隨著園區綠色低碳發展的深入，多能互補的綜合能源系統得到廣泛應用。然而，如何管理、協調電、天然氣、地熱、屋頂光伏等多種能源資源，實現節能、環保、低碳的效果，就成為一個不可逾越的難題。
2月23日，由華北電力大學牽頭，多家單位參與的“基于大數據驅動的綜合能源系統規劃及關鍵技術研究與應用示范”項目（簡稱“綜合能源系統”項目）順利通過由國家電網公司組織的線下驗收。
在不增加原有新能源投入的前提下，通過科學算法、系統管理達到節能降碳的目的。這也成為科技賦能綠色低碳發展的一個生動案例，為一個個園區的綠色發展提供了另一條路徑。
(資料圖片)
華北電力大學曾鳴教授。受訪者供圖
多方聚力的綜合能源系統
2020年，由華北電力大學牽頭，聯合中國電力科學研究院有限公司、國網綜合能源服務集團有限公司、國網經濟技術研究院有限公司、國網山東省電力公司等多家單位，共同承擔了國家電網有限公司總部科技項目“綜合能源系統”的科研任務。
這究竟是一個怎樣的項目，需要多家“國字號”展開聯合攻關？
項目負責人華北電力大學曾鳴教授在接受貝殼財經記者采訪時表示：“綜合能源系統，是指一定區域內的能源系統利用先進的技術和管理模式，整合區域內石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源，實現多異質能源子系統之間的協調規劃、優化運行、協同管理、交互響應和互補互濟，在滿足多元化用能需求的同時有效提升能源利用效率，進而促進能源可持續發展的新型一體化能源系統。”
曾鳴表示，多能互補、協調優化是綜合能源系統的基本內涵。其中，多能互補是指石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源子系統之間互補協調，突出強調各類能源之間的平等性、可替代性和互補性；協調優化是指實現多種能源子系統在能源生產、運輸、轉化和綜合利用等環節的相互協調，通過規劃優化解決系統“如何建”、通過運行優化解決“如何調”的問題，實現“兩高三低”目標，即系統綜合能效的提高、系統運行可靠性的提高、用戶用能成本的降低、系統碳排放的降低和系統其他污染物排放的降低。
“構建綜合能源系統有助于打通多種能源子系統間的技術壁壘、體制壁壘和市場壁壘，促進多種能源互補互濟和多系統協調優化，在保障能源安全的基礎上促進能效提升和新能源消納，大力推動能源生產和消費革命。”曾鳴說道。
科技賦能后綜合能效提升10%-30%
驗收會上，曾鳴對項目的理論研究與實際落地情況進行了整體介紹。曾鳴表示，項目以大數據采集與應用為主線，有效利用華北電力大學的技術落地工程數據和山東省省級智慧能源服務平臺數據，深度挖掘設備出力與負荷特征，并進行理論模型的數據驗證和迭代優化，降低了理論模型與實際運行之間的偏差，從而確保了理論研究與技術落地的“兩手抓和兩手硬”。
華北電力大學王永利副教授表示，在設備信息庫構建方面，項目組構建了包括19種綜合能源關鍵設備的設備信息庫，為綜合能源系統規劃平臺提供基礎支撐；在源網荷儲協同規劃方法方面，項目組實現了系統內不同品位能源的高效轉換與利用；在基于大數據驅動的綜合能源規劃平臺構建方面，項目組立足于大數據分析技術和綜合能源系統規劃技術理論研究成果，構建了綜合能源系統規劃平臺；在綜合能源系統規劃實施示范應用方面，項目組開展綜合能源規劃優化技術的應用示范，驗證了優化技術的多維效能，并進行了裝置平臺的現場部署與實際應用測試。
據了解，自項目立項以來，項目組赴山東德州、聊城、煙臺、濰坊等多地市面向多類型用戶開展數據收集與實地調研工作，并設立青島中德生態園 、廈門翔安新機場航站區、國網山東電力生產檢修建設基地等三項示范工程。
經過三年努力，該項目取得了從理論方法到技術應用的多重突破。在技術實際應用過程中，相較于園區歷史測算數據，2021年示范園區冷熱電系統年化總成本降低10 %-25%，綜合能效提升10 %-30%，充分說明綜合能源規劃關鍵技術取得明顯效果。
園區降碳推動綠色發展
綜合能源系統具備清潔化、綜合化、智能化、去中心化“四化”特征，是我國能源現代化發展轉型的有效路徑。華北電力大學自2015年起，確立了綜合能源系統規劃、運行、市場、評估四大關鍵技術路線，致力于綜合能源系統領域關鍵技術體系的研究與應用工作，進行了一系列科技攻關和實踐工作。
曾鳴向貝殼財經記者表示：“綜合能源系統可通過多種方式應對能源系統降碳需求，支撐我國雙碳目標落實。其一，綜合能源系統內通常設有新能源設備，可通過儲能、能源轉換設備增加系統新能源裝機水平，降低外購電、外購能量，或通過綠電上網產生CCER（國家核證自愿減排量），產生降碳效益；其二，系統可通過多能互補與多環節協同，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，同時提升系統綜合能效，以達到系統降碳效果；其三，綜合能源系統通過整合內部資源，可形成對外部電力系統靈活性支撐能力，提升新型電力系統的可調資源與新能源消納水平，支撐電力系統降碳。
曾鳴認為，綜合能源系統方興未艾，伴隨著新一輪技術革命的深入推進，各類基于大數據的能源規劃技術將不斷創新突破，為綜合能源系統規劃優化提供了更加豐富的技術手段。
新京報零碳研究院研究員 白華兵
編輯 王進雨 校對 趙琳
責任編輯：Rex_25
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