2.1.2　綜合能源系統(tǒng)特征與功能

1. 綜合能源系統(tǒng)特征

綜合能源系統(tǒng)的核心理念是通過各級、各類能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、供給設(shè)施的共享和消費過程中的綜合利用，實現(xiàn)信息驅(qū)動的綜合能源系統(tǒng)資源優(yōu)化配置，促進各類能源的互補互濟、合理轉(zhuǎn)化，從而優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、促進清潔能源開發(fā)利用，最終實現(xiàn)能源消費的零碳化。綜合能源系統(tǒng)的特征主要體現(xiàn)在以下3個方面。

1）互聯(lián)互通

由于不同能源系統(tǒng)發(fā)展的差異，供能往往都是單獨規(guī)劃、單獨設(shè)計、獨立運行，彼此間缺乏協(xié)調(diào)，由此造成了能源利用率低、供能系統(tǒng)整體安全性和自愈能力不強等問題。針對上述情況，需要從協(xié)同規(guī)劃的理念出發(fā)，將多種類型的能源系統(tǒng)有機耦合，提供一個多種能源綜合利用的物理平臺，充分發(fā)揮不同能源的互補特性和協(xié)同效應(yīng)，在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)能源系統(tǒng)資源優(yōu)化配置，提升系統(tǒng)靈活性，提高可再生能源消納能力和系統(tǒng)綜合能效。

綜合能源系統(tǒng)涵蓋了供電、供氣、供暖/供冷、供氫和電氣化交通等能源系統(tǒng)，互聯(lián)互通是在綜合能源系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”縱向優(yōu)化的基礎(chǔ)上，充分利用各類能源系統(tǒng)中能源終端消費需求的不同時空分布特性和互補耦合特征，對多種供能系統(tǒng)進行橫向的協(xié)調(diào)優(yōu)化，實現(xiàn)能源的梯級利用和協(xié)同調(diào)度，從而實現(xiàn)多類型能源供應(yīng)與需求的整體平衡。同時，廣泛互聯(lián)下的綜合能源系統(tǒng)，可高效利用區(qū)域內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換、風(fēng)電轉(zhuǎn)換、地?zé)徂D(zhuǎn)換等集中或分布式轉(zhuǎn)換手段，滿足用戶側(cè)電、冷、熱、氣多元化負荷需求，實現(xiàn)多種可再生能源互補利用和優(yōu)化匹配，促進風(fēng)、光等強間歇性可再生能源消納，推動能源結(jié)構(gòu)低碳化、能源利用集約化以及能源服務(wù)智能互動的轉(zhuǎn)變。

2）綜合利用

相較于目前消費形式和消費用途一一對應(yīng)的能源消費體系，綜合能源系統(tǒng)將各種能源資源綜合性輸入，依照不同能源品位高低進行綜合互補利用，并且依照設(shè)定的能量配合關(guān)系實現(xiàn)不同能源形式的轉(zhuǎn)換，以達到最佳的能源利用效率。

傳統(tǒng)能源利用模式下，大部分能源消費在時間分布上具有很強的剛性，在能源高價格時段下將大幅增加用能成本。在基于多能協(xié)同管理的綜合能源網(wǎng)絡(luò)中，用戶需求側(cè)響應(yīng)行為可實現(xiàn)用能種類轉(zhuǎn)換（縱向）與時間轉(zhuǎn)移（橫向）相結(jié)合，充分利用目前通信、分布式儲能、分布式能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，有效激發(fā)負荷柔性。在終端消費時，用戶也能通過選擇不同種類的能源達到同樣的效果，打破了傳統(tǒng)能源消費形式與消費用途之間一一對應(yīng)的關(guān)系，實現(xiàn)了能源綜合利用和用戶側(cè)選擇性消費。能源間相互耦合與相互替代的特點為需求側(cè)提供了在不同能流間改變用能方法的能力，為實現(xiàn)綜合能源網(wǎng)絡(luò)中供需雙方的雙向互動、促進能源消費者轉(zhuǎn)換為產(chǎn)消者提供了重要的切入方向。

因此，在新興的能源綜合利用模式下，綜合能源系統(tǒng)可以發(fā)揮傳輸便捷，傳輸損耗小，分布式光能、風(fēng)能等清潔能源接納能力強的優(yōu)勢，打破不同能源品類之間的壁壘，充分調(diào)動各類異質(zhì)能源子系統(tǒng)參與資源優(yōu)化配置，推動能源電力由單一化供應(yīng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣?yīng)模式，實現(xiàn)各種能源的高效利用，降低用能成本，達到經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益總體最優(yōu)的結(jié)果。

3）優(yōu)化共享

共享是綜合能源系統(tǒng)互聯(lián)互通、綜合利用的必然路徑，綜合能源系統(tǒng)具有能源、信息、價值三流合一的開放與共享特征。

能源共享方面，綜合能源系統(tǒng)依托多能源傳輸耦合網(wǎng)絡(luò)，將各類能源設(shè)備和負荷資源通過互聯(lián)實現(xiàn)聚合與優(yōu)化配置，在能源生產(chǎn)、消費、傳輸、儲存的全產(chǎn)業(yè)鏈條中實現(xiàn)能源層面的互補互濟、共享交互，推動傳統(tǒng)能源單向模式向互聯(lián)、共享發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。

信息共享層面，借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維，構(gòu)建面向系統(tǒng)內(nèi)部與外部用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用與管理信息平臺，依托信息通信技術(shù)，在能量流的基礎(chǔ)上提升信息流領(lǐng)域的信息傳輸、存儲與處理能力，對內(nèi)支撐綜合能源傳輸網(wǎng)絡(luò)運行，對外提供綜合型服務(wù)。同時開展多行業(yè)合作，共享資源，打破業(yè)務(wù)邊界，為能源管理提供多種信息資源與決策支撐。

價值共享層面，借鑒平臺經(jīng)濟與共享經(jīng)濟思維，建設(shè)互惠共贏的綜合能源生態(tài)圈，創(chuàng)新去中心化的新機制與新模式，打通各區(qū)域、各節(jié)點、各主體間的服務(wù)流、信息流、資金流，推動實現(xiàn)能源系統(tǒng)優(yōu)化運行分散決策、主網(wǎng)與分布式微能網(wǎng)雙向互動及高附加值綜合能源服務(wù)，有效提升資源要素在大范圍內(nèi)的配置能力與效率，為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展提供支撐。

2. 綜合能源系統(tǒng)功能

綜合能源系統(tǒng)的功能包括以下幾種。

1）提高綜合用能效率

通過整合冷、熱、電、氣等多種能源資源，打破不同層級異質(zhì)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的壁壘，實現(xiàn)“縱向‘源-網(wǎng)-荷-儲’協(xié)調(diào)，橫向多能互補”，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用，提高綜合用能效率。

2）提高系統(tǒng)供能可靠性

利用不同能源的時空差異特性和互補特性，通過多種能源網(wǎng)絡(luò)的耦合互動，有效提高能源供應(yīng)靈活調(diào)節(jié)裕度，增強系統(tǒng)的安全可靠性和應(yīng)對突發(fā)情況的能力。

3）降低用戶用能成本

在綜合供能的基礎(chǔ)上，通過不同能源之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化，同時充分發(fā)揮用戶側(cè)綜合需求響應(yīng)的靈活性，實現(xiàn)能源供應(yīng)側(cè)和消費側(cè)的雙向互動，降低終端用戶的能源消費總量，從而降低用戶用能成本。

4）降低碳排放以及其他污染物排放

在供給側(cè)開展清潔替代，推動風(fēng)、光等可再生能源的規(guī)模化接入，在消費側(cè)開展電能替代，推動電能等清潔能源的使用，在傳輸側(cè)通過多能協(xié)同優(yōu)化，一方面提升清潔能源占比，另一方面提升綜合能效，進而有效降低碳排放和其他污染物排放。