“三型两网”的战略内涵与实施路径
曾鸣
2019年1月17日，国家电网三届四次职代会暨2019年工作会议提出，聚焦建设世界一流能源互联网企业，守正创新、担当作为，打造“枢纽型，平台型，共享型”企业，建设运营好“坚强智能电网，泛在电力物联网”，即为“三型两网”发展战略。早在本世纪初，《电力需求侧管理》（中国电力出版社，2000年，曾鸣著）提出，电是特殊商品—公共事业性商品，电网公司卖的应该是服务，而不是千瓦时；《电力需求侧管理的激励机制及其应用》（中国电力出版社，2001年，曾鸣著）提出，电是特殊商品—难以大规模存储，应该通过各类激励机制实现系统层面的供需互动。《综合资源规划及其激励理论与应用》（中国经济出版社，2000年，曾鸣著）提出，能源要高质高用、低质低用，需要通过综合资源规划（IRP）及相关激励机制实现各种能源的综合利用。近年来，随着能源电力、云大物移智等技术的不断进步与应用，电力系统逐步向以“横向多能源互补、纵向源网荷储协调”为主要特征的能源互联网、综合能源系统发展，电网公司也提出向综合能源服务商转型的重大战略部署。在当前时代背景下，国家电网公司提出打造“枢纽型，平台型，共享型”企业、建设运营好“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”就是为了向用户提供更安全、智慧、经济、便捷的综合能源服务，并最终建成世界一流能源互联网企业。
一、“三型两网”立意与战略内涵
（一）为什么要实现“三型两网”？
当前，能源电力行业处于快速变革和发展时期，国家电网公司提出“三型两网”战略体系是满足 “三大改革”、“四个做好”要求的重要举措，是进一步践行企业宗旨，行使企业使命的重要战略布局。
“三大改革”要求国家电网公司必须向“三型”企业转型。一是国有企业改革，要求国家电网公司发挥其枢纽型的产业属性优势，建设具有全球竞争力的世界一流企业；二是能源革命与供给侧改革，要求国家电网公司发挥其平台型的网络属性优势，支撑大规模可再生能源并网消纳；三是电力体制改革，要求国家电网公司发挥其共享型的社会属性优势，配合做好电力市场建设工作。
“四个做好”要求国家电网公司必须建设运营好“两网”。一是做好电力安全供应，要求网架必须结构坚强；二是做好服务降本增效，要求电网必须运行智能；三是做好业务创新转型，要求公司必须紧跟需求变革；四是做好科技创新发展，要求企业必须加强技术应用。可以看出，建设运营好“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”正是满足“四个做好”发展要求的基本途径。
（二）“三型两网”的战略内涵
“三型两网”是一个有机整体，“两网”是手段，“三型”是目标，两者是手段与目标的关系，即国家电网公司意在通过建设运营好“两网”实现向“三型”企业转型。
“枢纽型”体现电网公司的产业属性。电网公司是贯通发电侧与需求侧的中枢，是能源电力行业中能量流、信息流汇集最为密集的地方，建设运营好“两网”能够为发电侧出力的远距离传输、大规模新能源并网以及需求侧用户安全用电、综合能效提高提供有效支撑，从而凸显电网公司在保障能源安全、促进能源生产和消费革命、引领能源行业转型发展方面的价值作用。
“平台型”体现电网公司的网络属性。未来的国家电网是具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业，将以“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”为支撑，汇聚各类资源，促进供需对接、要素重组、融通创新，打造能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台，使平台价值开发成为培育电网公司核心竞争优势的重要途径。
“共享型”体现电网公司的社会属性。通过建设运营好坚强智能电网和泛在电力物联网，支撑电网公司与用户及其他主体的信息互动、技术交流与业务合作，共同打造共建共治共赢的能源互联网生态圈，实现电网公司与用户及其他主体的数据共享、成果共享与价值共享。
建设“坚强智能电网”的着力点是在供给侧，支撑能源供给侧改革。通过特高压骨干网架进行电力的大规模、长距离稳定输送，解决三北、西南的风、光、水清洁能源消纳问题；通过智能配电网支撑间歇性分布式电源的有效并网，解决分布式电源协调利用困难问题。以上两种方式将是我国当前乃至未来一段时间内都将以为主的电力资源优化配置手段。
建设“泛在电力物联网”的着力点是在系统“源-网-荷-储”各环节末梢，支撑数据采集和具体业务开展。通过广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术，汇集各方面资源，为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面，提供充足有效的信息和数据支撑。
二、如何理解“泛在电力物联网”？
（一）泛在电力物联网的基本内涵
物联网（Internet Of Things，IOT）最早由麻省理工学院的凯文·阿什顿（Kevin Ashton）教授提出，其理念和内涵不断进化和发展，当前普遍接受的定义为：基于互联网、广播电视网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络即称为物联网，其核心技术体系包括设备编码技术、设备识别技术、通信技术、传感技术和加密解析技术等方面。随着物联网技术向电网领域的引入，电力物联网的理念和应用不断涌现。我国在2010年就已经开始了关于电力物联网的基础理论及应用技术研究，电力物联网是物联网在智能电网中的应用，主要分为感知层、网络（传输）层、平台（数据）层和应用层四层架构。国家电网公司提出的“泛在电力物联网”是电力物联网的进化发展形态，其基础架构与电力物联网保持一致，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。其中，感知层的末端感知节点规模更大，采集的数据更全面，涵盖电力系统发、输、配、储、用各环节、各设备乃至各元件；传输层将通过5G等新技术的应用，实现更高的数据传输效率；数据层将所有数据统一汇集管理，数据壁垒将被打通；应用层则协同智慧服务体系的建设，向用户提供更加智能化、人性化的电力普遍服务，数据价值得以体现。
（二）“坚强智能电网”、“泛在电力物联网”与“能源互联网”的关系
能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，其目标是要构建一个以电力系统为核心与纽带，多类型能源网络和交通运输网络高度整合，能量-信息-经济三元驱动的能源供用生态系统，从而实现能源生态圈的智能自洽、平等开放、绿色低碳、安全高效和可持续发展。坚强智能电网和泛在电力物联网是能源互联网在电力系统的具体实现形式，坚强智能电网是“骨骼肌肉”，支撑电力系统“能源流”的安全稳定传输，泛在电力物联网是“神经网络”，实现电力系统“源-网-荷-储” 各环节“信息流”的末梢采集和归集处理。
三、如何实现“三型两网”建设目标？
（一）第一条路径：守正坚强智能电网建设运营，创新泛在电力物联网技术体系与业务模式
守正坚强智能电网建设运营是国家电网公司支撑国民经济稳定发展的基础，创新泛在电力物联网发展应用是国家电网公司推进国民经济快速发展的手段。当前，建设运营坚强智能电网已有一定的发展基础，而泛在电力物联网则处于起步阶段。基于此，可以从以下两方面入手，以率先实现建设运营好“两网”的战略目标。
1.顶层设计与业务布局并重
将智能电网建设规划、泛在电力物联网建设规划与新时期综合能源服务业务布局放在同一位置，实现“骨骼肌肉”与“神经网络”的有效结合，并通过合理的业务布局实现价值的有效回收。
一是做好智能电网规划，打造以特高压为骨干网络，智能配电网为毛细血管，各级电网协同发展的坚强智能电网发展规划，支撑三北、西南等地区风、光、水电清洁能源的大规模、远距离消纳以及分布式光伏、分布式风电等分布式电源的高效并网利用；二是尽快落实泛在电力物联网规划，先以电网侧的“万物互联”为切入点，大规模部署电网信息采集终端，实现对整个电网运行信息、故障信息、设备信息的全面感知，其后打通发电侧电厂和需求侧用户的数据壁垒，部署发电信息、用户信息数据采集终端，实现真正的电力“万物互联”，建成泛在电力物联网；三是统筹兼顾新时期综合能源服务业务布局，顺应智能电网和泛在电力物联网发展路径，提前布局服务业务版图，设计相应的商业模式和价值回收途径，以提升企业经营效益。比如，布局用户侧用能终端信息采集业务，提前打通用能终端数据采集壁垒；布局以用户用能信息挖掘为主的增值服务（故障预警、远程控制、节能优化等），实现用户用能信息价值的深度挖掘和有效回收。
2.基础建设与技术创新同步
按规划开展特高压、智能配电网、云大物移智等基础设施建设和装置部署，并加强相关技术难题攻关，创新智能电网和泛在电力物联网技术体系并推广应用。
一是保证特高压基础设施建设及技术创新，按规划建设特高压基础设施，并加强特高压统一潮流控制器、超高压柔性环网控制器等关键技术设备的攻关研发和部署应用；二是加强智能配电网结构优化，按规划建设智能配电网基础设施，并加强主动配电网分析与协调控制、直流配电网、弹性配电网等关键技术设备的攻关研发和部署应用；三是推进云大物移智技术在电力领域的创新应用，在电力系统发、输、配、储、用各环节、各设备乃至各元件安装编码标识与信息采集终端，建设电力信息传输网络、基站、数据中心等基础设施建设。
（二）第二条路径：担当企业社会责任，作为电力体制改革和供给侧结构性改革的先锋
担当企业社会责任是国家电网公司作为“枢纽型、平台型”企业的功能体现，作为电力体制改革和供给侧结构性改革的先锋是国家电网公司向“共享型”企业转型、与用户等其他主体共享价值创造的重要前提。具体可以从以下两方面入手，以推动国家电网公司向“三型”企业的转型发展。
1.着力推动能源电力行业的体制机制改革
一是践行国有企业改革要求，探索电网公司内部市场化运营机制建设路径，以市场化运营的手段加速对行业发展、企业成长有利的新技术应用和新业态发展；二是推动电力体制改革，建设建成竞争充分、开放有序、健康发展的市场体系，以市场化竞争的手段淘汰低效生产技术和守旧经营理念；三是支撑能源消费革命与供给侧改革，为云大物移智技术在需求侧、发电侧及电网侧的部署应用提供良好的政策环境。
2.搭建共享平台，实现企业价值共享
一是打造数据共享平台，开展信息共享服务，通过泛在电力物联网全面搜集系统运行信息和用户用能信息，在保障用户隐私的前提下，向用户自身、科研机构、政府部门及其他主体共享相关数据和信息，支撑用户用能行为优化、科研工作开展、政府监督管理，最大化发挥数据价值；二是打造学术交流平台，开展技术共享服务，利用电网公司在智能电网、泛在电力物联网技术装备领域优势，建设高端学术交流平台，与国内外能源电力企业、高校、科研机构开展学术交流与合作，实现技术交流与共享，共同促进坚强智能电网和泛在电力物联网的发展；三是打造业务融合平台，开展价值共享服务，在智能电网、泛在电力物联网建设领域，创新业务模式，以PPP、BOT、BT等模式引入其他主体、资本，共同开展综合能源服务相关业务，以推动其快速、有效落地，实现价值共享。
（三）第三条路径：提升综合能源服务水平，建设世界一流能源互联网企业
提升综合能源服务水平是国家电网公司提升企业竞争力的重要途径，建设世界一流能源互联网企业是国家电网公司的首要发展目标。具体可以从以下两方面入手，以提升国家电网公司综合能源服务水平和发展目标的实现。
1.以点到面，提升综合能源服务水平
一是突破企业管理桎梏，勇于创新综合能源服务商业模式，调研分析公共建筑、工业园区、工业企业等不同客户特点，准确掌握客户能源服务需求，细分客户类别。因地制宜地使用能源托管、多能互补等商业模式，大胆开展PPP、EMC、EPC、BOT等多种工程、商业模式实践，强化泛在电力物联网等相关技术的推广应用，为客户提供定制化的综合能源解决方案。
二是选取典型区域，打造综合能源服务试点示范，继续推动现有重点试点示范项目，紧盯潜在市场、用户，发挥电网企业信息资源优势，广泛应用泛在电力物联网相关技术，掌握客户内部能效数据资源，开展多维度分析，深入挖掘数据价值，建设一批规模较大、效益良好、技术先进的综合能源服务示范项目。主动提炼项目运营经验，形成具有可推广性和可复制性的模式。
三是重视营销主动出击，积极开拓综合能源服务市场，紧紧抓住体制机制改革机遇期和建设世界一流能源互联网企业的窗口期，做好市场营销服务，紧盯优质园区、用户，利用已有试点示范经验和企业经营优势，积极开拓综合能源服务市场。
2.推动综合能源系统落地，建设世界一流能源互联网
一是围绕“两高三低”目标，开展综合能源系统仿真。综合能源系统的规划、运行、市场交易等各环节都要围绕“两高三低”目标的实现，即实现系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高、用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其它污染物排放的降低。开展综合能源系统仿真是推动综合能源系统落地的重要基础性理论研究工作，仿真的功能模块应该涉及规划方案验证、运行计划优化、市场交易模拟及综合效益评估等四个方面，以理论仿真指导实际项目落地，从而实现系统的“两高三低”目标。
二是进一步推进综合能源系统试点示范，选取典型区域，利用先进的物理信息技术和创新管理模式，落实投资/运营权限，建立统一的市场价值衡量标准，以及价值的转换媒介，实现对区域内冷热电三联供、分布式光伏、储能、用能负荷的协同优化，实现多种异质能源子系统之间的互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时，有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统，形成试点示范经验。
三是打造能源流与信息流融合的综合能源系统——能源互联网。将智能电网技术、泛在电力物联网技术广泛应用于综合能源系统建设，实现综合能源系统能源流和信息流的高度融合。通过互联网技术、先进控制技术等技术手段逐步消除各类能源网络之间的隔离性以及能源供应体系中的供需界限，构建以系统扁平化、设备智能化、能量互补化、供需分散化、数据透明化、信息对称化、交易自由化为主要特征，能够实现个性化能源定制，提高用户用能体验的清洁、高效的能源互联网。
四、相关机构、部门如何支撑“三型两网”建设？
（一）高校、科研机构
当前，科研发展已进入源头创新、颠覆性创新逐渐涌现的时期，各大高等院校和科研机构逐渐成为重塑行业竞争格局、建设“三型两网”的重要驱动力。高校和科研机构可以从以下几个方面着手支撑“三型两网”建设：
1.“三型两网”的顶层设计、规划与业务布局研究
开展“三型两网”建设，涉及电网公司发展的方方面面，需要做好政策机制的顶层设计、基础设施建设的合理规划和业务体系的提前布局。高校、科研机构在电力系统规划、综合能源系统规划、政策研究与决策支持方面具有强大的研究团队和深厚的研究基础，能够为国家电网做好“三型两网”的顶层设计与规划布局提供科研支撑。
2.能源电力领域云大物移智技术的研发
作为能源电力行业技术研发的支撑单位，能源电力高校及相关科研机构在能源电力领域云大物移智技术的研发与试点应用方面均具有深厚的技术储备和试点应用经验。高校、科研机构应发挥自身优势，围绕电力云构建、大数据分析、泛在电力物联网、电力数据移动传输及智慧用电等领域关键科学问题进行攻关研发，以推动“三型两网”建设发展。
3.综合能源系统的基础仿真与应用研究
综合能源系统是我国能源电力系统转型的重要发展方向，建设综合能源系统、开展综合能源服务，是国家电网推进“三型两网”发展，建设世界一流能源互联网企业的重要工作内容。开展综合能源系统的基础仿真对于模拟系统运行状态、评估系统运行可靠性及综合效益具有重要价值。高校、科研机构在相关领域均已积累了一定的研究基础，如华北电力大学拥有全国唯一的综合能源系统仿真平台，应利用已有研究基础，进一步深化相关领域研究，促进综合能源系统建设和国家电网“三型两网”发展。
4.综合能源服务市场建设及策略研究
综合能源服务是市场竞争性业务，综合能源服务市场机制尚未建立，市场主体数量众多且背景各异，业务具有多样性、复杂性和不确定性，国家电网若要在综合能源服务产业中占得主导地位，需要超前布局，同时也是国内高校、科研机构需要重点攻关的关键问题。
（二）设备制造商
泛在电力物联网的建设对电力设备提出了更高的新要求，工欲善其事必先利其器，“三型两网”的成功实施就必须要求相关电力设备的更新升级，设备制造商起着至关重要的作用，具体可从两个方面进行提升：
1.提升智能电网基础设施建设所需设备生产水平和供应能力
坚强智能电网建设工程量大、设备类型多、质量要求高，而我国的电力设备生产制造水平尚难以满足要求，部分核心设备仍完全依赖于进口。因此，电力设备制造商应加强与高校、科研机构合作，尽快实现智能电网核心设备的国产化和规模化生产，在保证设备质量的同时降低设备成本，支撑坚强智能电网建设。
2.提升电力系统终端信息采集装置、信息传输装置、数据中心处理器等核心装备的生产水平和供应能力
泛在电力物联网的最终目标是要实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，需要大量的、面向各类设备的信息采集装置，适应各种信号和地理环境的信息传输装置以及大规模、高效快速数据处理器，这些都是设备制造商需要关注的领域。
（三）产业集团
产业集团是推动技术创新和落地应用的重要载体，未来可以重点推进相关试点工作，打造“三型两网”发展样板。目前，我国的“互联网+”智慧能源、电力物联网等相关工程示范尚未达到泛在电力物联网要求的系统各环节万物互联、人机互动的发展目标。产业集团应利用自身产业发展优势和试点示范经验，牢牢抓住建设世界一流能源互联网企业的战略突破期，与高校、科研机构、设备制造商加强合作，选取合适的试点区域，开展泛在电力物联网相关试点工作，打造“三型两网”发展样板，形成可推广的示范经验，进而推动国家电网公司向“枢纽型、平台型、共享型”企业转型发展，建设运营好“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”，最终建成具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业。
（曾鸣教授系华北电力大学能源互联网研究中心主任，中国能源研究会能源互联网专委会秘书长兼副主任，IEEE PES能源互联网专业技术委员会副主任委员）（中电传媒受权首发）
