隨著園區(qū)綠色低碳發(fā)展的深入，多能互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。然而，如何管理、協(xié)調(diào)電、天然氣、地?zé)帷⑽蓓敼夥榷喾N能源資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、低碳的效果，就成為一個(gè)不可逾越的難題。
2月23日，由華北電力大學(xué)牽頭，多家單位參與的“基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱“綜合能源系統(tǒng)”項(xiàng)目）順利通過由國(guó)家電網(wǎng)公司組織的線下驗(yàn)收。
在不增加原有新能源投入的前提下，通過科學(xué)算法、系統(tǒng)管理達(dá)到節(jié)能降碳的目的。這也成為科技賦能綠色低碳發(fā)展的一個(gè)生動(dòng)案例，為一個(gè)個(gè)園區(qū)的綠色發(fā)展提供了另一條路徑。
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華北電力大學(xué)曾鳴教授。受訪者供圖
多方聚力的綜合能源系統(tǒng)
2020年，由華北電力大學(xué)牽頭，聯(lián)合中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、國(guó)網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團(tuán)有限公司、國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司、國(guó)網(wǎng)山東省電力公司等多家單位，共同承擔(dān)了國(guó)家電網(wǎng)有限公司總部科技項(xiàng)目“綜合能源系統(tǒng)”的科研任務(wù)。
這究竟是一個(gè)怎樣的項(xiàng)目，需要多家“國(guó)字號(hào)”展開聯(lián)合攻關(guān)？
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人華北電力大學(xué)曾鳴教授在接受貝殼財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示：“綜合能源系統(tǒng)，是指一定區(qū)域內(nèi)的能源系統(tǒng)利用先進(jìn)的技術(shù)和管理模式，整合區(qū)域內(nèi)石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源，實(shí)現(xiàn)多異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)規(guī)劃、優(yōu)化運(yùn)行、協(xié)同管理、交互響應(yīng)和互補(bǔ)互濟(jì)，在滿足多元化用能需求的同時(shí)有效提升能源利用效率，進(jìn)而促進(jìn)能源可持續(xù)發(fā)展的新型一體化能源系統(tǒng)。”
曾鳴表示，多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)優(yōu)化是綜合能源系統(tǒng)的基本內(nèi)涵。其中，多能互補(bǔ)是指石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源子系統(tǒng)之間互補(bǔ)協(xié)調(diào)，突出強(qiáng)調(diào)各類能源之間的平等性、可替代性和互補(bǔ)性；協(xié)調(diào)優(yōu)化是指實(shí)現(xiàn)多種能源子系統(tǒng)在能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和綜合利用等環(huán)節(jié)的相互協(xié)調(diào)，通過規(guī)劃優(yōu)化解決系統(tǒng)“如何建”、通過運(yùn)行優(yōu)化解決“如何調(diào)”的問題，實(shí)現(xiàn)“兩高三低”目標(biāo)，即系統(tǒng)綜合能效的提高、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的提高、用戶用能成本的降低、系統(tǒng)碳排放的降低和系統(tǒng)其他污染物排放的降低。
“構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)有助于打通多種能源子系統(tǒng)間的技術(shù)壁壘、體制壁壘和市場(chǎng)壁壘，促進(jìn)多種能源互補(bǔ)互濟(jì)和多系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化，在保障能源安全的基礎(chǔ)上促進(jìn)能效提升和新能源消納，大力推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。”曾鳴說(shuō)道。
科技賦能后綜合能效提升10%-30%
驗(yàn)收會(huì)上，曾鳴對(duì)項(xiàng)目的理論研究與實(shí)際落地情況進(jìn)行了整體介紹。曾鳴表示，項(xiàng)目以大數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用為主線，有效利用華北電力大學(xué)的技術(shù)落地工程數(shù)據(jù)和山東省省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)，深度挖掘設(shè)備出力與負(fù)荷特征，并進(jìn)行理論模型的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和迭代優(yōu)化，降低了理論模型與實(shí)際運(yùn)行之間的偏差，從而確保了理論研究與技術(shù)落地的“兩手抓和兩手硬”。
華北電力大學(xué)王永利副教授表示，在設(shè)備信息庫(kù)構(gòu)建方面，項(xiàng)目組構(gòu)建了包括19種綜合能源關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)備信息庫(kù)，為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃平臺(tái)提供基礎(chǔ)支撐；在源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃方法方面，項(xiàng)目組實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)不同品位能源的高效轉(zhuǎn)換與利用；在基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合能源規(guī)劃平臺(tái)構(gòu)建方面，項(xiàng)目組立足于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)理論研究成果，構(gòu)建了綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃平臺(tái)；在綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃實(shí)施示范應(yīng)用方面，項(xiàng)目組開展綜合能源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用示范，驗(yàn)證了優(yōu)化技術(shù)的多維效能，并進(jìn)行了裝置平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)部署與實(shí)際應(yīng)用測(cè)試。
據(jù)了解，自項(xiàng)目立項(xiàng)以來(lái)，項(xiàng)目組赴山東德州、聊城、煙臺(tái)、濰坊等多地市面向多類型用戶開展數(shù)據(jù)收集與實(shí)地調(diào)研工作，并設(shè)立青島中德生態(tài)園 、廈門翔安新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)、國(guó)網(wǎng)山東電力生產(chǎn)檢修建設(shè)基地等三項(xiàng)示范工程。
經(jīng)過三年努力，該項(xiàng)目取得了從理論方法到技術(shù)應(yīng)用的多重突破。在技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，相較于園區(qū)歷史測(cè)算數(shù)據(jù)，2021年示范園區(qū)冷熱電系統(tǒng)年化總成本降低10 %-25%，綜合能效提升10 %-30%，充分說(shuō)明綜合能源規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)取得明顯效果。
園區(qū)降碳推動(dòng)綠色發(fā)展
綜合能源系統(tǒng)具備清潔化、綜合化、智能化、去中心化“四化”特征，是我國(guó)能源現(xiàn)代化發(fā)展轉(zhuǎn)型的有效路徑。華北電力大學(xué)自2015年起，確立了綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、市場(chǎng)、評(píng)估四大關(guān)鍵技術(shù)路線，致力于綜合能源系統(tǒng)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)體系的研究與應(yīng)用工作，進(jìn)行了一系列科技攻關(guān)和實(shí)踐工作。
曾鳴向貝殼財(cái)經(jīng)記者表示：“綜合能源系統(tǒng)可通過多種方式應(yīng)對(duì)能源系統(tǒng)降碳需求，支撐我國(guó)雙碳目標(biāo)落實(shí)。其一，綜合能源系統(tǒng)內(nèi)通常設(shè)有新能源設(shè)備，可通過儲(chǔ)能、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備增加系統(tǒng)新能源裝機(jī)水平，降低外購(gòu)電、外購(gòu)能量，或通過綠電上網(wǎng)產(chǎn)生CCER（國(guó)家核證自愿減排量），產(chǎn)生降碳效益；其二，系統(tǒng)可通過多能互補(bǔ)與多環(huán)節(jié)協(xié)同，利用智能化、綜合化的能源管理方式，降低高碳能源消耗比例，同時(shí)提升系統(tǒng)綜合能效，以達(dá)到系統(tǒng)降碳效果；其三，綜合能源系統(tǒng)通過整合內(nèi)部資源，可形成對(duì)外部電力系統(tǒng)靈活性支撐能力，提升新型電力系統(tǒng)的可調(diào)資源與新能源消納水平，支撐電力系統(tǒng)降碳。
曾鳴認(rèn)為，綜合能源系統(tǒng)方興未艾，伴隨著新一輪技術(shù)革命的深入推進(jìn)，各類基于大數(shù)據(jù)的能源規(guī)劃技術(shù)將不斷創(chuàng)新突破，為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化提供了更加豐富的技術(shù)手段。
新京報(bào)零碳研究院研究員 白華兵
編輯 王進(jìn)雨 校對(duì) 趙琳
責(zé)任編輯：Rex_25
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