電力系統是為電能的產生、輸送、分配與應用而構建成的人工系統，是人類到目前為止構建的最龐大、最復雜的系統, 隨著社會需求的變化、技術的進步, 它處在不斷發展、變化和更新之中。傳統的電力系統主要包括發電設備，輸配電設備以及用電設備，還有保護與控制設備。這些設備通過適當的方式進行連接, 組成有機整體, 確保電力系統在任何時刻都能夠產生數量充足的電能滿足系統負荷的要求。

傳統電力系統從誕生至今已歷經百年，發展的方向一直在于為人類建造更大的電站，更強壯的電網，以及更高的發電效率和更低的輸配損耗，傳統電力系統在技術方面已經臻于極致,三峽水電項目是人類建造的最大發電站，能夠完全滿足一些中小國家的所有電力需求，而正在蓬勃發展的特高壓電網則能夠將電力從一個大陸傳輸到另一個大陸。但隨著人類技術的不斷進步，社會需求的不斷演變，傳統電力系統目前已經有點顯得跟不上時代了。

對于傳統電力系統來說，最大的挑戰是對于柔性的迫切需求。在發電端，隨著成本快速下降和各國相關政策強力支持，包括風電和光伏在內新能源裝機正在全球迅速增加。這些新能源裝機既包括大規模集中式發電，比如我國西北的風電基地，也包括小規模的分布式發電，比如沿海地區的屋頂光伏電站，而且，這些新能源所發電力，大部分仍將是并網應用，但是伴隨著新能源規模的快速擴張，由于布局不合理、輸配電設施建設滯后等原因，導致新能源發展出現了“并網難”、設備利用小時低、能源浪費、安全事故頻發等問題。

風電的問題尤其嚴重，我國北方風電集中開發地區大都遭遇較嚴重的棄風限電問題，據統計，2014年上半年全國風電場等效利用小時數僅為為976小時，相比去年同比減少約83小時，東北一些地區冬季棄風限電比例接近40%，直接經濟損失達近百億元。太陽能隨著規模的上升，也出現了因無法并網而不得不“棄光”的苗頭。

鑒于此，如何在不影響電網安全的情況下，將這些波動性很強的新能源電力盡可能多的并網，成為了目前各國電力系統面對的最大挑戰。與此同時，出力調節困難的火電和核電，卻正在日益大型化，單體裝機的規模越來越大，變的更加難以調節。而在需求端，隨著電動汽車的大規模普及，電力消費的波動性也在變的更加復雜，不久的將來，人類擁有的電動車將數以百萬計，甚至更多，德國政府早在2008年11月就提出未來10年普及100萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車。2014年，僅斯特拉一家企業的電動車銷量就預計超過3.5萬輛，而日產聆風電動車今年銷量將突破六萬輛。

根據特斯拉提供的數據，每輛特斯拉電動車平均每年行駛15000英里，需要耗費4800千瓦時的電力。4800千瓦時是什么概念呢，2013年，中國人均年用電量僅為3900千瓦時，美國2012年平均每戶居民耗電超過10800千瓦時，因此，如果電動車大量投入使用，社會耗電量將大量增加。更糟糕的是，高度城市化導致全球人口前所未有的集中，因此在下班后，電動汽車用戶一起充電將導致部分地區的電力負荷激增，嚴重威脅電網安全。如何滿足幾十萬輛電動車同時充電，又不至于因為電壓迅速下降導致電網崩潰，成為擺在電網企業面前的棘手難題。

正是由于以上原因，電網系統的調節空間正在從發電和用電兩端被前所未有的壓縮，這也對電力系統的調節和控制技術提出了更高的要求。在這樣的背景下，柔性，或者也可以稱為靈活性，將是決定整個電力系統先進與否的關鍵因素，而電力系統是否能夠滿足先進生產力的要求，將決定一個國家未來的競爭力。奧巴馬一直將電力系統的先進性視作國家競爭力的重要方面，他在2009年就公開表示“中國、印度、日本、德國，每個國家都在爭先開發智能電網和能源利用的新途徑，而贏得這場競爭的國家將在全球經濟中處于領先。我希望美國成為這個國家。”

此外，目前電力系統行業組織形式正在發生變化，全球電力價值鏈上的企業和組織數目正在經歷前所未有的增長。曾經橫跨發電輸電配電售電領域的一體化電力企業，因為政府監管、市場競爭，電力體制改革等諸多因素而分拆成獨立的發電企業，輸電企業，配電企業等細分領域企業。早在上世紀80年代，英國政府就開始對電力工業進行改革。1990年，英國政府將英國中央發電局分解為國家電網公司、3家發電公司；1996年，美國聯邦能源管制委員會出臺法令，要求開放電力批發市場，明確要求發電廠與電網必須分離；我國也在2002出臺電力體制改革方案，將國家電力公司拆分為兩大電網公司和五大發電集團，完成“廠網分離”目標，現在中國新的電力體制改革也箭在弦上，改革后，中國電力市場將更加開放，各種類型的企業都將能夠參與電力市場競爭。

雖然電力體制改革能夠顯著提升電力系統的效率和運營質量，但是改革也給電力系統的安全性帶來了新的挑戰，改革使得原有的電廠、電網之間的資產關系以及行政隸屬關系都不復存在，代之以市場交易為主的經濟利益關系，過去電力系統內部的安全生產問題是“大一統”的電力企業內部自己的事情，其手段主要是貫徹法律法規和行政制約相結合。改革后電力系統的安全問題變成了分而治之的各家電力企業共同參與的事情，電力安全管理體制和管理方式都發生了很大的變化，電網的安全問題已不是電網公司一家能解決得了的問題，相關企業設備的運行狀況和安全管理狀況，都將同系統的安全穩定運行息息相關，由于電力產品的瞬時性和電力事故的不可預知性，改革后的多主體參與的電力系統管理難度成幾何級增長。因此，如何做好不同電力企業之間的溝通和協調，實現電網安全穩定運行？如何監管橫跨數個領域的眾多電力企業？如何在跨多個公司的平臺上進行電力調度？都是擺在監管者面前現實的難題。

同時，電力消費者也對電力消費提出了更精確和多樣的要求，隨著智能技術的發展，消費者不僅想及時了解自己的用電量，電價，碳排放量等數據，還希望能夠通過移動互聯網實時控制用電器和自家的光伏系統。因此，整個電力生產-消費鏈條將產生比過去多得多的數據。如何驅動電力公司信息技術平臺和業務應用的升級改造，擴展電網對數據的傳輸、容納和處理能力，如何提升電力公司在數據資源價值挖掘的整體水平，促進業務管理向著更精細、協同、敏捷、高效的方向發展，如何利用這些數據為用戶和企業產生正的價值，都是電力系統目前正在面臨的挑戰。

為了解決這些問題，能源互聯網技術應運而生。目前對于能源互聯網的定義，不同企業和機構有著不同定義，但相同的是，所有人都認為信息技術將在未來的電力系統中扮演核心角色，成為能源互聯網實現的基礎，因為只有信息技術才能實現整個能源系統內各系統和設備的互聯互通。

【曹寅，邁哲華投資管理咨詢有限公司 (The Martec Group)咨詢總監】