綜合能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入方式及國(guó)內(nèi)外案例研究

李海爭(zhēng)，曹建軍，王俊，李偉起

1.國(guó)能國(guó)華（北京）分布式能源科技有限責(zé)任公司；2.清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院

0 引言

中國(guó)能源消費(fèi)總量巨大，但能源清潔度和用能效率相對(duì)較低。根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒 2021》，2020年中國(guó)一次能源消費(fèi)量達(dá)到 49.8×108tce，其中化石能源占比 84.7%［1］。相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)的單位 GDP能耗水平相對(duì)較高，約為世界平均水平的1.5倍、發(fā)達(dá)國(guó)家的 2～3倍［2］。

中國(guó)不同地區(qū)能源資源稟賦差異較大，終端負(fù)荷和能源需求分布不均且逐漸趨于多元化，而傳統(tǒng)能源供應(yīng)商又相對(duì)獨(dú)立，故存在協(xié)調(diào)和優(yōu)化相對(duì)不足等問(wèn)題。綜合能源系統(tǒng)具有清潔低碳、多能互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)不同能源之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化。近年來(lái)，該領(lǐng)域發(fā)展得到了國(guó)家政策的大力支持，并在多家單位推廣試點(diǎn)，成為能源領(lǐng)域投資的新方向。自2017年起，國(guó)家電網(wǎng)有限公司、中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司等先后宣布向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。電網(wǎng)轉(zhuǎn)型是中國(guó)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)的必然選擇。目前綜合能源系統(tǒng)概念相對(duì)模糊，電網(wǎng)接入方式的相關(guān)討論相對(duì)匱乏，因此在轉(zhuǎn)型建設(shè)過(guò)程中，急需對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行綜合討論和分析。

本文基于對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研究整理，明確綜合能源系統(tǒng)的概念、構(gòu)成及其優(yōu)勢(shì)，并提出可能的電網(wǎng)接入方式，區(qū)分各自的適用范圍。結(jié)合國(guó)內(nèi)外綜合能源系統(tǒng)的提出背景進(jìn)行案例調(diào)研，梳理各國(guó)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展情況與電網(wǎng)接入方式，總結(jié)中國(guó)綜合能源系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，并給出相應(yīng)的戰(zhàn)略建議。

1 綜合能源系統(tǒng)概念、構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)

“碳達(dá)峰”和“碳中和”（簡(jiǎn)稱“雙碳”）作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略發(fā)展的重要理念，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型和人民生活均具有深遠(yuǎn)意義。為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，有學(xué)者研究指出通過(guò)積極建設(shè)具有多能互補(bǔ)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化功能的綜合能源系統(tǒng)，不僅可以有效提升終端用能效率，提高清潔能源消費(fèi)占比，還能減少管理區(qū)域內(nèi)的碳排放總量［3-4］。綜合能源系統(tǒng)的概念在國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究多年，最早出現(xiàn)在熱電協(xié)同優(yōu)化領(lǐng)域，主要針對(duì)能源領(lǐng)域中不同形式能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化，如，通過(guò)對(duì)高低品位熱能與電能進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，即冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)（CCHP），可以實(shí)現(xiàn)提升燃料利用效率的目的。但隨著近年來(lái)可再生能源相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，源端與受端的能源多樣化發(fā)展以及能源傳輸與設(shè)備的革新，促使能源系統(tǒng)進(jìn)一步耦合，賦予了綜合能源系統(tǒng)新的含義。

1.1 綜合能源系統(tǒng)的概念與結(jié)構(gòu)

從廣義上講，綜合能源系統(tǒng)指在規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行等過(guò)程中，通過(guò)對(duì)多種能源的生產(chǎn)、傳輸、分配、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化，形成以滿足冷、熱、電等多種用能需求的能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)［5］。

圖1展示了綜合能源系統(tǒng)的典型物理結(jié)構(gòu)，包括域外網(wǎng)絡(luò)、綜合能源系統(tǒng)和用戶需求三大部分。用戶需求一般包括對(duì)氣、冷、熱、電的需求。域外網(wǎng)絡(luò)一般可供應(yīng)電力、燃?xì)庖约盁崃Φ?。狹義的綜合能源系統(tǒng)主要包含生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、傳輸和分配等設(shè)施。生產(chǎn)設(shè)施用于區(qū)域內(nèi)能源生產(chǎn)，一般包括太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)峁岬仍O(shè)施；轉(zhuǎn)換設(shè)施用于進(jìn)行能源品種間的轉(zhuǎn)換，包括冷、熱、電聯(lián)供的燃?xì)夥植际桨l(fā)電，直接供熱的燃?xì)忮仩t和電鍋爐，以及電制冷設(shè)備等；儲(chǔ)存設(shè)施用于能源的短期儲(chǔ)存，一般包括蓄冷、蓄熱、儲(chǔ)電、儲(chǔ)氣設(shè)施等；傳輸和分配設(shè)施指各類能源輸送網(wǎng)絡(luò)，包括電網(wǎng)、燃?xì)夤艿?、熱水管道和冷水管道等。系統(tǒng)范圍方面，綜合能源系統(tǒng)具有城市級(jí)、園區(qū)級(jí)和樓宇級(jí)等不同類型。

圖1 綜合能源系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 綜合能源系統(tǒng)的特征

一是多能協(xié)同，電為核心。綜合能源系統(tǒng)能夠?qū)^(qū)域外的商品能源（如電、熱、氣等）與區(qū)域內(nèi)的一次能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等）通過(guò)相互轉(zhuǎn)化、相互耦合，以滿足終端用戶的冷、熱、電、氣等能源需求。電力及其設(shè)施因其與其他能源品種進(jìn)行轉(zhuǎn)換的便捷性和技術(shù)成熟性，一般被視為綜合能源系統(tǒng)的核心。

二是清潔低碳，靈活高效。首先，綜合能源系統(tǒng)能夠在本區(qū)域內(nèi)進(jìn)行風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔電力的生產(chǎn)與消納，同時(shí)儲(chǔ)能等技術(shù)的應(yīng)用能夠減少可再生能源的棄電現(xiàn)象，更進(jìn)一步推動(dòng)電力的清潔化和低碳化，其中尤以電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速［6］。其次，綜合能源系統(tǒng)通過(guò)多能互補(bǔ)、梯級(jí)利用實(shí)現(xiàn)更高的能源利用效率，電力自產(chǎn)自銷避免了長(zhǎng)距離能源運(yùn)輸?shù)膿p失，因此能夠提高整體能源系統(tǒng)的效率。再次，綜合能源系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)設(shè)備規(guī)模小，調(diào)節(jié)更為靈活。

三是智能管理，安全可靠。綜合能源系統(tǒng)的能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存及消費(fèi)均具有一定的時(shí)空分布規(guī)律，如，受環(huán)境和技術(shù)本身制約，風(fēng)電、光伏發(fā)電的生產(chǎn)具有間歇性和波動(dòng)性，供熱鍋爐具有熱負(fù)荷慣性等。終端用能的需求受人類生產(chǎn)生活習(xí)慣的影響而具有顯著的分時(shí)分地波動(dòng)，如，電動(dòng)汽車充電負(fù)荷隨著使用者在居住地和工作地之間移動(dòng)，居民區(qū)用電需求在傍晚具有顯著提高等。綜合能源系統(tǒng)收集能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、消費(fèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)智能管理可以提高整體系統(tǒng)效率并降低系統(tǒng)成本。對(duì)于嚴(yán)重依賴外部能源輸入的地區(qū)，如，偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島以及高負(fù)荷需求的城市，綜合能源系統(tǒng)可以通過(guò)利用本區(qū)域內(nèi)的可再生能源生產(chǎn)電力，能夠?qū)崿F(xiàn)抵抗外部能源系統(tǒng)失效時(shí)帶來(lái)的沖擊，從而提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

2 綜合能源系統(tǒng)與電網(wǎng)

電力系統(tǒng)作為綜合能源系統(tǒng)中最為核心的部分，通常會(huì)以輻射狀的配電方式接入綜合能源系統(tǒng)所在地區(qū)，然后根據(jù)不同地區(qū)資源稟賦、用戶負(fù)荷、用戶類型的區(qū)別，再以不同的方式接入綜合能源系統(tǒng)與之配合。由于綜合能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)之間存在區(qū)別，電網(wǎng)接入方式會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，而目前此方面研究較少，因此有必要對(duì)綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式進(jìn)行探討。

2.1 綜合能源系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的新要求

綜合能源系統(tǒng)本質(zhì)上是能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)、市場(chǎng)以及信息技術(shù)之間的深度融合［7］。其多能協(xié)同、以電為核心的基本特征決定了綜合能源系統(tǒng)與電網(wǎng)之間需要先一步進(jìn)行耦合。因此相比于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，綜合能源系統(tǒng)在基礎(chǔ)設(shè)施、能源技術(shù)、信息技術(shù)與管理機(jī)制4個(gè)方面對(duì)電網(wǎng)提出了新的要求。

基礎(chǔ)設(shè)施方面，不同于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中電、熱、冷、氣供應(yīng)子系統(tǒng)僅依據(jù)自身峰值負(fù)荷便能進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，綜合能源系統(tǒng)需要建設(shè)分布式電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)多源接入、多能互聯(lián)，這就要求電網(wǎng)具有大范圍調(diào)度能力，提升抗波動(dòng)能力。

能源技術(shù)方面，綜合能源系統(tǒng)多采用分布式發(fā)電技術(shù)，需要從技術(shù)上提高能源利用效率，同時(shí)可再生能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性的問(wèn)題，因此需要通過(guò)耦合儲(chǔ)能技術(shù)，提升系統(tǒng)的抗波動(dòng)能力。

信息技術(shù)方面，綜合能源系統(tǒng)涉及到大量的數(shù)據(jù)采集和預(yù)測(cè)，要及時(shí)了解用戶端能源需求，這要求電網(wǎng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確計(jì)算最優(yōu)指令，同時(shí)還要求電網(wǎng)能夠具有智能控制能力，并迅速執(zhí)行最優(yōu)指令。

管理機(jī)制方面，綜合能源系統(tǒng)會(huì)向電網(wǎng)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)提高能源利用效率，包括能源供給競(jìng)爭(zhēng)與電網(wǎng)管理競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，如何優(yōu)化綜合能源系統(tǒng)可以滿足對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益之間的綜合考量，加大了對(duì)管理機(jī)制的評(píng)價(jià)難度。

2.2 電網(wǎng)對(duì)綜合能源系統(tǒng)的影響

電網(wǎng)作為綜合能源系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵，是能源轉(zhuǎn)化和調(diào)控的重要環(huán)節(jié)［8］。首先，電能因其高效便利的特點(diǎn)，被廣泛利用于綜合能源系統(tǒng)的各個(gè)方面。其他能源的供應(yīng)和消費(fèi)需要電能的供應(yīng)才能正常運(yùn)行，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源也需要轉(zhuǎn)化成電能才能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；_(kāi)發(fā)。其次，電網(wǎng)具有調(diào)節(jié)綜合能源系統(tǒng)擾動(dòng)的功能，保障綜合能源系統(tǒng)的靈活性和安全性，以及外接分布式能源設(shè)備，合理開(kāi)發(fā)可再生能源。再次，電網(wǎng)是協(xié)調(diào)各種能源利用環(huán)節(jié)的紐帶，通過(guò)智慧電網(wǎng)可提高電氣設(shè)備利用率和綜合能源利用率。

2.3 綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式

通常情況下，電網(wǎng)為區(qū)域輸入電能，但綜合能源系統(tǒng)不但可以提供從外部電網(wǎng)所購(gòu)電能，還可以將過(guò)剩的電力出售給電網(wǎng)，此外部分特殊地區(qū)也可以離網(wǎng)運(yùn)行。因此，綜合能源系統(tǒng)與電網(wǎng)接入方式可分為3類，分別為離網(wǎng)運(yùn)行、并網(wǎng)不上網(wǎng)、并網(wǎng)且上網(wǎng)（見(jiàn)圖2）。

圖2 綜合能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入方式示意圖

離網(wǎng)運(yùn)行是指綜合能源系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，與電網(wǎng)不存在直接關(guān)系。離網(wǎng)運(yùn)行的典型場(chǎng)景為偏遠(yuǎn)農(nóng)村、海島、遷移性用戶，如牧民。離網(wǎng)的原因通常是主干電網(wǎng)延伸到該地區(qū)具有極大技術(shù)困難，或在當(dāng)?shù)匕l(fā)展綜合能源系統(tǒng)不具備經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)當(dāng)?shù)啬茉吹母咝Ю?，如太?yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，綜合能源系統(tǒng)可以滿足本地區(qū)用戶的基本能源需求，但這種情況一般要求用戶的需求不能太大。

并網(wǎng)不上網(wǎng)是指綜合能源系統(tǒng)可以使用電網(wǎng)資源，但是不向當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸出功率。并網(wǎng)不上網(wǎng)的情況多發(fā)生在一些需要外部電網(wǎng)的電力輸入才能滿足用戶能源需求的地區(qū)。這些地區(qū)具有本地能源資源匱乏、用戶對(duì)能源需求相對(duì)較大的特征。

并網(wǎng)且上網(wǎng)是指綜合能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，且當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)可以向綜合能源系統(tǒng)回購(gòu)電能，此時(shí)綜合能源系統(tǒng)相當(dāng)于電網(wǎng)運(yùn)行中的一個(gè)電源點(diǎn)。這種情況一般出現(xiàn)在本地可利用的能源較為豐富，不但能滿足用戶需求甚至還有富余，通過(guò)向電網(wǎng)售電，能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入問(wèn)題

綜合能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，可以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，但同時(shí)也會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成一定的影響，特別是“并網(wǎng)且上網(wǎng)”的綜合能源系統(tǒng)，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、供電可靠性和繼電保護(hù)都產(chǎn)生較大的影響（如表1所示）。

表1 綜合能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入方式對(duì)配電網(wǎng)的影響

電網(wǎng)可以為綜合能源系統(tǒng)提供域外保障，消納域內(nèi)棄能，但同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)接入提出了更高的要求。因此，離網(wǎng)運(yùn)行的電網(wǎng)接入方式將會(huì)出現(xiàn)可再生能源供應(yīng)與域內(nèi)能源消費(fèi)的隨機(jī)性無(wú)法調(diào)節(jié)，冬夏負(fù)荷高峰多變等問(wèn)題，并網(wǎng)不上網(wǎng)容易造成綜合能源系統(tǒng)的棄光、棄風(fēng)。

綜合能源系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接并不僅僅受限于電網(wǎng)可靠性，還涉及一些體制方面的問(wèn)題。中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)的營(yíng)業(yè)收入主要來(lái)源于售電收入，如果適合于安裝綜合能源的用戶都選擇安裝綜合能源系統(tǒng)，這將對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的售電量和售電收入產(chǎn)生一定影響，特別是在綜合能源系統(tǒng)得到大范圍的推廣后，甚至可能影響到電網(wǎng)企業(yè)的市場(chǎng)占有率和盈利水平。因此，在現(xiàn)行的價(jià)格體制下，綜合能源系統(tǒng)會(huì)搶奪一部分電網(wǎng)企業(yè)的能源市場(chǎng)。由于綜合能源系統(tǒng)接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)企業(yè)需要為其提供運(yùn)行備用，同時(shí)還需要對(duì)系統(tǒng)的線路、保護(hù)裝置、控制設(shè)備等進(jìn)行升級(jí)改造，電網(wǎng)企業(yè)缺乏配合綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)力。因此，若無(wú)法建立合理的價(jià)格管理體制和分?jǐn)倷C(jī)制，電網(wǎng)企業(yè)和綜合能源系統(tǒng)業(yè)主在綜合能源系統(tǒng)接入電網(wǎng)過(guò)程中無(wú)法獲得收益或降低成本，綜合能源系統(tǒng)的并網(wǎng)將存在很大的困難。

此外，在“雙碳”發(fā)展背景下，為了減少二氧化碳排放，發(fā)電側(cè)將會(huì)接入越來(lái)越多的可再生能源，由此給電網(wǎng)帶來(lái)了更多不確定因素，電力供應(yīng)容易出現(xiàn)間歇性、波動(dòng)性的問(wèn)題。有研究表明，虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)［9］、儲(chǔ)能技術(shù)［10］等措施可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)接入進(jìn)行調(diào)控，從而解決上述問(wèn)題。

3 國(guó)外綜合能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入方式

3.1 國(guó)外綜合能源系統(tǒng)發(fā)展概述

為了促進(jìn)未來(lái)能源的可持續(xù)供應(yīng)，全球?qū)C合能源系統(tǒng)的研究十分火熱，目前有超過(guò)70個(gè)國(guó)家和地區(qū)正大力開(kāi)展相關(guān)系統(tǒng)研究［11-12］。

3.1.1 國(guó)外綜合能源系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

綜合能源系統(tǒng)在歐洲、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)有了廣泛的發(fā)展和推廣，其中歐洲作為最早提出此概念的地區(qū)，綜合能源系統(tǒng)發(fā)展也最為迅速；美國(guó)同樣注重綜合能源系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與理論的研究，并希望以此引領(lǐng)世界能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與革命；日本則把綜合能源系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的重要手段。

漢英顏色詞在語(yǔ)用方面有著諸多差異。為了忠實(shí)于原文內(nèi)容，可以選擇不局限于原文形式，譯者在翻譯時(shí)可以采取意譯法。

歐洲綜合能源系統(tǒng)的提出和快速發(fā)展是為了消納大規(guī)?？稍偕茉?，提升能源系統(tǒng)的綜合規(guī)劃、運(yùn)行、管理和梯級(jí)利用，增強(qiáng)能源系統(tǒng)總體安全可靠性，以及降低能源費(fèi)用［11］。在此背景下，歐盟先后啟動(dòng)了諸如Horizon 2020、CRESCENDO等項(xiàng)目探索城市綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展，西班牙、法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)家相關(guān)項(xiàng)目普遍較多，北歐及東歐等國(guó)家項(xiàng)目相對(duì)較少。

歐洲各國(guó)根據(jù)自身需求在綜合能源系統(tǒng)發(fā)展上各有側(cè)重，英國(guó)注重系統(tǒng)間能量流的集成，德國(guó)則更側(cè)重能源系統(tǒng)和通信信息系統(tǒng)間的集成。由于歐洲國(guó)家發(fā)電側(cè)電力市場(chǎng)化程度較高，上網(wǎng)電價(jià)由市場(chǎng)機(jī)制形成，大多數(shù)綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式采用了并網(wǎng)且上網(wǎng)的模式。

美國(guó)非常注重與綜合能源相關(guān)理論技術(shù)的研發(fā)，以及通過(guò)系統(tǒng)集成和過(guò)程設(shè)計(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳的能源生產(chǎn)和使用配置。在2001年，美國(guó)能源部（DOE）核能辦公室在已有的核能-可再生混合能源系統(tǒng)計(jì)劃的基礎(chǔ)上提出了綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃，旨在評(píng)估協(xié)調(diào)使用核能和可再生能源對(duì)電力、工業(yè)和運(yùn)輸部門能源需求的持續(xù)供應(yīng)，提高清潔能源供應(yīng)與利用比重，進(jìn)一步提高社會(huì)供能系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，工作重點(diǎn)是促進(jìn)對(duì)分布式能源（DER）和冷熱電三聯(lián)供（CCHP）技術(shù)的進(jìn)步和推廣應(yīng)用［13］。DOE隨后通過(guò)立法等措施，從國(guó)家戰(zhàn)略的層面提出要在電網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)高效能、低投資、安全可靠、靈活應(yīng)變的綜合能源系統(tǒng)。在美國(guó)聯(lián)邦政府的推動(dòng)下，部分城市的社區(qū)、公共機(jī)構(gòu)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)和部分軍事設(shè)施開(kāi)展了以微電網(wǎng)形式為主的綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目。

日本是亞洲首先開(kāi)展綜合能源系統(tǒng)研究的國(guó)家。2009年9月，日本政府公布了其在2020年、2030年和 2050年溫室氣體減排目標(biāo)，并認(rèn)為構(gòu)建覆蓋全國(guó)的綜合能源系統(tǒng)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提升能效、大力規(guī)?；_(kāi)發(fā)可再生能源，是實(shí)現(xiàn)這一系列目標(biāo)的必經(jīng)之路。在政府的積極推動(dòng)下，日本的主要能源研究機(jī)構(gòu)均投入到了綜合能源系統(tǒng)研究中［14］。日本綜合能源系統(tǒng)的建設(shè)主要是在社區(qū)綜合能源系統(tǒng)（包括電力、燃?xì)狻崃?、可再生能源等）基礎(chǔ)上，將交通、供水、信息和醫(yī)療系統(tǒng)集成到一體化綜合能源系統(tǒng)中。日本城市社區(qū)人口較為密集，可供利用的可再生能源有限，綜合能源系統(tǒng)仍需要電網(wǎng)的輸入才能滿足用戶需求，因此，日本綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式多采用并網(wǎng)不上網(wǎng)的模式。

3.1.2 國(guó)外綜合能源系統(tǒng)發(fā)展特征

不同國(guó)家和地區(qū)在綜合能源系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況，如資源稟賦、技術(shù)水平、生活方式等方面的區(qū)別，制定了適用于本國(guó)或地區(qū)內(nèi)的綜合能源發(fā)展戰(zhàn)略，因此具有不同的發(fā)展特征。

歐洲地區(qū)的綜合能源系統(tǒng)發(fā)展框架側(cè)重于對(duì)多種能源的協(xié)同優(yōu)化和互補(bǔ)，歐洲各國(guó)也具有適應(yīng)各自需求的發(fā)展認(rèn)知。如：英國(guó)側(cè)重于建立安全可靠、可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家能源系統(tǒng)和社區(qū)分布式綜合能源系統(tǒng)；而德國(guó)則重點(diǎn)關(guān)注高效的系統(tǒng)間集成和分布式電源與終端負(fù)荷間的智能調(diào)控。

日本因其本土能源資源匱乏和低碳意識(shí)的特點(diǎn)，對(duì)于綜合能源系統(tǒng)和溫室氣體減排的研究額外重視。日本將實(shí)現(xiàn)溫室氣體的減排目標(biāo)寄托于綜合能源系統(tǒng)和可再生能源，構(gòu)建了全國(guó)的綜合能源系統(tǒng)旨在提升能效和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。

3.2 國(guó)外綜合能源系統(tǒng)與電網(wǎng)接入案例分析

3.2.1 德國(guó)RegModHarz項(xiàng)目—并網(wǎng)且上網(wǎng)

RegModHarz項(xiàng)目開(kāi)展于德國(guó)的哈茨山區(qū)，從2008年起，歷經(jīng)4年建設(shè)完成。該地區(qū)可再生能源豐富，綜合能源系統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式采用并網(wǎng)且上網(wǎng)模式，主要包括2個(gè)光伏電站、2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、1個(gè)生物質(zhì)發(fā)電廠與1個(gè)抽水蓄能電站，年均發(fā)電量見(jiàn)表2。

表2 德國(guó)RegModHarz項(xiàng)目年均發(fā)電量

RegModHarz項(xiàng)目最具代表性的特點(diǎn)在于“虛擬電廠（VPP）”。該技術(shù)指的是通過(guò)虛擬的集合和調(diào)配，將分散的新能源發(fā)電設(shè)備統(tǒng)一并網(wǎng)且上網(wǎng)。虛擬電廠與分散式電源進(jìn)行通訊連接，對(duì)于數(shù)據(jù)變化能夠快速反應(yīng)。同時(shí)，用電側(cè)的家庭用戶安裝了雙向能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)記錄每15 min的用戶用電數(shù)據(jù)，整理出用戶每天的用電習(xí)慣，進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到VPP數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，當(dāng)電價(jià)發(fā)生變動(dòng)時(shí)，雙向能源管理系統(tǒng)還可以通過(guò)無(wú)線控制開(kāi)關(guān)的插座，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電時(shí)間和用電量的調(diào)控。除對(duì)用戶側(cè)的管理，虛擬電廠還可以通過(guò)一個(gè)控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)的整合和管理，從而在電網(wǎng)運(yùn)行中起到關(guān)鍵作用。其甚至還能直接參與電力交易，將可再生能源輸入電力批發(fā)市場(chǎng)，進(jìn)行競(jìng)價(jià)上網(wǎng)以獲取盈利。目前哈茨地區(qū)可再生能源比例達(dá)到 38.5%，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)依然能夠承受。

3.2.2 美國(guó)馬里蘭大學(xué)CCHP項(xiàng)目—離網(wǎng)運(yùn)行

2001年，美國(guó)BROAD公司在馬里蘭大學(xué)參與建造了全球第一個(gè)直接利用發(fā)電尾氣制冷的項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用了離網(wǎng)運(yùn)行模式，主要在使用燃?xì)廨啓C(jī)向建筑供電的同時(shí)，利用一臺(tái)煙氣單效制冷機(jī)回收燃?xì)廨啓C(jī)排放煙氣中的余熱，并向建筑物供熱、供冷，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的一次能源利用率，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用（如圖3所示）。由于該系統(tǒng)所服務(wù)的對(duì)象是一棟建筑，其能源需求較小，故該系統(tǒng)能夠在脫離電網(wǎng)的情況下獨(dú)立運(yùn)行。

圖3 美國(guó)馬里蘭大學(xué)CCHP項(xiàng)目系統(tǒng)流程

3.2.3 日本千住技術(shù)區(qū)—并網(wǎng)不上網(wǎng)

2010年，在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省補(bǔ)助事業(yè)“分布式能源復(fù)合優(yōu)化通過(guò)實(shí)證事業(yè)”的影響下，東京千住燃?xì)饧夹g(shù)站（東京都荒川區(qū)南千?。﹥?nèi)的多數(shù)的建筑和近鄰的養(yǎng)老院間建立了擁有智能供應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）。

圖4 日本千住技術(shù)區(qū)綜合能源系統(tǒng)流程

能源供應(yīng)設(shè)施包括太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能集熱裝置、高效燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)合系統(tǒng)（CGS），以及有效利用太陽(yáng)能和CGS廢熱的混合熱源系統(tǒng)。一方面，在電網(wǎng)接入方式上采取了并網(wǎng)不上網(wǎng)模式，電力公司將高效燃?xì)廨啓C(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備與電力設(shè)備相結(jié)合，以提供熱源給每座建筑物。另一方面，對(duì)于熱量、CGS廢熱（蒸汽，熱水）和太陽(yáng)能（熱水）產(chǎn)生的熱量在C樓回收，并向A館、B館和C館提供制冷、供暖和熱水。C樓的能源中心管理著由各種能源（太陽(yáng)能、CGS余熱、電、氣）驅(qū)動(dòng)的混合熱源系統(tǒng)。為了以最節(jié)能的方式控制這幾組不同的熱源，其開(kāi)發(fā)并安裝了熱源集成控制面板，該面板可優(yōu)先利用太陽(yáng)能和CGS余熱。此外，在特殊療養(yǎng)院和C樓之間設(shè)計(jì)并安裝了雙向熱交換設(shè)施，可以相互交換多余的太陽(yáng)能和CGS廢熱。

由于太陽(yáng)能發(fā)電受天氣影響而存在較大波動(dòng)，該項(xiàng)目利用已有CGS產(chǎn)生的電力來(lái)平衡太陽(yáng)能發(fā)電的輸出波動(dòng)。具體而言，CGS根據(jù)太陽(yáng)能發(fā)電輸出功率的波動(dòng)進(jìn)行反向輸出調(diào)整，使得太陽(yáng)能發(fā)電與CGS發(fā)電的合計(jì)輸出功率趨于穩(wěn)定。

該項(xiàng)目為千住技術(shù)區(qū)的節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。與建設(shè)前 1990年的能耗與排放量相比，2011年該技術(shù)區(qū)節(jié)能率為13.6%，減排率達(dá)到35.8%（見(jiàn)表 3）。

表3 千住技術(shù)區(qū)節(jié)能減排效果

4 國(guó)內(nèi)綜合能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入方式

4.1 國(guó)內(nèi)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展概述

相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚。近年來(lái)，在國(guó)家相關(guān)政策的推動(dòng)下，傳統(tǒng)能源企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都紛紛向綜合能源服務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。在發(fā)展的過(guò)程中，綜合能源系統(tǒng)暴露出了一些問(wèn)題，也面臨著一定的阻礙。

4.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

2015年以來(lái)，中國(guó)發(fā)布了多項(xiàng)發(fā)展綜合能源系統(tǒng)的相關(guān)政策（見(jiàn)表4）。目前國(guó)內(nèi)已有一批示范性項(xiàng)目正在建設(shè)或已投入運(yùn)行，微電網(wǎng)是其中的重要方式之一。國(guó)內(nèi)首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程包括終端一體化集成供能系統(tǒng)項(xiàng)目17個(gè)、風(fēng)光水火儲(chǔ)多能互補(bǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目6個(gè)，對(duì)有關(guān)電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力管網(wǎng)的配套工程規(guī)劃建設(shè)提出一定要求。首批新能源微電網(wǎng)確定了28個(gè)示范項(xiàng)目，重點(diǎn)在技術(shù)、運(yùn)營(yíng)、市場(chǎng)三方面分別突出了集成應(yīng)用、管理模式和交易機(jī)制的創(chuàng)新。首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源確定了55個(gè)示范項(xiàng)目，大部分項(xiàng)目都集中分布在東部沿海各省。

表4 綜合能源系統(tǒng)發(fā)展方面的相關(guān)政策文件

在國(guó)家政策的鼓勵(lì)支持下，一些傳統(tǒng)的能源公司如國(guó)家電網(wǎng)有限公司、中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司紛紛開(kāi)始轉(zhuǎn)型，進(jìn)軍綜合能源服務(wù)領(lǐng)域，發(fā)展分布式清潔能源發(fā)電、多能互補(bǔ)、增量配售電、節(jié)能改造等服務(wù)。與此同時(shí)，阿里巴巴集團(tuán)控股有限公司、百度在線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司、深圳市騰訊計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有限公司與華為技術(shù)有限公司等一些互聯(lián)網(wǎng)公司也在利用自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)向綜合能源服務(wù)領(lǐng)域跨界，開(kāi)發(fā)能源管理系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)、購(gòu)售電平臺(tái)、能源數(shù)據(jù)增值服務(wù)等。

4.1.2 發(fā)展特征

根據(jù)封紅麗［12］對(duì)部分國(guó)內(nèi)綜合能源系統(tǒng)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國(guó)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展整體仍處于初級(jí)階段，而相關(guān)項(xiàng)目尚處于孵化、試點(diǎn)的狀態(tài)，且規(guī)模較小。當(dāng)前國(guó)內(nèi)綜合能源系統(tǒng)的建設(shè)主要依托于電網(wǎng)，因地制宜加入光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)、地源熱泵等其他元素，同時(shí)配合綜合能源管控平臺(tái)進(jìn)行能源間的智能調(diào)度。但是國(guó)內(nèi)參與綜合能源系統(tǒng)建設(shè)的企業(yè)相對(duì)繁多，企業(yè)間優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比明顯、能力差異較大，對(duì)于不同地區(qū)復(fù)雜的資源稟賦與市場(chǎng)環(huán)境還沒(méi)有形成清晰的發(fā)展路徑。同時(shí)，國(guó)內(nèi)示范類綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目雖然數(shù)量較多，但互相之間的業(yè)務(wù)類型較為相似，商業(yè)模式創(chuàng)新不足。

由于中國(guó)能源市場(chǎng)結(jié)構(gòu)龐大，能源清潔度、智能化和用能效率相對(duì)較低，且傳統(tǒng)能源供應(yīng)商相對(duì)獨(dú)立，存在協(xié)調(diào)和優(yōu)化不足的問(wèn)題。封紅麗［15］認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)綜合能源系統(tǒng)相關(guān)項(xiàng)目在可再生能源接入與多種能源的調(diào)度技術(shù)上遇到瓶頸，一定程度上阻礙了綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展。一方面，由于國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化交易還處于試點(diǎn)階段，分布式能源發(fā)電不能直接參與電力交易而獲取盈利，同時(shí)因缺乏國(guó)家層面的補(bǔ)貼政策扶持，綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目總體的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)不高。另一方面，由于目前綜合能源系項(xiàng)目小且新，不符合銀行融資的要求，致使項(xiàng)目落地困難，且能源費(fèi)用拖欠問(wèn)題嚴(yán)重，導(dǎo)致投資的風(fēng)險(xiǎn)較高，一定程度上影響了企業(yè)投資的積極性。

4.2 國(guó)內(nèi)綜合源能系統(tǒng)與電網(wǎng)接入案例分析

由于中國(guó)目前電力市場(chǎng)化改革仍處于深化完善階段，市場(chǎng)化交易的相關(guān)體制機(jī)制還有待進(jìn)一步完善，因此目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目在電網(wǎng)接入方式上主要采用的是并網(wǎng)不上網(wǎng)模式。隨著市場(chǎng)投資主體發(fā)生變化，逐漸出現(xiàn)了并網(wǎng)且上網(wǎng)模式的綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目。

4.2.1 國(guó)網(wǎng)客服中心綜合能源服務(wù)項(xiàng)目

國(guó)網(wǎng)客服中心于2015年6月投運(yùn)，是集生產(chǎn)、辦公、生活為一體的大型園區(qū)。該園區(qū)以電能作為唯一的外部能源，配有光伏發(fā)電、地源熱泵、冰蓄冷等多種能源轉(zhuǎn)換裝置，使用發(fā)電地磚（系國(guó)內(nèi)首次工程應(yīng)用）、光伏發(fā)電樹(shù)以及發(fā)電單車等創(chuàng)新設(shè)備，對(duì)園區(qū)內(nèi)太陽(yáng)能、地?zé)崮?、空氣熱能?shí)現(xiàn)了高效且規(guī)?；?。依托綠色復(fù)合能源網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)冷、熱、電、熱水的綜合分析、統(tǒng)一調(diào)度和優(yōu)化管理。綠色復(fù)合能源網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)主要包括光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能空調(diào)、地源熱泵、冰蓄冷、蓄熱式電鍋爐、儲(chǔ)能微網(wǎng)7個(gè)子系統(tǒng)，如表5所示。

表5 國(guó)網(wǎng)客服中心綜合能源服務(wù)項(xiàng)目系統(tǒng)組成

該園區(qū)在運(yùn)行效果良好的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)效益也初顯成效。截至2018年，園區(qū)7個(gè)子系統(tǒng)的年度經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)達(dá)到 987.7×104元。其中，地源熱泵系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)效益最好的兩個(gè)子系統(tǒng)，具體如表6所示。

表6 國(guó)網(wǎng)客服中心綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析

節(jié)約成本方面，截至2018年，園區(qū)每年節(jié)約用電約11 002 MW·h，因此可節(jié)約電費(fèi)約987.7×104元。到2022年，預(yù)計(jì)可累計(jì)節(jié)約7 078.6×104元，具體如圖5所示。

圖5 2016—2022年國(guó)網(wǎng)客服中心綜合能源系統(tǒng)節(jié)約成本趨勢(shì)

環(huán)境效益方面，通過(guò)核算園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，折算出一年可減少標(biāo)煤使用約3 531 t，這意味著減少了CO2排放約1×104t、SO2排放約73 t、NOx排放約40 t。

4.2.2 北辰商務(wù)中心綜合能源示范工程

北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程于2016年11月動(dòng)工，2017年5月投入運(yùn)行使用。目前該工程運(yùn)行良好，極具示范作用。該示范工程基于居民負(fù)荷和工商業(yè)負(fù)荷的互補(bǔ)性理念，利用產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)融合發(fā)展帶來(lái)的負(fù)荷多樣性，方便了綜合能源供應(yīng)和靈活調(diào)配的需求，主要包括6部分子系統(tǒng)，如表7所示。

表7 北辰商務(wù)中心綜合能源示范工程系統(tǒng)組成

在綜合能源智慧管控平臺(tái)上，對(duì)各產(chǎn)能系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，可以實(shí)現(xiàn)3種形式能源的調(diào)節(jié)與互動(dòng)：一是儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)互動(dòng)，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)供能；二是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)，用以削峰填谷，轉(zhuǎn)移用電高峰負(fù)荷，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)利用峰谷電價(jià)差節(jié)省整體電費(fèi)支出；三是大樓溫度趨優(yōu)控制，綜合能源智慧管控平臺(tái)對(duì)大樓房間的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而調(diào)節(jié)地源熱泵工作狀態(tài)，在辦公環(huán)境舒適度和節(jié)能降耗之間實(shí)現(xiàn)最優(yōu)平衡。

經(jīng)濟(jì)效益方面，該示范工程共投資約1 000×104元，扣除天津市政府約240×104元的項(xiàng)目補(bǔ)貼，預(yù)計(jì)7年內(nèi)可收回全部投資成本，優(yōu)于計(jì)劃預(yù)期，具體如表8所示。投運(yùn)一年共節(jié)約用電2 080 MW?h，節(jié)能費(fèi)用約99.33×104元，減少CO2排放量2 073.1 t。

表8 北辰商務(wù)中心綜合能源系統(tǒng)節(jié)約費(fèi)用

4.2.3 明珠工業(yè)園示范區(qū)綜合智慧能源項(xiàng)目

明珠工業(yè)園區(qū)的綜合能源服務(wù)項(xiàng)目是國(guó)家2016年重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”的首批項(xiàng)目，對(duì)于綠色工業(yè)園區(qū)建設(shè)具有推廣前景和示范意義。通過(guò)多能互補(bǔ)協(xié)同控制和優(yōu)化調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)一次能源的高效利用和可再生能源的就地消納，進(jìn)而提高工業(yè)園區(qū)的綜合用能利用效率，降低用能成本，減少 CO2排放。該項(xiàng)目的能源應(yīng)用子系統(tǒng)主要包括分布式光伏、壓差發(fā)電、燃?xì)忮仩t、中央空調(diào)、廠內(nèi)配用電、電儲(chǔ)能等，能源種類涉及冷、熱、電和氣，用能場(chǎng)景涵蓋源、網(wǎng)、荷和儲(chǔ)。該項(xiàng)目最大特點(diǎn)在于通過(guò)虛擬電廠實(shí)現(xiàn)供能企業(yè)和用戶之間的互動(dòng)，即采用了并網(wǎng)且上網(wǎng)模式的電網(wǎng)接入方式。

經(jīng)濟(jì)效益方面，較項(xiàng)目實(shí)施前，該園區(qū)單位產(chǎn)值能耗降低 6%，用能費(fèi)用降低 28%，更有意義的是削減峰值負(fù)荷大于20%，為能源供應(yīng)帶來(lái)了多參與主體、多樣負(fù)荷特性的新發(fā)展動(dòng)力。同時(shí)，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)每年減少CO2排放1.6×104t，是協(xié)助工業(yè)園區(qū)進(jìn)行智慧能源管理實(shí)現(xiàn)能耗“雙控”“雙碳”目標(biāo)的典型示范。

5 結(jié)論及建議

綜合能源系統(tǒng)能夠采用先進(jìn)管理方法以及科學(xué)技術(shù)對(duì)能源系統(tǒng)中的不同能源進(jìn)行整合，使不同的能源子系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)規(guī)劃、互補(bǔ)互濟(jì)，從而實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，提高能源利用效率。電網(wǎng)接入的方式作為綜合能源系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵，主要包括離網(wǎng)運(yùn)行、并網(wǎng)不上網(wǎng)、并網(wǎng)且上網(wǎng)3種方式。關(guān)于綜合能源系統(tǒng)的研究國(guó)外開(kāi)展較早，項(xiàng)目建設(shè)及商業(yè)運(yùn)行也相對(duì)迅速。德國(guó)、美國(guó)和日本的案例表明，國(guó)外綜合能源系統(tǒng)間的協(xié)同互動(dòng)逐漸加強(qiáng)，但不同區(qū)域或建筑依然相對(duì)獨(dú)立規(guī)建與運(yùn)維。中國(guó)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，目前還以項(xiàng)目試點(diǎn)為主，以國(guó)網(wǎng)客服中心和北辰商務(wù)中心為例的樓宇級(jí)綜合能源系統(tǒng)多采用并網(wǎng)不上網(wǎng)模式，明珠工業(yè)園則采用了并網(wǎng)且上網(wǎng)模式，整體呈現(xiàn)從樓宇級(jí)擴(kuò)大到園區(qū)級(jí)，以電為核心、多能耦合的特征。

中國(guó)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，隨著互聯(lián)網(wǎng)、新能源技術(shù)以及電力體制改革進(jìn)程加快，建設(shè)綜合能源系統(tǒng)已成為消納可再生能源、提升能源效率、降低用能成本的重要手段。針對(duì)綜合能源系統(tǒng)目前所存在的問(wèn)題，以及未來(lái)發(fā)展過(guò)程中面臨的阻礙，建議如下：

一是加強(qiáng)重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)，掃清能源與信息技術(shù)障礙。中國(guó)綜合能源系統(tǒng)要解決的問(wèn)題首先是可再生能源接入技術(shù)障礙，其次是如何依托于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，進(jìn)行多種能源供應(yīng)與用戶需求之間的智能調(diào)度。同時(shí)還要對(duì)綜合能源系統(tǒng)的不同電網(wǎng)接入方式進(jìn)行建模優(yōu)化，采取虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等措施，減少可再生能源接入對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

二是落實(shí)財(cái)政補(bǔ)貼保障，夯實(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的政策基礎(chǔ)。由于中國(guó)多數(shù)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展仍處于起步階段，亟須國(guó)家從財(cái)政上給予一定的保障，推動(dòng)相關(guān)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)的孵化和落地。此外還應(yīng)通過(guò)政策導(dǎo)向避免部分行業(yè)企業(yè)對(duì)綜合能源系統(tǒng)的壟斷，為綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。

三是推進(jìn)電力市場(chǎng)改革，開(kāi)創(chuàng)分布式電力交易模式。推進(jìn)分布式發(fā)電的市場(chǎng)化交易體系建設(shè)，完善可再生能源價(jià)格機(jī)制，可以促進(jìn)風(fēng)光等資源的就近消納，減少綜合能源項(xiàng)目新增補(bǔ)貼資金需求。同時(shí)，通過(guò)市場(chǎng)的手段增加綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)供需雙方的平等協(xié)議形成協(xié)作關(guān)系與利益的分布式共享，促進(jìn)新能源全產(chǎn)業(yè)鏈的健康有序發(fā)展。

四是創(chuàng)新商業(yè)服務(wù)模式，提升綜合能源服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力。提供綜合能源服務(wù)的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借助大數(shù)據(jù)深入調(diào)查用戶的實(shí)際用能習(xí)慣與潛在用能需求，結(jié)合各地不同的資源稟賦，因地制宜進(jìn)行綜合能源系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，從而打破目前千篇一律的商業(yè)模式，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。