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珠海能源互联网示范项目综合能源运营服务应用

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Vol.21，No.4Jul.，2019POWERDSM|珠海能源互联网示范项目综合能源运营服务应用陈建福1，蔡元纪2，3，李建标1，黄明磊1，裴星宇1，陈启鑫2,3

（1.广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海519000；2.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京100084；3.清华大学电机系，北京100084）

摘要：面对能源互联网发展的机遇和挑战，广东电网公司在珠海组织建设了“支持能源消费革命的城市-园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”。示范项目的应用层建设，面向横琴自贸区实现了多能协同运营，面向全市实现基于互联网理念与技术的分布式资源管理、适应市场机制的需求响应和智慧用能服务，初步打造珠海综合能源运营服务应用体系。项目提出了推进电力市场建设、扶持和培育新型市场主体、组织制定国家或行业能源互联网建设的技术标准体系等3方面建议，有助于促进我国能源互联网产业的持续、健康发展。关键词：能源互联网；能源服务；多能协同；需求响应；示范项目

Abstract：GuangdongPowerGridCo.hasorganizedanur⁃ban⁃parktwo⁃level‘Internet+’smartenergypilotprojectsupport⁃

ingenergyconsumptionrevolutioninZhuhaitomeettheopportuni⁃tiesandchallengesofthedevelopmentoftheenergyInternet.Theapplicationlayerofthepilotproject,whichinitiallybuiltZhuhaiin⁃tegratedenergyoperationserviceapplicationsystem,hasrealizedmulti⁃energycooperationinHengqinregion,distributedresourcemanagementbasedonInternetconceptandtechnology,demandre⁃sponsetomarketmechanismandintelligentenergyserviceforthewholecity.TheprojecthasaccumulatedvaluableexperiencefortheconstructionofenergyInternet,andhasformedasustainablepilotanddemonstrationexperience.Basedontheproject,threesuggestionshavebeenputforward:promotingtheconstructionofpowermarket,supportingandcultivatingnewmarketplayers,orga⁃nizingandformulatingthetechnicalstandardsystemforthecon⁃structionofnationalorindustrialenergyInternet,whichwillcon⁃tributetothesustainableandhealthydevelopmentofChina’sener⁃gyInternetindustry.Keywords：energyInternet;energyservice;multi⁃energyco⁃operation;demandresponse;pilotproject

中图分类号：TK018；TM715文献标志码：B

OperationandserviceapplicationsofintegratedenergysysteminZhuhaienergyInternetdemonstrationprojectCHENJianfu1,CAIYuanji2，3,LIJianbiao1,HUANGMinglei1,PEIXingyu1,CHENQixin2，3

（1.ZhuhaiPowerSupplyBureau,GuangdongPowerGridCo.,Ltd.,Zhuhai519000,China;2.StateKeyLabofControlandSimulationofPowerSystemsandGenerationEquipment,Beijing100084,China;

3.DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China）

文章编号：1009-1831（2019）04-0083-04DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2019.04.017

收稿日期：2019-05-05基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（GDKJXM20172000）ThisworkwassupportedbyScienceandTechnologyProject

ofChinaSouthernPowerGridCo.,Ltd.（No.GDKJXM20172000）

0引言能源互联网是以电力系统为核心与纽带，多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同，利用互联网思维与技术改造能源行业的新型生态系统［1—2］。能源互联网将互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合，是新一轮能源革命的支点，将有力推动中国能源产业的高质量发展和可持续发展。2016年2月，国家发展改革委、国家能源局和工

业信息化部联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》［3］，要求在2016—2018年着力推进能源互联网试点示范工作，在2019—2025年着

力推进能源互联网多元化、规模化发展，标志着我国能源互联网的产业发展进入实质化推进阶段。2017年6月，国家能源局确定了首批55个能源互联

网示范项目［4］，包括“综合试点示范”和“典型创新模式试点示范”等两大类九小类，旨在带动能源互联网新技术、新模式、新业态发展，形成可持续、可推广的试点示范经验，促进整个产业健康发展。能源互联网的建设成本高、建设周期长，在整个产业发展和试点示范工程的建设过程中，不可避免的受到政策、经济、社会、技术等多方面因素的影响和制约。具体来讲：①政策制定缺乏顶层统筹规划设计，针对增量配网改革、分布式发电直接交易等的政策文件存在落地执行困难［5］，相关标准和规范体系仍处于探索阶段［6］，行业缺乏统一的话语体系；②电、冷、热、气、油、交通等系统存在物理传输和转

换限制，未能实现充分的开放互联，不同行业中的利益相关主体天然存在难以协调的利益壁垒，缺乏可行的合作机制［7—8］；③统一开放、有序竞争的现代能

83|电力需求侧管理第21卷第4期2019年7月

源互联网市场体系尚未建立，能源价格依赖管制，难以体现不同能源在不同时空下的差异化价值；能源网络仍被少数大型公司垄断，用户处于被动地位，市场主体培育不充分［9］，缺乏创新创业氛围，难以孕育新的商业模式；④科学技术研究的瓶颈限制能源互联网的快速发展，在材料、器件、设备、系统、通信、信息等技术环节，以及金融、运营、管理等非技术环节，仍需开展大量研究工作［10—11］，特别是如何实现能源领域对互联网技术与思维的深度融合，解决跨学科交叉方向的技术难题，有待深入研究探索。面对能源互联网发展的机遇和挑战，广东电网公司在珠海组织建设了“支持能源消费革命的城市-园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”（以下简称“示范项目”）。示范项目立足珠海市在多能综合应用和新能源接入、用户信息智能管理及市场化机制等方面的迫切需求，开展了能源互联网技术应用、商业模式和政策创新试点。示范项目已于2019年3月通过验收，成为首批能源互联网示范项目中首个通过国家能源局组织验收的项目。示范项目按物理层、信息层、应用层3层建设。物理层：在唐家科技园区建设柔性交直流混合配电网，在横琴自贸区建设高可靠性交流配电网；信息层：面向全市部署智慧能源终端和多元通信网络，建设智慧能源大数据云平台；应用层：面向横琴自贸区实现多能协同运营，面向全市实现基于互联网理念与技术的分布式资源管理、适应市场机制的需求响应和智慧用能服务，初步打造珠海综合能源运营服务应用体系。

1综合能源运营应用

1.1多能协同运营从横琴区域的能源生产情况和消费需求来看，在生产侧，有天然气、液化天然气、光伏发电等不同种类的能源供给形式；在消费侧，同样有供热需求、供冷需求、燃气需求、用电需求等不同种类的能源消费方式。各种能源形式在生产和传输过程中可以进行转换，如：冷热电联产机组、电制冷设备等，根据资源禀赋的不同，不同的资源还可以进行不同类别的存储，如：冰蓄冷和电池储能系统等，由此构成了复杂的综合能源网络，如图1所示。多能协同运营应用实现了横琴区域电、冷、热、气等能源全过程数据采集和全景展示，支撑多能生产、转换、存储和消费各环节的运行情况和利用效率分析。针对多能运行优化的困难［12］，开展了多能源系统元件级建模和基于能量枢纽的多能源系统规范化分析方法研究，以多能运营成本最小化等为目标，采用非线性二次规划技术，定期和非定期进行优化，并将优化策略和建议推送给相关运营方，有力支持多能协同补充和能源综合梯级利用，提高了能源的整体利用效率。1.2分布式资源管理

对于电网来说，分布式资源是一柄双刃剑。地

区电网中大量分布式电源接入配网后，电网公司经营模式由单向供电业务向双向供电业务转变，配网与主网之间有功无功传递呈现相互渗透、紧密联系的新特征和新挑战。与此同时，分布式资源也为电网提供了新的可调节手段，能够降低高峰负荷水平，节省网络建设投资［13］。目前电网对于分布式资源的建设、感知和管理存在盲区，分布式资源的自身发展也面临运行、补贴、市场等方面的困难。为此，分布式资源管理应用提出了分布式资源接入、运营、消纳、交易等一揽子解决方案，并研究了虚拟电厂调度策略、分布式能量交易机制和绿色证书流通机制等关键问题。分布式资源管理应用实现了：①对珠海全市的新能源、储能、充电桩设备的数据计量、接入和采集，包括2座风电站、8个10kV并网光伏电站和431户企业/居民低压光伏电站、2个储能站、410基充电桩和1个直流微网，并实现对分布式资源运行状况的设备级监视和分析；②动态预测特定区域内的分布式发电能力，向调度部门提供相关调度运行建议；③将分布式电源、可控负荷、电动汽车及储能等灵

活性资源自由组合成虚拟电厂，如图2所示，参与系统调控以及调峰调频、潮流优化等辅助服务；④支持分布式资源和临近用户之间的直接交易；⑤计量

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综合能源系统的设计与应用

综合能源系统的设计与应用

综合能源系统的设计与应用1. 引言1.1 综合能源系统概述综合能源系统是指多种能源形式相互衔接、互为补充的能源系统。

通过整合传统能源和新能源，如煤炭、天然气、核能、风能、太阳能等，实现能源的高效利用和系统的优化。

综合能源系统的设计旨在实现能源的多元化和可持续发展，提高能源利用效率和降低能源消耗成本。

综合能源系统的设计原则包括综合考虑各种能源形式的特点和优势，根据实际需求和资源情况确定最佳能源组合，优化能源转换和储存系统，提高系统的可靠性和安全性。

综合能源系统还需要考虑与环境的协调，减少能源消耗对环境的影响，实现能源可持续利用。

综合能源系统的设计和应用已经在许多领域得到了广泛应用，如工业、建筑、交通等。

通过将不同能源形式整合在一起，可以实现能源的高效利用，降低能源消耗成本，减少对传统能源的依赖，推动能源革新和可持续发展。

在未来，随着新能源技术的不断发展和成熟，综合能源系统将更加普及和完善，为能源领域带来新的机遇和挑战。

1.2 研究背景综合能源系统的设计与应用是当前能源领域的研究热点之一。

随着能源需求的不断增加和能源结构的不断调整，传统能源系统已经难以满足社会的需求。

对综合能源系统进行研究具有极其重要的意义。

综合能源系统设计的背景是随着我国经济的快速发展，能源需求呈现出急剧增长的趋势。

传统的能源系统主要依赖于传统的煤炭、石油等化石能源，但这些能源资源的储量有限，且使用过程中容易造成环境污染和气候变化等问题。

急需开发利用新能源技术，改善我国能源结构，保障能源安全。

综合能源系统的设计不仅可以实现不同能源之间的协调利用，提高能源的利用效率，还可以减少对环境的影响，促进可持续发展。

综合能源系统的研究背景正是基于这样的背景需求而展开的。

1.3 研究意义综合能源系统的研究意义在于可以有效整合各种能源资源，提高能源利用效率，降低能源的消耗和排放，实现可持续发展。

通过综合能源系统的设计与应用，可以优化能源供应结构，降低能源生产和消耗成本，提高能源利用的经济性和环保性。

区域智慧能源综合服务平台建设与应用

区域智慧能源综合服务平台建设与应用

区域智慧能源综合服务平台建设与应用摘要：综合服务平台能够为智慧能源建设提供全面的解决方案，为了确保电力物联网的深化建设，就应当从平台的总体定位、服务对象以及功能设计等方面进行规划建设，平台中包含能源物联网感知层、网络层、平台层以及应用层这四个部分的架构，运用“混合云”的形式就能够将各个部分组织到一起，为了确保区域智慧能源综合服务平台的平稳建设，本文将根据上述内容展开相关讨论。

关键词：智慧能源；区域综合服务；平台建设；应用要点引言：平台对区域能源的建设运营起到了支撑作用，我们可以利用电能质量检测、能耗分析、虚拟电厂以及智能化运营维护等模式的应用，来实现区域智慧能源综合服务平台设计与开发任务的完成。

能源系统的变革需要物联网、大数据以及云计算等技术的融合，这也为电力企业的发展带来的新的挑战。

1.建设内容1.平台总体架构综合服务平台的标准规范体系需要以安全防护体系为保障，将内外部的系统进行集成对接，而且平台总体架构属于柔性的，也是可靠的，这样就能够在其以扩展的基础上能够对不同用户的需求进行满足[1]。

首先，在能源物联网感知层，综合服务平台适配了冷、热、气、电等能源智能终端，从而确保了能源信息的标准采集准确度，针对综合服务平台确保智能控制的实现。

支撑智慧能源服务的是平台层的能源数据中台。

其次，对于标准化通信规约和多类型网络传输技术的应用，能够让网络层实现设备、平台以及服务之间的相互联系与沟通，进一步提升的平台系统的连通性。

最后，到了应用层，其则主要以计算机端、移动应用端和大屏幕系统等设备来为系统展现做准备，该平台面向政府、消费者、运营山以及产品和服务商来提供提供应用系统服务，多方位满足服务需求。

1.混合云架构模式大数据应用的产业化在国内已成为主流趋势，而混合云的架构模式也就受到了更多的企业与政府的青睐，为了确保IT基础架构的有效转型，我们必须将业务当中的数字化优势进行良好发挥，从而真正促进业务的创新发展。

综合智慧能源系统及其工程应用

综合智慧能源系统及其工程应用

综合智慧能源系统及其工程应用■ 国网中兴有限公司 俞学豪 袁海山 叶昀引言目前，全球范围内能源消耗剧增，导致环境污染加剧。

如何减少传统能源浪费、提高清洁能源消纳，已成为世界各国政府关注的问题之一。

“节能减排”“新能源”“绿色环保”“智慧监控”等新理念，已逐渐深入国民经济和社会生活[1]。

传统能源系统运行常常局限于电、气、热、冷等单一能源形式，能源利用效率、可再生能源消纳、节能减排等问题遭遇瓶颈。

近几年，随着新一轮电力体制改革和互联网信息技术、清洁能源的不断发展，综合能源系统逐步从理念变成现实，也逐步取代传统能源系统成为了推动电力行业发展的新动力。

本文从国内外两个方面对综合能源系统发展状况进行归纳总结，提出区域综合智慧能源系统典型架构及其关键技术，并将其应用于示范项目之中，最后对项目的预期效果进行分析并展望其未来发展。

国内外综合能源系统发展状况国外综合能源系统发展状况传统能源系统产生于20世纪70年代中期，主要是为了对已有建筑进行节能改造，合同能源管理是主要的商业模式。

随着人类科技的发展，在20世纪70年代末期，分布式能源系统在美国诞生，主要是推广热电联供、光伏、热泵等可再生能源的利用[2]。

随着互联网、大数据、云计算等技术的出现，融合清洁能源与可再生能源的区域微网技术的新型综合能源服务模式诞生。

综合能源系统对提升能源利用效率和实现可再生能源规模化开发具有重要的支撑作用，世界各国根据自身需求制定了适合自身发展的综合能源发展战略。

（1）欧洲早在欧盟第五框架（FP5）中，虽然综合能源系统概念尚未明确定义，但是有关能源协同优化的研究得到极大重视。

在欧盟第六框架和欧盟第七框架中，能源协同优化和综合能源系统的相关研究得到进一步深化。

（2）美国在技术方面，美国非常注重与综合能源相关理论技术的研发。

21世纪初，美国能源部即提出了综合能源系统（Integrated Energy System，IES）发展计划，旨在提高可再生能源的供应与使用比重，进一步提高社会供能系统的可靠性和经济性，而其重点是促进对分布式能源（DER）和冷热电联供（CCHP）技术的进步和推广应用。

多模式多场景综合能源数字化智慧运营中台技术与应用

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248 EPEM 2022.6 上

电力装备Electric Equipment

多模式多场景综合能源数字化智慧运营中台技术与应用

中电投东北能源科技有限公司 杨文涵 傅 腾 张 敏 郑立军 国家电投集团东北电力有限公司 陈晓利

引言当前，能源转型成为全球发展的趋势，世界

各国纷纷布局新能源、综合智慧能源领域的建设，我国革命性提出了3060双碳战略绝对目标，亦相继出台了一系列节能增效相关政策措施，旨在调整能源结构、提高能源效率。综合能源服务作为适应现代能源供应体系和消费方式多样化变革的需要，融合供能侧多种供能方式和用能侧多种需求响应的能源服务创新模式，打破了原有“电热冷气水”多门类能源供应壁垒，结合不同场景用户侧需求定制供能方案，实现多种能源形态协同转化、优化配置，获取经济效益最大化。但目前综合能源服务市场尚处于孵化阶段，综能管控技术尚未成熟，区域能源管理主要呈现以下几个方面的问题：能源管理粗放，浪费现象严重。用电设备长时间运行，公共能源浪费严重，用户自觉节能意识薄弱。能源管理粗放缺乏详细实时的能耗计量底层数据，能源浪费现象无法得到有效的监测和重视；信息化水平不高，计量监测水平较低。信息化水平不高，传统的能源监控系统技术难以满足需求，多类型的数据难以获得，缺少详细的数据分析，进而无法支持各类节能分析和控制策略的实施；节能增效新技术应用潜力有待挖掘。物联网、大数据、云计算等新一代信息技术推广度不高，有待结合能源行业开展深入研究，以实现能源供应与消耗全过程的泛在感知，支撑节能降耗潜力挖掘。

针对区域能源管理方面国内外学者在多能互补系统建模[1]、技经分析[2]、规划设计[3]等方面已取得一定研究成果，德国在2008年启动电力能源计划，实现对接电气设备实行标准化的数据结构和设备服务，可独立于生产商支持建筑自动化和能效管理功能；美国C3工时运用大数据技术开放分析引起和能源服务平台，为用户提供能源服务，为实现需求侧响应提供重要支持。国内目前已开发了众多综合能源示范项目，但综能技术整体处于初级、快速发展阶段，就早期国网天津、国网江苏综能等示范项目[4]来看，虽多能互补综能管控已初显成效，但面向不同综能场景的技术方案、手段类似，未能达到定制化、精细化的能源管控目标。总体来看综合能源管控在储能、多能优化协调控制技术和商业模式创新上还有很多挑战，较多项目技术路线类似，关于面向多模式多场景下综合能源的管控与服务研究不足。同时在互联网+时代背景下，基于“云大物智移”等信息化技术的应用推动了综合能源服务的飞速发展，随着新能源为主体的能源结构和信息技术更加深度的融合，为深度挖掘节能潜力，实现智能、科学、高效的能耗监管、能效提升、能源管理，保障区域综合能源协调联动、供需平衡、效益最大化，聚焦用户需求，结合先进的信息化技术研发综合能源数字化智慧运营平台，建设开放的能源网服务生态至关重要。本文基于园区型场景对电热冷汽水多能形态的