综合能源系统综合效益分析

刘勇

摘要：电网企业逐渐将综合能源服务作为主营业务，但由于综合能源服务尚处于起步阶段，电网企业在自身发展、经营、管理等方面经验相对薄弱，使得电网企业综合能源服务业务发展面临较大的挑战。本文主要针对国内外综合能源服务产业结构及市场进行研究，结合电网企业当前实际情况提出解决方案及发展思路，以便进一步推动电网企业的综合能源服务业务发展进程。

关键词：综合能源;综合效益;分析

1 引言

随着能源需求的多样化和环境压力的不断变大，供能系统也在不断地更新换代，向着低成本、高收益的方向迈进。现如今综合能源系统的概念广为推崇，它使得系统间的界限更加模糊，联系更加紧密。阐述电力系统是能源互联网的核心，以煤炭为一次能源，与天然气系统、热网系统和光伏发电系统组成的综合能源系统，其核心目的是提高能源利用率，减少环境污染。

2 综合能源微电网管理系统

2.1 综合能源系统

IES是能源互联网的重要载体，是在电力系统的规划、建设和运行等过程中，通过对能源的发电、传输、分配、转换、存储及消费等环节进行协调与优化后，形成的能源产供销一体化系统。综合能源优化系统组成部分如下：能源输入端（供给侧）、能源输出端（需求侧）、储能系统、能源转化系统（能源集线器）、负责优化调度的数据处理及能量优化管理系统以及需求侧管理系统。

2.2 微电网能量优化管理

微电网中通常包含各种分布式电源发电装置、储能装置、各种不同的负荷以及相应的监控和保护装置。可看作是能够实现自我控制和管理的小型发配电系统，可有效实现网内的能量优化。相比于大电网而言，微电网具有灵活的运行方式，能够在并网运行和离网孤岛运行 2种模式间自由切换。通常情况下，微电网是一个包含冷、热、电的综合能源网，它能够通过冷、热、电联供系统，实现内部风、光、气、冷、热、电等不同形式能源的多途径和高效利用，进而降低供能费用、网损。能量优化调度不仅是电力系统研究的核心问题，也是实现微电网优化管理的重要手段。與传统电力系统能量调度策略不同，微电网内风力发电、光伏发电等新能源发电形式易受到环境的影响导致其在预测发电功率输出时具有不精确性、波动性，不能像传统调度方式那样预先准确安排。因此，针对微电网的优化运行提出了一种智能的能量管理系统。

3 综合能源服务的主要内容

综合能源服务主要包含能源供应服务、技术设备服务、管理服务、工程服务、投融资服务、其他增值服务等内容，逐步由单一供电模式扩大至供电、供气、供热、供水、供氢等多种能源服务模式。综合能源服务在业务上要求以用户价值为导向，在提供综合能源的同时为客户提供节能服务和智慧增值服务;在技术上要求利用大数据、云计算、人工智能、区块链等信息化解决方案来促进智能微电网、储能、物联网的发展。综合能源服务还离不开综合能源系统的支撑，综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、协同管理、交互响应和互补互济。综合能源系统的主要目的是多能互补、提高效率、降低成本，可以在大型园区设计部署综合能源系统，通过分布式光伏、分散式风电、分布式燃气、余热发电、电储能等丰富的方式，充分利用资源生产能源，为园区提供水、气、热等用能服务。

4 综合能源服务应对措施

4.1 转变工作思路及服务模式

综合能源服务主要竞争力在于以用户价值为导向提供一站式服务。要从“被动执行”向“主动服务”转变，从“自动化”向“智能化”转变。

①开展精细化多维度的服务，形成以电为核心的能源消费新模式，推进电气化与能效提升，提高客户用能稳定性及安全性;②开展深度合作。电网企业的服务范围可以从单一的售电报装服务扩大到用能规划咨询、设备运维、能效提升、能源替代等方面的服务。通过与燃气、石化、交通等集团开展电力运维托管合作项目，为政府提供电力资源共享平台、节能评估、电力耗能大数据分析报告等增值服务。

4.2 构建核心技术服务方案和平台

综合能源服务未来的发展方向应致力于提供一站式服务解决方案，重点是要推动平台建设和生态链建设。①优化能源互联网技术框架。以新能源并网控制、调度自动化、输变电装备、智能运检等方面为基础，进一步探索分布式和智慧能源控制及应用;②聚焦能源互联网产业链。通过拓展平台业务，加快形成具有市场竞争力的产品、服务和商业模式。深入参与智慧城市建设中，布局高比例新能源电力系统安全稳定等长线研究;③大力发展储能建设。加大关键核心技术攻关力度，以储能支持特高压工程建设，促进新能源消纳，实现储能、新能源与电网的平衡发展。

4.3 综合能源微电网系统监测管理平台

在该系统数学模型基础上，华北电力大学扬中智能电气研究中心综合能源微电网管理系统实现了能量的优化调度管理，根据研究中心的微电网能量调度和管理情况，研究中心开发了微电网能耗监测管理平台。该监测管理平台以工作站主机、通讯设备、测控单元为基本单元，以中心所在园区的实时用电信息的数据采集、开关状态监测及远程管理与控制为基础平台。平台综合情况主要反映系统中电力能耗数据采集的概况，其中包括系统的电力能耗概览、电力能耗占比、电力能耗统计等主要情况，并以曲线、条状统计图、饼状图的形式显示总电力能耗走势图、配套相关的日能耗、月能耗、年能耗统计报表以及各个功能区、各个楼层的电能耗能比重，系统管理者可以通过注册、登录，成功进入系统主页面，可以自行选择时间查看电力能耗统计情况。

4.4 健全保障机制

综合能源服务是服务社会客户，有别于电网企业传统的售电业务，要健全对应的保障机制。①完善内部管理机制。在电网企业成立专门的综合能源服务部门，并及时调整管理运营模式，允许创新用工和薪酬机制，激发市场和技术人员积极性，快速响应社会客户的服务需求;②建立合作共赢机制，电网企业充分与发电公司、互联网科技企业、科研机构等建立合作机制，健全涉及交易机构、调度机构的信息共享交换机制。

5 结束语

根据光伏发电系统的数据采集模块，可统计出研究中心每日发电量可达约 892kWh，利用能量优化调度模型每天节省电费约 500元左右，此外，本文还根据通过智能电表测得的真实数据分析了研究中心的能耗模式和用户用电行为特征，以实现更好地能源管理。本文的综合能源微电网管理系统可节约用户的日常购电成本，其电力能耗监测管理平台可建立科学规范的能耗统计工作体系，促进电力能耗监测管理的智能化。

参考文献

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