近日，武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師 王波 教授應(yīng)邀在《南方能源建設(shè)》期刊主辦單位學(xué)術(shù)報(bào)告廳作《綜合能源應(yīng)用前沿技術(shù)》主題講座。《南方能源建設(shè)》編輯部征得專家同意，在此分享專家的觀點(diǎn)。
武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院王波教授作報(bào)告
王波：綜合能源應(yīng)用前沿技術(shù)
目錄
● IES的概念、發(fā)展及政策分析
● IES的組成——分布式發(fā)電與微電網(wǎng)
● 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及其在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域的落地
● 智慧綜合能源系統(tǒng)解決方案
觀點(diǎn)
Q、什么是綜合能源系統(tǒng)？
綜合能源系統(tǒng)（ Inegrated Energy System, IES）指在規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行等過程中，通過對(duì)能源的生產(chǎn)、傳輸與分配（供能網(wǎng)絡(luò)）、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化后，形成的能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)，是能源互聯(lián)網(wǎng)和綜合能源服務(wù)的物理載體。它主要由供能網(wǎng)絡(luò)（如供電、供氣、供冷熱 /等），能源交換環(huán)節(jié)（如 CCHP機(jī)組、發(fā)電機(jī)組、鍋爐、空調(diào)、熱泵等）、能源儲(chǔ)存環(huán)節(jié)（儲(chǔ)電、儲(chǔ)氣、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷）、終端綜合能源供用單元（微網(wǎng)）和大量終端用戶共同構(gòu)成。
綜合能源系統(tǒng)被認(rèn)為是未來人類社會(huì)能源的主要承載形式。廣義綜合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人類社會(huì)能源生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)環(huán)節(jié)，對(duì)其整體開展研究難度較大。綜合能源系統(tǒng)的基本特征如下：
● 在系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行中可實(shí)現(xiàn)不同能源之間的優(yōu)勢互補(bǔ)。
● 為高效、靈活的能量交易提供物理支持。
● 有助于可再生分布式能源
● 增強(qiáng)系統(tǒng)的安全可靠性，并可實(shí)現(xiàn)較低成本的能源獨(dú)立供給。
● 提高能源利用效率、降低能源費(fèi)用。
● 強(qiáng)耦合的多能源系統(tǒng)可能增加系統(tǒng)級(jí)聯(lián)事故的風(fēng)險(xiǎn)。
Q、什么是綜合能源服務(wù)？
綜合能源服務(wù)是一種新型的為滿足終端客戶多元化能源生產(chǎn)與消費(fèi)的能源服務(wù)方式，涵蓋能源規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程投資建設(shè)，多能源運(yùn)營服務(wù)以及投融資服務(wù)等多個(gè)方面。
綜合能源服務(wù)的概念雖然是近幾年被提出，但綜合能源的實(shí)踐卻是早已有之，比如能源企業(yè)在其產(chǎn)業(yè)鏈上下游由業(yè)務(wù)領(lǐng)域延伸、拓展所形成的縱向一體化，都具有綜合能源服務(wù)的雛形和基本特征。但真正具有綜合能源服務(wù)內(nèi)涵的現(xiàn)代化模式還是剛剛嶄露頭角，目前尚處于起步階段。開展能源服務(wù)的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司以及能源供給、消費(fèi)提供技術(shù)服務(wù)支撐的公司都有可能發(fā)展為綜合能源服務(wù)企業(yè)。
● 綜合能源服務(wù)從經(jīng)營跨度分類，可以分為產(chǎn)、供、銷一體化以及其中某兩個(gè)環(huán)節(jié)組合的綜合能源服務(wù)類型。
● 綜合能源服務(wù)從提供能源的種類屬性劃分，可以分為傳統(tǒng)能源、新能源及傳統(tǒng)能源和新能源相結(jié)合的綜合能源服務(wù)類型等。
Q、電力企業(yè)向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型的主要模式？
電力企業(yè)向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型具有四種主要模式：
● 供給端延伸型：發(fā)電企業(yè)向售電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，如大唐成立17家區(qū)域性的營銷公司如新奧、協(xié)鑫的發(fā)展模式：以燃?xì)鉃橹鲗?dǎo)，同時(shí)往燃?xì)馍疃燃庸ぁ?
● 網(wǎng)絡(luò)傳輸端升級(jí)型：電網(wǎng)企業(yè)從過去以投資、建設(shè)、運(yùn)營電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)責(zé)輸配電環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)，放開售電側(cè)，并允許參與售電側(cè)競爭，收取過網(wǎng)費(fèi)。
● 消費(fèi)端延伸型（需求導(dǎo)向）：具有增量配電網(wǎng)投資，擁有配電網(wǎng)運(yùn)營權(quán)的售電公司最具有發(fā)展前景，這類公司除基本售電業(yè)務(wù)外，更多發(fā)展增值業(yè)務(wù)。
● 技術(shù)、裝備滲透型：具有先進(jìn)能源設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和雄厚技術(shù)基礎(chǔ)的制造型企業(yè)和技術(shù)型企業(yè)，依托專業(yè)人才、關(guān)鍵技術(shù)、先進(jìn)的能源管理理念，可能發(fā)展成為綜合能源服務(wù)提供商。
Q、綜合能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)？
● 綜合能源系統(tǒng)的建模技術(shù)。
● 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)。
● 綜合能源系統(tǒng)能量優(yōu)化管理技術(shù)。
● 綜合能源系統(tǒng)市場化運(yùn)營機(jī)制及模式。
● 綜合能源系統(tǒng)仿真平臺(tái)。
Q、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃如何開展？
綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃需重點(diǎn)開展以下三個(gè)方面的工作：
● 充分挖掘當(dāng)?shù)刭Y源，盡量降低對(duì)大規(guī)模遠(yuǎn)距離外來能源輸送的依賴；
● 深入用戶內(nèi)部分析用能的本質(zhì)需求，充分利用先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換和循環(huán)利用技術(shù)，滿足用能本質(zhì)需求；
● 合理利用不同能源系統(tǒng)的慣性差異，優(yōu)化配置儲(chǔ)能及能源轉(zhuǎn)換裝置，通過綜合能源系統(tǒng)的解耦分析。
同時(shí)應(yīng)以用能本質(zhì)需求為導(dǎo)向開展綜合能源規(guī)劃：
● 調(diào)查區(qū)域內(nèi)各用能客戶的用能需求，并根據(jù)生產(chǎn)工藝、負(fù)荷特征等進(jìn)一步分析不同能源需求之間是否具有可替代性，以及在改進(jìn)生產(chǎn)工藝或者技術(shù)升級(jí)后，電代氣、電代熱等能源替代可能達(dá)到的比例。
● 繪制區(qū)域內(nèi)客戶的用電、用氣、用熱、用冷的日最大負(fù)荷、日負(fù)荷率、典型日負(fù)荷、日峰谷差、年最大峰谷差、年負(fù)荷曲線等進(jìn)行分析，并根據(jù)主要用戶的用能發(fā)展趨勢對(duì)未來的用能需求進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。
● 結(jié)合上述資料，在考慮合理能源替代的情況下，對(duì)區(qū)域能源需求進(jìn)行總體分析和預(yù)測。
Q、能源服務(wù)新模式——智慧綜合能源服務(wù)？
在能源互聯(lián)網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型背景下，能源服務(wù)將從傳統(tǒng)的以產(chǎn)品為中心的服務(wù)模式，向以客戶為中心的服務(wù)模型轉(zhuǎn)型，即綜合能源服務(wù)?！爸腔?”是一種基于信息技術(shù)最新成果并展現(xiàn)人文精神的創(chuàng)新性服務(wù)體系，是基于“大數(shù)據(jù)”、“云計(jì)算”、“物聯(lián)網(wǎng)”和“移動(dòng)通信”最新技術(shù)成果，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象的不同需求所進(jìn)行的一種再創(chuàng)新，一般包含“感知”、“協(xié)同”和“優(yōu)化”三個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)能源的“引流”、“匯聚”和“賦能”。
智慧綜合能源服務(wù)具體包括能源智慧供應(yīng)服務(wù)、能源生產(chǎn)消費(fèi)智能化設(shè)施建設(shè)和運(yùn)維服務(wù)、智慧節(jié)能服務(wù)、智慧用能服務(wù)、能源市場智能化交易服務(wù)五大類內(nèi)容。
Q、智慧綜合能源服務(wù)實(shí)施路徑？
能源企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的最終目標(biāo)和重要途徑是提升綜合能源服務(wù)水平。通過打造智慧綜合能源服務(wù)平臺(tái)，開展智慧能源業(yè)務(wù)運(yùn)營，創(chuàng)新商業(yè)模式，形成完善的智慧綜合能源系統(tǒng)，進(jìn)而提升綜合能源服務(wù)水平。具體包括以下四個(gè)方面：
● 設(shè)計(jì)智慧綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)及打造服務(wù)示范。
● 建設(shè)智慧綜合能源服務(wù)平臺(tái)及運(yùn)營機(jī)制。
● 打造區(qū)域、園區(qū)與企業(yè)級(jí)示范并推廣應(yīng)用。
● 創(chuàng)新智慧綜合能源服務(wù)商業(yè)模式，積極開拓綜合能源服務(wù)市場。
Q、智慧綜合能源系統(tǒng)的組成和關(guān)鍵技術(shù)？
智慧綜合能源系統(tǒng)包括基礎(chǔ)設(shè)施層、能源感知層、泛在通信層、系統(tǒng)服務(wù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，支撐多樣化智慧能源綜合服務(wù)業(yè)務(wù)。其關(guān)鍵技術(shù)包括：大數(shù)據(jù)應(yīng)用、人工智能、區(qū)塊鏈應(yīng)用、信息-物理耦合系統(tǒng)、多能流綜合能量管理平臺(tái)技術(shù)、云化部署技術(shù)、智能感知技術(shù)、多能流優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、分布式電源集群虛擬同步化控制等。目前，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)經(jīng)過不斷積累，形成了以智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)為核心載體，集投資、咨詢設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、軟硬件產(chǎn)品提供、能源交易和運(yùn)營為一體的智慧綜合能源系統(tǒng)服務(wù)模式。
