互联、高度智能化、开放交互的能源互联网。智能电网作为未来的“能源互联网”，积极寻求能源互联网的建设模式、运营方式、商业模式等能源互联网的发展路径。是电网企业实现互联网转型、减少互联网对供电企业影响的有效途径。同时我们也可以抓住能源产业未来发展的机遇，抢占先机，成为推动第三产业建设的中坚力量。
3 基于智能电网的能源互联网模型—— 微能源网络
能源互联网是建立在互联网理念基础上的新型信息与能源融合，是实现能源与电网双向循环、区域能源协调配置、终端能源使用智能交互的网络。个人和家庭成为无数以建筑物为主体的微观能源生产单位。高度稳定可靠的电网将这些微型能源生产单元连接起来，并将其接入原有电网。在成熟的互联网技术支持下，将输电网络转变为能源互联网，实现电能的智能控制。它还可以与用户互动，实时回应用户意见，满足用户多样化的电力需求，形成循环的能源生态网络。
微能源网络是在深刻理解第三次工业革命经济格局和能源互联网内涵的基础上，基于智能电网建设，从电力行业角度提出的能源互联网模式。微能源网络建设不是破旧立新，而是在现有电力基础设施上新建、改造。在与传统电网兼容的基础上，充分、广泛、有效地利用分布式可再生能源，实现多种能源的协调控制和控制。全面能效管理，构建多点接入、网络共享、需求感知的区域能源互联网。
微能源网络是用互联网思维构建的新型信息能源融合体。是实现能源网格双向循环、区域能源协调配置、终端能源使用智能交互的共享网络。微能源网络整体架构如图4所示，包含三个层次：以分布式能源、智慧社区等微电网作为能源自治单元，可以实现自循环、自消耗；能源路由站被用作区域能源自治单位。能源接入和能源分配站；能源调度中心作为区域间能源调度站、电网运行状态等信息的能源分配和信息处理中心，实现能源路由站之间的协调控制。
能源配送中心是微能源网络的核心，也是微能源网络的供电点、并网点和公共负荷中心。能源分配中心依托智能变电站，结合分布式发电、集中式大型数据中心、电动汽车充换电站等公共负荷，实现多种能源转换和区域能源预测、调度和计量结算。能源分配中心可实现控制范围内能源路由站之间的能源聚合与调度，并基于微电网状态、电网运行等信息流实现电能的双向按需输送和动态均衡使用。
能源路由站由低压变电站或配电站升级而成，包括小型储能设施、分布式电源集中接入点、终端多能源协调控制中心、通信网络汇聚点等。能量路由站位于微能量网络的中间层。路由站下游的分布式电源和负载通常形成小型微电网，并在路由站接入电网。能源路由站应实现源负荷动态平衡，因此应有一个至少联系三个站点的配电/冷/热环网，以实现能源转发和跨网结算。
能源自治单元是能源互联网的基本单元，由能源路由站管辖的地方微电网升级而来。能源自治单位主要包括微电网、分布式能源、智慧社区等可利用风能、太阳能等清洁能源发电的单位。这些单元可以独立运行，能源自给自足，也可以将多余的能源上传到能源路由器。储能设施参与调度转发，通过“分布式电源即插即用”，可随时实现自动装机报告、自动上网、自动计费。当自身能源供应不足时，除使用本地区可部署的清洁能源外，还可自动切换使用大电网中的电能，保证自身用电的可靠性和连续性。
4 总结
从第一次工业革命到第三次工业革命，不仅带来了能源、技术的革命，也带来了经济、社会、政治、制度、观念的重大变革。每一个工业革命时期都有与社会生产力相适应的经济模式。打破原有经济结构、创建新经济体系所遇到的障碍，都是工业革命道路上必须经历的事情。在第三次工业革命背景下，互联网企业突破创新新经济模式，迅速占领制高点。因此，利用互联网思维构建新的能源利用模式成为可能。能源互联网作为互联网思维与新能源技术的信息与能源融合，将成为推动第三次工业革命、引发更大经济增长点的强大动力。
目前，国家电网公司已开展了一批综合性智能电网项目建设，实现了电网智能化水平的整体提升。建设坚强智能电网的理念已在国际上得到广泛认可，其实践成果举世瞩目。客观上，它具有承载和建设能源互联网的坚实基础。构建以智能电网为基础的能源互联网，不仅可以有效解决可再生能源的采集、传输和消纳问题，而且可以推动能源发展方式、能源消费方式、生产生活方式的变革，为能源发展开辟更广阔的空间。新工业革命。然而，如何实现能源互联网的全面建设，对智能电网建设和电力市场改革提出了更高要求。同时，能源互联网建设是一项长期的系统工程。它不仅涉及技术问题，还需要政府引导和全社会的参与。实现能源互联网的全面建成还有很长的路要走。
参考
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[2] TSOUKALAS L H，GAO R。从智能电网到能源互联网：假设、架构和要求[C]。 DRPT2008，南京：2008：6-9。
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[4]于申航，孙颖，牛晓娜，等。基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统[J].电力自动化设备，2010，30(5)：104-107。
[5]贾耀钦，杨忠清，曹秉刚。分布式可再生能源发电系统研究[J]电力电子技术，2005，39(4)：1-4。
