随着园区绿色低碳发展的深入，多能互补的综合能源系统得到广泛应用。然而，如何管理、协调电、天然气、地热、屋顶光伏等多种能源资源，实现节能、环保、低碳的效果，就成为一个不可逾越的难题。
2月23日，由华北电力大学牵头，多家单位参与的“基于大数据驱动的综合能源系统规划及关键技术研究与应用示范”项目（简称“综合能源系统”项目）顺利通过由国家电网公司组织的线下验收。
在不增加原有新能源投入的前提下，通过科学算法、系统管理达到节能降碳的目的。这也成为科技赋能绿色低碳发展的一个生动案例，为一个个园区的绿色发展提供了另一条路径。
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华北电力大学曾鸣教授。受访者供图
多方聚力的综合能源系统
2020年，由华北电力大学牵头，联合中国电力科学研究院有限公司、国网综合能源服务集团有限公司、国网经济技术研究院有限公司、国网山东省电力公司等多家单位，共同承担了国家电网有限公司总部科技项目“综合能源系统”的科研任务。
这究竟是一个怎样的项目，需要多家“国字号”展开联合攻关？
项目负责人华北电力大学曾鸣教授在接受贝壳财经记者采访时表示：“综合能源系统，是指一定区域内的能源系统利用先进的技术和管理模式，整合区域内石油、煤炭、天然气和电力等多种能源资源，实现多异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济，在满足多元化用能需求的同时有效提升能源利用效率，进而促进能源可持续发展的新型一体化能源系统。”
曾鸣表示，多能互补、协调优化是综合能源系统的基本内涵。其中，多能互补是指石油、煤炭、天然气和电力等多种能源子系统之间互补协调，突出强调各类能源之间的平等性、可替代性和互补性；协调优化是指实现多种能源子系统在能源生产、运输、转化和综合利用等环节的相互协调，通过规划优化解决系统“如何建”、通过运行优化解决“如何调”的问题，实现“两高三低”目标，即系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高、用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其他污染物排放的降低。
“构建综合能源系统有助于打通多种能源子系统间的技术壁垒、体制壁垒和市场壁垒，促进多种能源互补互济和多系统协调优化，在保障能源安全的基础上促进能效提升和新能源消纳，大力推动能源生产和消费革命。”曾鸣说道。
科技赋能后综合能效提升10%-30%
验收会上，曾鸣对项目的理论研究与实际落地情况进行了整体介绍。曾鸣表示，项目以大数据采集与应用为主线，有效利用华北电力大学的技术落地工程数据和山东省省级智慧能源服务平台数据，深度挖掘设备出力与负荷特征，并进行理论模型的数据验证和迭代优化，降低了理论模型与实际运行之间的偏差，从而确保了理论研究与技术落地的“两手抓和两手硬”。
华北电力大学王永利副教授表示，在设备信息库构建方面，项目组构建了包括19种综合能源关键设备的设备信息库，为综合能源系统规划平台提供基础支撑；在源网荷储协同规划方法方面，项目组实现了系统内不同品位能源的高效转换与利用；在基于大数据驱动的综合能源规划平台构建方面，项目组立足于大数据分析技术和综合能源系统规划技术理论研究成果，构建了综合能源系统规划平台；在综合能源系统规划实施示范应用方面，项目组开展综合能源规划优化技术的应用示范，验证了优化技术的多维效能，并进行了装置平台的现场部署与实际应用测试。
据了解，自项目立项以来，项目组赴山东德州、聊城、烟台、潍坊等多地市面向多类型用户开展数据收集与实地调研工作，并设立青岛中德生态园 、厦门翔安新机场航站区、国网山东电力生产检修建设基地等三项示范工程。
经过三年努力，该项目取得了从理论方法到技术应用的多重突破。在技术实际应用过程中，相较于园区历史测算数据，2021年示范园区冷热电系统年化总成本降低10 %-25%，综合能效提升10 %-30%，充分说明综合能源规划关键技术取得明显效果。
园区降碳推动绿色发展
综合能源系统具备清洁化、综合化、智能化、去中心化“四化”特征，是我国能源现代化发展转型的有效路径。华北电力大学自2015年起，确立了综合能源系统规划、运行、市场、评估四大关键技术路线，致力于综合能源系统领域关键技术体系的研究与应用工作，进行了一系列科技攻关和实践工作。
曾鸣向贝壳财经记者表示：“综合能源系统可通过多种方式应对能源系统降碳需求，支撑我国双碳目标落实。其一，综合能源系统内通常设有新能源设备，可通过储能、能源转换设备增加系统新能源装机水平，降低外购电、外购能量，或通过绿电上网产生CCER（国家核证自愿减排量），产生降碳效益；其二，系统可通过多能互补与多环节协同，利用智能化、综合化的能源管理方式，降低高碳能源消耗比例，同时提升系统综合能效，以达到系统降碳效果；其三，综合能源系统通过整合内部资源，可形成对外部电力系统灵活性支撑能力，提升新型电力系统的可调资源与新能源消纳水平，支撑电力系统降碳。
曾鸣认为，综合能源系统方兴未艾，伴随着新一轮技术革命的深入推进，各类基于大数据的能源规划技术将不断创新突破，为综合能源系统规划优化提供了更加丰富的技术手段。
新京报零碳研究院研究员 白华兵
编辑 王进雨 校对 赵琳
