一、能源互联网：产业价值变革的新思路
（一）能源互联网的概念孕育及初步发展
当今世界面临各种前所未有的挑战，能源可持续发展是全球共同面对的重大课题，而我国面临的新能源革命与能源市场化革命的需求更为迫切。近年来，随着新兴能源技术与物联网、大数据、移动互联网等信息技术的不断发展和深度融合，我国能源互联网的发展前景不断清晰，能源互联网越来越被广泛地认为是实现未来能源革命的重要技术支点。
此前，伴随第一次工业革命与第二次工业革命，社会经济发生了急剧变化，世界各国的经济发展严重依赖于以石油为代表的化石能源，其间爆发了三次重大的世界石油危机，这些都促使人们不得不思考能源安全的相关问题。
1970年，理查德·巴克敏斯特·富勒首先提出了与可再生资源相关联的全球电网的概念，并提出全球能源互联网战略应成为各国能源发展的最高优先级。1986年，彼得·迈森创立了全球能源网络学会（Global Energy Network Instituter, GENI），主要关注国家与大陆之间的电力传输网络连接。GENI强调利用丰富的再生能源资源以供全球使用。
而在国外提出全球能源互联网后的不久，1990年，清华大学时任校长高景德提出CCCP（现代电力系统是计算机、通信、控制与电力系统及电力电子技术的深度融合）概念。此后，韩英铎院士提出现代电力系统三项前沿课题，即柔性输电技术、智能控制、基于GPS的动态安全分析与监测系统，这标志着中国开始步入能源互联网的探索阶段。
（二）能源互联网的系统结构及功能研究
2003年，在美加“8·14”大停电[1]之后，《经济学人》杂志发表《Build ingtheenergy Internet》，文章提出，要借鉴互联网自愈和即插即用的特点，建设能源互联网。通过将传统电网转变为智能响应和自愈的数字网络，从而支持分布式发电和储能设备的接入，减少大停电及其影响。
面对全球世界不断出现的各种能源使用方面的问题，世界各地开展了对能源互联网的系统结构及功能的各种研究。比如，2007年美国北卡罗莱纳州立大学的Alex Q.Huang教授主持开发了“未来可再生电能传输与管理系统”（The Future Renewable Electric Energy Deliveryand Management Sys tem, FREEDMsystem），这个FREEDM系统具备能源互联网概念，更加着重于配网侧的零售电市场，同时也侧重于能源网络结构的表述。
2008年，德国联邦经济技术部与环境部发起为期4年的E-energy计划。该计划围绕低碳环保、经济节能的目标，开展大规模清洁能源使用计划，同时在过程中引入信息化手段，提高能源系统的智能化和高效化。
2010年，瑞士联邦政府能源办公室和产业部门发起未来能源网络的愿景（Visionof Future Energy Networks），重点研究多能源传输系统的利用和分布式能源的转换和储存，并开发了相应的系统仿真分析模型和软件工具。
2010年，日本成立官民协议会——“智能电网联盟”，目的是构建一种基于各种电网设备IP来实现信息和能量传递的新型能源网，该联盟强调互联网技术和能源互联网的深度结合。
2011年，欧洲启动了未来智能能源互联网（futureinternetforsmarten ergy, FINSENY）项目，通过ICT平台，实现配电网、微网、智能楼宇、电动汽车等各种资源端到端连接和智能控制，最终实现激活需求响应、辅助服务、电能交易等电子化能源市场及服务。
同年，杰里米·里夫金在《第三次工业革命》中提出，能源互联网是第三次工业革命的核心之一，使得能源互联网被更多人关注。杰里米·里夫金提出了能源互联网的五大支柱（见表1-1），指出未来的能源体系是以“可再生能源+互联网”为基础的能源共享网络，同时利用互联网创造新的能源生成及分配模式。
表1-1 能源互联网的五大支柱
多年的概念孕育之后，随着世界各国不断开展相关系统结构及功能研究，能源互联网逐步得到全世界的了解和认可。
（三）能源互联网的战略研讨及实际推进
2012年，首届中国能源互联网发展战略论坛在长沙举行，论坛邀请杰里米·里夫金教授在大会上做报告；2014年2月，国家能源局举办中国能源互联网战略研究开题会议，提出“能源互联网战略研究”课题研究；2015年4月24日，清华大学能源互联网创新研究院在北京正式挂牌，成为国内首家能源互联网专业研究机构；2015年8月，国家能源局能源互联网行动领导小组成立，这标志着我国能源互联网进入实质性推进阶段。
2016年2月，国家能源互联网纲领性文件《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布，提出了路线图，明确能源互联网作为未来能源的发展趋势，并提出了推进发展的指导思想、基本原则、重点任务和组织实施。随后，国家“十三五”规划纲要明确提出加快推进能源全领域发展，同年4月，国家发展和改革委员会（简称发改委）、国家能源局正式发布《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》，并发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》；2017年3月，国家能源局公布首批能源互联网示范项目评选结果，共有56个项目，名单的公布意味着我国能源互联网试点建设正式启动。
（四）能源互联网的国家差异及认知对比
当然，不同国家结合自身的能源特点，对于能源互联网的认知和定位也有所不同，其中比较典型的包括美国的“FREEDM”、德国的“E-ener gy”、日本的“数字电网”、瑞士的“VFEN”、中国的“全球能源互联网”，如表1-2所示。
表1-2 不同国家的能源互联网模式
美国“FREEDM”研究中，指出能源互联网是一种构建在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构，是智能电网的发展方向。最终目标是每家每户都可以参与到电力市场中，在电力的传输、分配、交易中扮演更重要的角色。
德国的“E-energy”计划，提倡运用越来越多的可再生能源，实现电网设备、电气设备、家用电器的沟通与互连，并最终实现电厂、供应商、运营商、消费者和政府的多赢局面。
日本的“数字电网”计划，旨在构建一种基于各种电网设备IP来实现信息和能量传递的新型能源网，并逐渐把同步电网细分成异步、自主但相互联系的不同大小电网。
瑞士的“VFEN”项目则针对未来能源互联网提出混合能源路由器（hybridenergyhub），混合能源路由器可以实现不同能源载体的输入、输出、转换、存储，在未来，将成为能源生产、消费、传输基础设施的重要接口。
2014年7月，时任国家电网董事长刘振亚在美国IEEE会议上发表署名文章，提出构建全球能源互联网。全球能源互联网是由跨国跨洲骨干网架和各国各电压等级电网（输电网、配电网）构成的，连接“一极一道”（北极、赤道）和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源需要，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户。
（五）城市能源互联网的内涵特征与具体特征
作为能源互联网的重要节点，城市配电网同样发挥着重要的作用，目前对于“城市能源互联网”，各方的理解众多，没有统一定义。有人认为城市能源互联网应以能源系统作为物理核心，注重发展分布式能源，同时以通信技术进行辅助，实现多种能源高效互补。
这种认知强调的是建立多能耦合的能源系统，类似的示范工程有美国的“FREEDM”项目、新奥集团的“泛能网”项目及加拿大社区级综合能源系统项目。
另外也有人认为，城市能源互联网是将互联网开放、对等、共享的理念应用于能源系统中，通过微电网、虚拟电厂等方式参与能源交易。这种认知强调建立需求侧响应的能源市场，如“Smart Watts”项目。
虽然国内外专家对城市能源互联网的解释存在差异，但本质上具有以下共同特征：多能互联、泛在互联、电为核心。
国家电网天津电力公司认为，城市能源互联网是以电为中心的城市各类成员互联互通、综合利用、优化共享的平台，是全球能源互联网、中国能源互联网在城市地区的承接节点和重要支撑。
提出“城市能源互联网”具备以下特征。
（1）电为中心：电在能源的开发、传输、消费环节具有天然的优势，因此城市能源互联网首先应该以电为中心。
（2）跨越平滑：由于承担经济、政治、文化中心的作用，城市能源需求巨大，这种能源资源和需求之间的矛盾，需要在城市以外的更大范围内进行能源平衡。
（3）低碳化：城市能源发展面临的问题绝大多数都是由于能源污染排放造成的，因此低碳化也是城市能源互联网的核心特征。
城市能源互联网大致被划分为能源生产与消费层、能源传输层、综合能源管理大数据平台、应用层。
（1）能源生产与消费层：随着分布式能源的发展，未来用户既是能源的生产者，同时也是能源消费者，未来的电网负荷更加柔性，具备调节能力，同时具有局部自治能力。
（2）能源传输层：主动配电网将是能源传输配送的主要载体，承担能源路由的职责，未来的配电网需要具备灵活的拓扑结构，同时潮流可控，且设备利用率会更高。
（3）综合能源管理大数据平台：随着多源数据的汇集，通过数据存储、分析、挖掘和管理，数据平台可以支持能源生产、传输、消费等全过程。
（4）应用层：在城市能源互联网的应用层，主要为用户提供决策服务，为各参与主体提供互动服务，为社会提供公共服务。
此外，城市能源互联网由物理层、信息层、服务层构成。其中，物理层是多种能源互连互通的能源供给网络，是物质基础。信息层是覆盖城市能源所有地域、领域的能源通信网，是智慧支撑。服务层是覆盖全市的能源服务管理平台，是服务管理中枢。
城市能源互联网作为能源产业价值转移的主要趋势，为传统电力企业的转型发展，指明了未来的发展方向。当然，产业价值链虽然只是诱因之一，但是电力企业的角色转型和末端组织变革，仍然受到电力市场化改革、城市用能需求的不断提升、能源相关技术的不断升级、用户消费主权意识崛起等因素的影响。