能源互聯網旨在將各種能源通過管網聯系起來，通過信息網絡與計算分析實現各類能源的優化利用。能源互聯網的核心在電力，要實現規模龐大的能源互聯網，首先需建立能廣泛接入用戶側耗能設備的智能用電網絡。智能用電網絡將用戶側所接入的可再生能源、儲能裝置、電動汽車以及各種類型負載通過互聯網、物聯網等技術進行互聯互通，實現能量信息共享，并實現用戶側高效、節能用電。智能用電網絡總體架構基于自律分散理論，網絡中包含大量的本地能量管理單元，可接入云服務中心進行統一管理與調度，自動實現優化運行目標。

為全面建成智能用電網絡，本文提出智能能量管理理論，核心思想是在大規模用電大數據的基礎上，采取機器學習算法剖析用戶用電特性，引入效用概念對負載能效進行評估，并在用戶側用能行為自識別的基礎上對可再生能源、儲能裝置及各類型負載進行協同需求響應調度和節能自動化。

智能用電網絡的主要特征

(1)全新的用電體驗

知情：為用戶提供全面的用電信息。系統可實時展示設備狀態、用電安全、能效水平、電能質量。

掌控：提供簡便快捷的控制功能。通過移動終端即可實現對各類設備的實時監控。

優化：優化用電模式，提高系統能效。基于機器學習、大數據分析理論、行為特征分析，實現對用電大數據的深度剖析，為用戶提供差異化的節能方案，提高局部網絡內的綜合運行能效。

共享：參與需求響應，實現能源共享。通過用電管理系統可實現不同時空用電負荷的優化共享，為實現零邊際成本的能源社會而努力。

通過智能用電網絡，為用戶提供知情、掌控、優化、共享等全新用電體驗。通過用電網絡的智能運行，可實現全社會的高效與節能，具有重大的社會價值與應用前景。

(2)系統簡單實用易推廣

采用自律分散架構。系統總體架構具有自律可控性和自律可協調性。在該架構下，不僅可再生能源、儲能及各類型負載是獨立平等的，且以地理距離劃分的本地控制單元(如工業園區、居民住宅小區等)也是如此。利用自律分散理論來搭建智能用電網絡，可以較好地實現在線擴展、在線維護和容錯，滿足新能源接入要求。

支持即插即用，改造成本低。系統架構支持智能插座、智能紅外等高級計量設備，可以讓各類型負載直接接入能源網絡，改造成本低。

與互聯網技術結合緊密，實現信息流和能量流的高度結合。智能用電網絡通過各類高級計量設備實時采集終端發電/用電情況，并同時實現能源可控性。各類能源信息通過以太網或無線網接入互聯網，并可通過網頁、移動客戶端等形式公開能量流通狀況。云服務中心可根據獲取的實時信息安排調度，實現能源的最優管控。

智能用電網絡的網絡架構

智能用電網絡為三級結構：總網絡-子系統-本地能量管理單元，系統整體結構圖如圖1所示。總網絡由各個子系統構成，子系統可以是一個居民小區或一個工業園區;各個子系統由大量本地能量管理單元構成，本地單元可以是單個住宅或樓宇中的單個樓層。本地能量管理單元的硬件由能量信息網關、智能終端和智能紅外控制器、交互終端組成。 智能能量管理技術

智能用電網絡的一個重要技術支撐是其智能能量管理理論。智能用電網絡的能量管理思想在于根據機器學習理論，基于采集到的海量能量數據使能源網絡具有自我學習和調節的能力，可自動實時滿足能量管理目標。智能用電網絡引入效用概念對負載的能效水平進行評估，并在用戶側用能行為自識別的基礎上，對可再生能源、儲能裝置及各類型負載進行協同需求響應調度和節能自動化。