18世纪60年代以来，世界经历了分别以蒸汽机、电力和计算机为引领的3次产业革命，每一次产业革命都使得世界的产业发展水平提高一大步。第4次产业革命将是以适应文明演进的新趋势和新要求为目标由智慧能源引领的能源革命。能源革命可以从根本上解决文明前行的动力困扰，实现能源的安全、稳定、清洁和永续利用。美国、欧盟、日本等发达国家和地区较早提出了智慧能源网的概念，并开发了智能电网、智慧城市、智能交通、智能燃气和智能社区等新一代概念和技术，以实现能源的高效低碳利用。进入21世纪后，中国也提出了智慧能源网概念，智能电网建设工作已经全面展开，但相较发达国家，中国的新能源利用水平还较低，这限制了中国智能电网的发展。进入社会主义新时代以来，中国能源消费模式不断创新，智慧能源、多能互补等新业态新模式不断涌现。大数据、物联网、云计算等技术，提供了对多源、异构、高维、分布、非确定性的数据及流数据进行采集、存储、处理及知识提取的手段，可以使信息创新与能源革命在更高层次上深度融合，实现能源生产模式与消费模式的革命。
智慧电站
智慧能源系统通过智能生产制造、先进超低排放和燃料混烧实现能源高效、清洁、低碳利用。“智慧电站”是以自动化、数字化、信息化为基础，综合应用互联网、大数据等资源，充分发挥计算机超强的信息处理能力，集成统一的一体化数据平台、一体化管控系统、智能传感与执行、智能控制和优化算法、数据挖掘以及精细化管理决策等技术，形成一种具备自趋优、自学习、自恢复、自适应、自组织等特征的智能发电运行控制与管理模式，以实现安全、高效、环保的运行目标，并具有优秀的外界环境适应能力，是加快构建高效、清洁、低碳、循环的绿色能源生产体系，实现能源与信息深度融合的智慧能源发展策略的重要一环。
目前，中国各发电集团均在积极建设智慧电厂，树立样板工程。其中大唐姜堰智慧电厂是全国首家智慧电厂，其智慧电厂模式共包含五大功能：基于“互联网+”的安全生产管理系统、基于大数据分析的运行优化系统、基于专家系统的三维可视化故障诊断系统、三维数字化档案系统和三维可视化智能培训系统。现阶段中国在“智慧电站”的发展道路上已具备一定的基础。第一，现有电厂在数字化、信息化、自动化等方面达到了较高的水平。第二，网络技术和计算机处理能力得到了极大的提升。第三，中国的发电装备制造水平得到快速发展。目前，国内各类发电企业均配备了自动控制系统、监控信息系统以及管理信息系统等，但其与智能化生产仍存在较大距离。“智能发电”是一种多学科交叉的高新技术领域，其并非简单的数字化和信息化，而是在此基础上实现更高级别的应用及人工智能化。
多能互补
在传统能源基础设施架构中，不同类型的能源之间具有明显的供需界限，传统产能过剩、系统协调性不足、整体效率较低，能源的调控和利用效率低下，而且无法大规模接纳风能、太阳能等分布式发电以及电动汽车等柔性负荷。多能互补分布式能源系统能够将分式能源系统与太阳能光伏、天然气机组发电，余热锅炉回收等多品种的能源进行联合，减少传统分布式能源系统的能源消耗，解决风能、太阳能等可再生不连续的问题，平抑可再生能源出力的波动性。多能互补集成优化是能源变革的发展趋势，倡导的融合、统一、高效、清洁理念是当今能源革命的方向。多能互补集成系统主要有两种模式：一是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源，实现多能协同供应和能源综合梯级利用；二是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，推进风、光、水、火、储多能互补系统建设运行。
推进互补集成应用一方面要整合多种新能源发电技术，并且针对中国能源资源分布不均的情况进行差别化的重点发展。另一方面要创新用能的供需方式，提高经济性实现可再生能源的供能更加贴近用户、就地取能、就近消纳。建设多能互补集成优化示范工程是构建“互联网+”智慧能源系统的重要任务之一，有利于提高能源供需协调能力，推动能源清洁生产和就近消纳，减少弃风、弃光、弃水限电，促进可再生能源消纳，是提高能源系统综合效率的重要抓手，对于建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。
