引言
世界经济的现代化得益于化石能源，如石油、煤炭被广泛地投入应用。然而，化石能源是不可再生能源，会迅速接近枯竭; 同时，化石燃料也会带来全球气候变暖、产生空气污染物等诸多问题。自 1992 年联合国环境与发展大会后，风能、太阳能、生物质能、地热能等新能源发展迅猛，能源结构发生较大变化。随着可再生能源的兴起和节能降耗、绿色低碳等能源利用观念的不断深化，能源管理系统逐渐得到了世界各国的高度重视。
1、用户端能源管理概念和关注范畴
能源管理涉及技术、交易平台、价格机制、多种能源综合利用、新能源接入等多个方面，是一个庞大的系统。能源管理系统架构如图 1 所示。有效的能源管理可以提高能源效率，降低能耗，提高可持续发展能力，促进创新型社会的发展，推动经济发展向低碳模式转变。
图 1 能源管理系统架构
1． 1 用户端能源管理概念
能源管理分为宏观管理和微观管理。政府及有关部门对能源的开发、生产和消费全过程进行计划、组织、调控和监督的社会职能，实现了能源宏观管理; 用户对多种能源的综合利用和消费的全过程进行管理，实现了能源微观管理。用户端的能源管理是根据用户不同的用能需求，采用定制用能方案，实现多种能源安全、高效、经济的利用。
用户端能源管理囊括了电力、水务、热力、燃气等多种关系国计民生的能源的生产、输送、分配、交易和使用全过程，包括了各种用户的用能管理、分布式新能源系统发电管理、储能装置的充放电管理、系统节能管理、不同形式能源间的智能配置和智能交换、能源系统分析及负荷调节、设备生命周期管理、新能源的安全接入等功能。
1． 2 用户端能源管理关注范畴
从技术角度来看，用户端能源管理主要关注:
( 1) 分布式可再生能源安全、高效地接入和利用;
( 2) 灵活电价机制下的设备使用策略;
( 3) 用户端多种能源综合管理与系统节能;
( 4) 电动汽车安全充电;
( 5) 用户端能源利用的智能化、个性化、便捷化;
( 6) 能源供方与需方的双向互动。
2、国内外能源管理技术现状和最新进展
2． 1 国外能源管理技术现状和最新进展
目前，节能及新型能源的利用已成为摆在各国面前亟待解决的能源问题，由此可鼓励和带动技术革新迅速发展，而发达国家对于发展智能能源管理已高度重视。
目前，欧美等国家主要是从基于水、电、热、气等多种形式能源综合利用的角度提出能源管理，非常重视相关能源管理技术的研究，重点关注多种能源的经济、综合、安全利用，以及互动管理等技术，最终实现能源的高效利用，降低能源消耗;以用户费用支出最小化、能源利用最大化为终级目标，改善日益恶化的自然环境，达到绿色、环保的目的。但迄今为止，世界各国的能源管理刚刚起步，尚未建立健全的能源管理体系，能源管理技术也处于研究、探索和试验室测试阶段。
( 1) 各种能源分配、交易和消费等环节相对独立。水、电、热、气等能源的官网、线路由不同政府部门实施管理，各种能源的运营由不同的企业负责，在市场经济的特点和利益驱使下，导致各种能源的分配、交易和消费环节相对独立，未形成多种能源间的灵活转换和互动协作。
( 2) 未完全实现用户端能源系统及设备间的数字化联网系统。随着 21 世纪信息和通信技术以爆炸式的速度发展，各种能源系统及设备的智能化、信息化、数字化的能力得到长足发展，用户端各种能源系统的某个环节或某些环节间实现了统一调度、控制和运行。但迄今为止，从能源生产到用户消费，任何一种能源形式都未形成有效的全系统数字化联网运营和能源管理。
( 3) 未实现能源的高效利用。电力、热力等能源形式受到物理特性和人类知识技术水平所限，能源的存储和损耗等技术瓶颈尚未有效突破，各国正在着力研究高温、超导、大容量能源存储等技术，但当前还不能实现对宝贵能源的高效利用。
( 4) 分布式可再生能源不能安全、有效地利用。近几年，以风力发电和光伏发电为代表的可再生能源发展迅速。以风电为例，2011 年世界风力发电系统累计装机容量已经突破23.8 万 MW，形成了较大的规模。一方面，可再生能源清洁、无污染; 另一方面，具有随机性和波动性等缺点，不能稳定、可靠地输出能源，造成可再生能源无法有效地并网和利用。
( 5) 能源生产与消费设备未形成全生命周期管理。传统能源设备管理往往是采用基于职能的资产分段管理模式，强调阶段的划分和有序性，各环节工作目标、范围和侧重点不尽相同，也难以统一到一个总体目标上; 每个环节更关注自身领域的优化，对整个系统考虑不够，缺乏沟通协调、信息反馈和评估机制，难以形成持续优化的闭环管理机制，欠缺对资产的全过程管理。
( 6) 还未建立实时在线的能源市场化交易系统。欧美等国家金融期货交易发达，天然气、石油具有战略物资及能源商品二重性，成为能源期货的主要对象，而电、水、热等实时在线能源交易发展相对滞后。建立实时在线的能源市场化交易系统，可充分运用市场价格的杠杆机制，调配各种能源的生产和消费，提高能源利用率。
基于以上原因，近期主要发达国家都将能源管理建设提到发展战略层面，从而开展能源管理技术研究。
( 1) 美国。宏观层面，提出建立 21 世纪的能源网络; 微观层面，重点发展可再生能源接入、大规模储能、用户端管理、智能电网、数据与信息安全、智能建筑等内容。
( 2) 欧洲。政府主旨是建立一个基于信息和通信技术( Information Communication Technology，ICT) 、可实现自我调控的高效能源系统。具体是: ① 创立一个虚拟电子化的、便于各方参与交易的能源市场; ② 建立能源互联网中各子系统( 如发电系统、配电系统、用户端系统等) 及各设备之间的数字化连接，实现对能源互联网运营过程及各工作设备状态的监控、分析和维护; ③ 建立在线的能源市场及交易系统，实现能源市场行为的实时运行。
3) 日本。于 2010 年启动“智能能源共同体”计划，并首先在横滨、丰田、关西、北九州等 4座城市开始“智能能源网”演示试验。通过具体项目，实现区域内不同来源电力的相互转换，进一步提高可再生能源在总能耗中的比重，以此作为履行 2020 年减排 25%承诺的重要举措。
2． 2 国内能源管理技术现状和最新进展
在我国，电力、燃气、水务、热力各子网独立运行和管理，还未真正建立用户端能源管理系统。虽然，电力网信息化建设取得长足进步，但电网规划及能源管理滞后，电力生产、输送分配、经营管理和供电服务等环节还未形成统一的能源管理系统，设备及系统信息化升级改造任务还十分繁重、艰巨。
虽然水务企业大体建成数据采集与监视控制系统 ( Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA) 及 管 网 地 理 信 息 系 统 ( GeographicInformation System，GIS) ，但信息化建设没有从点到面展开，远未实现完全的信息融合和协作管理，管网设施陈旧、老化，滞后于经济、社会发展。热力网系统涉及到用户部分较少，没有达到较高的智能化热力网管理水平，尚未形成与其他行业的互通和互动关系。未来，我国大部分地区将通过不同形式建立更高效率的智能热力网体系。
国内燃气管道网络处于高速发展阶段，一线城市燃气能源管理及调度监控系统已完成升级改造，正逐步向二、三线城市推进。目前，可通过监控系统，及时了解各调压站、罐站和燃气用户的运行参数、运行趋势、超限报警等。
国内学者认为，能源体系智能模式应该是一种拥有多种能源形式的综合网架，即智能能源网。智能能源网包括了智能电网、智能油气网、智能水务网、智能热力网等子网络。目前，我国对用户端的能源管理还未有效关注。