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解码智慧能源

 

 

 

打破智慧能源发展的“三大壁垒”

 

——访华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣

崔晓利

 

 

国家能源局日前下发通知，要求4月底前完成首批“互联网+”智慧能源示范项目验收工作。首批示范项目公布近两年后迎来落地大考。《中国电力报》特约华北电力大学能源互联网研究中心主任、中国能源研究会能源互联网专委会副主任兼秘书长曾鸣，分析智慧能源发展形势，探讨综合能源系统落地，分享新一年的期待和展望。

 

 

《中国电力报》：在“四个革命、一个合作”能源安全新战略纵深推进中，2019年我国能源发展将面临什么样的发展趋势？

 

曾鸣：在“四个革命、一个合作”目标推动下，我国能源发展趋势可总结为“五化”：

·         一是网络化。指实现能源互联，使各类型能源供应与输配网络得到整合和延伸，实现各类能源的互联共享。

·         二是智能化。通过最新科技技术，如人工智能、大数据、云计算、物联网等来支撑、实现对原来能源系统的优化，既有规划层面，也有运行层面。在优化成本的同时，努力提高能源使用效率。

·         三是综合化。指多种能源耦合，即横向实现多能互补，纵向实现源（电源）、网（能源网络）、荷（用能负荷）、储（储能）协调。

·         四是清洁化。清洁能源发展的占比将越来越大。

·         五是多元化。满足用户用能的多元化需求，而不像过去那样是单一能源。

 

 

《中国电力报》：国家能源局近日下发通知，要求4月底前完成首批“互联网+”智慧能源示范项目验收工作，请谈谈您了解的典型示范项目进展情况，有哪些问题需要在验收前重点解决？

 

曾鸣：首批55个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目，要在4月底之前完成验收工作。据我掌握的信息，55个项目中有相当一部分基本没什么进展，有些项目有一些进展，但实质性进展少之又少。这其中原因很多，有配套政策原因，有经济形势原因，有投资者过于追求商业化赢利原因，也有电网企业、地方政府与业主、用户之间相互配合不力的原因。从时间上看，要彻底解决问题也不现实。现在或许只能根据实际情况，在验收的方式、方法、模式和验收的标准方面做些调整，要根据不同情况分门别类地进行梳理和调整。

 

 

《中国电力报》：智慧能源的根本目的是提供更好的综合能源服务。您深耕综合能源系统仿真领域，请介绍下综合能源系统的基本情况。

 

曾鸣：华北电力大学自2016年年底，由杨勇平校长亲自组织协调和领导，开始研发我国综合能源系统仿真平台。华北电力大学综合能源系统仿真平台的主体框架由五大目标、四大模块构成。

 

综合能源系统仿真平台主体框架要实现五大目标，即“两高三低”。

·         “两高”指综合能源效率提高、综合供能的可靠性提高。

·         “三低”指综合能源系统运行成本降低、碳排放水平降低、空气污染物排放水平降低。

仿真平台既要进行每个目标的仿真，也要对五个目标联合仿真，也就是单目标优化和多目标协调优化都要仿真，要实现相应的功能。

 

综合能源系统仿真平台主要有四大模块。

·         一是规划优化模块，主要是通过仿真平台实现顶层设计规划方案的优化选择，为后续电力勘测设计部门进行具体项目设计提供方向。

·         二是运行优化模块，即搭建综合能源管控平台，对各种能源品种每天、每小时、每时段的出力，进行优化调度。

·         三是市场交易模块，主要实现分布式、微网形式下多种能源之间的交易，以及微网与大网之间的交易，是多种能源品种的交易。

·         四是效益评估模块，综合能源系统各类效益的评估模块，包括对经济效益、环境效益和社会效益这三类进行综合评估。

 

综合能源仿真系统可以为我国发电企业、电网企业及其他能源企业开展综合能源服务提供定量的分析与优化，发挥辅助决策的功能。仿真平台的五个目标中包含政府目标、投资者目标、用户目标、社会目标等，四大仿真模块涵盖规划阶段、运行阶段、市场交易阶段以及效益评估阶段。通过后台模型和有效算法为决策提供定量分析依据，促使未来能源电力行业的各种决策更加科学、有效，尽量减少风险。

 

 

《中国电力报》：从仿真研究到实践落地，综合能源系统还将经历哪些阶段，需要解决哪些问题？

 

曾鸣：从仿真研究到实践落地是个漫长的过程。仿真主要是虚设各种情景，要想真正实践落地，还需根据实际情况，不断修正完善仿真系统的各种功能。最近半年我们一直在做这项工作，共调研了国家电网等23家央企、国企，包括电网企业、发电企业及其他能源企业，还调研了政府机构特别是各园区管委会，以及各类大用户，目的是使仿真平台在实际落地中能够真正起到作用。

 

仿真平台还没有开发完，现在是一边开发，一边已与相关若干企业签订了项目合作协议。也就是说，把仿真平台已有功能直接用在了对方工程设计的前期阶段，对企业已出台的各种规划方案进行仿真验证，对现在已运行的一些项目仿真验证。通过验证过程来相互修正，属于仿真系统功能需完善的地方就完善系统，属于实际工程误差的地方，我们希望通过仿真为实际决策提供修正建议。

 

从仿真研究到实践落地，实际上是一个调研—修正—再实践—再调研—再修正的过程，然后又把新的仿真系统用到实践中，使实际工作决策得到有效改善，这样就形成了正向、良性的循环。仿真系统在实践中可以不断完善，同时仿真系统提供的信息又使实际工作方案得到不断修正。

 

 

《中国电力报》：传统能源系统智能化转型中，存在哪些问题需要重点突破，如何通过综合能源系统解决？需要哪些方面的力量支持？

 

曾鸣：智慧能源发展过程中，目前遇到的困难可总结为三点：

·         一是体制壁垒。各类能源品种在规划、建设、运行和管理层面都相互独立，缺少能够协调管理的综合部门。

·         二是技术壁垒。各类能源的特性不尽相同，在能源生产、运输和使用环节实现互补协调方面存在技术壁垒，特别是清洁能源和传统化石能源之间的互补协调技术发展滞后。能源耦合和综合能源中的一些关键技术，还没有得到大力发展，尚不成熟。

·         三是市场壁垒。各种能源品种在市场上各自独立，缺乏价值转换媒介和机制，难以实现能源互补带来的经济效益和社会效益，缺少综合能源市场。

 

构建综合能源系统可以打破上述“三大壁垒”，即通过创新技术，通过研究异质能源的物理特性，明晰能源之间的互补性和可替代性，开发能源转化和存储新技术，提高能源开发和利用效率，打破技术壁垒；通过创新管理体制，实现多种能源子系统的统筹管理和协调规划，打破体制壁垒；通过创新市场模式，建立统一的市场价值衡量标准和价值转换媒介，从而实现能源转化互补的经济价值和社会价值，打破市场壁垒。

 

中国的智慧能源发展、综合能源系统，没有政府支持很难实际落地。综合能源系统不可能完全以用户的自然需求或者市场需求来引领，应由政府、科研机构、大型国有企业来引领。新的一年，希望在多方力量引领下，智慧能源更加有效、快速的发展，逐步克服“三大壁垒”，切实推进“四个革命、一个合作”。

 

 

 

智慧能源离我们并不远

王玮玲

 

2月15日，由国家电投和中电联联合牵头发起的中国智慧能源产业联盟在京成立，这是中央企业贯彻落实党的十九大关于“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系”要求的重要举措，意义重大。政、产、学、研、用各方资源的强强联合，正在提升智慧能源产业整体能力和水平，促进能源供给侧结构性改革不断深入。

 

对我们来说，“智慧能源”这个近几年出现的新兴概念看似遥远，却正在逐渐打破传统能源从生产到使用的单向流动路径，以更加精细和动态的方式深入到我们身边的生产和生活，从而努力达到全球的“智慧”状态，“智慧能源”距离我们已经不再遥远。

 

 

在当前万物互联的时代，越来越多的传统行业需要用数据来连接，建立在数据基础上的数字经济，已成为拉动经济增长和产业转型升级的“引擎”。相关产业的未来发展也正在朝智慧能源和数字经济方向转型升级。

 

 

开年之时，国家电网发布的2019年1号文件中，“推动电网与互联网深度融合，着力构建能源互联网”被排在了年度重点工作的首位，建设运营好“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”成为建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础。可以预见，随着新能源、分布式发电、储能、用户微网、充电桩等新的能源生产方式和消费模式的不断涌现，能源行业正在逐步向绿色、低碳、高效和能源互联共享的方向发展，这对作为基础支撑的智能电网提出更高的要求，“建设全业务泛在电力物联网”成为实现这一切的关键。而作为电力行业的另一巨擘——南方电网正在积极响应国家政策号召、拥抱AI变革的战略，与相关技术方强强联合，打造数字中国“智慧电网”，破题数字能源转型面临的“技术焦虑”。

 

 

从产业方面来看，在智慧能源规模化发展的推动下，传统产业开始进行大规模的电能替代，减少火力发电的动力生产设备。新兴产业多领域研发以清洁、可再生能源为支柱的企业，在智慧能源发展带领下，已取得长足进步。打造多能源电力耦合网络，实现综合能源调度；依托能源综合管理平台，能源清洁化比例逐步提升；建立发电与用电侧的电力交易平台，能源利用率逐步扩大。能源发展进入灵活、智能，无处不在、无所不能的新时代。