摘要：園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)是低碳經(jīng)濟(jì)背景下開展多能源協(xié)同利用與綜合能源服務(wù)的最佳應(yīng)用場(chǎng)景之一，對(duì)推動(dòng)中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整具有重要的戰(zhàn)略意義。介紹了園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念，剖析了園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征與功能特點(diǎn)，并列舉了國(guó)內(nèi)外典型園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)容與應(yīng)用效果;通過分析傳統(tǒng)園區(qū)供用能系統(tǒng)存在的不足，指出園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題，提出系統(tǒng)化的園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法的理論框架以及關(guān)鍵要素，應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化配置、信息平臺(tái)、多能源互動(dòng)3個(gè)方面進(jìn)行工程實(shí)踐建設(shè)，并提出了相應(yīng)的建設(shè)思路與原則。

關(guān)鍵詞：園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng) 分布式能源 綜合能源服務(wù) 優(yōu)化配置 工程實(shí)踐

引言

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展使得能源需求日益增加，能源與環(huán)境之間的矛盾日益突出，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)(park energy internet，PEI)[2-3]，由于具有清潔能源利用、能源綜合利用效率高等特征，受到廣泛關(guān)注且發(fā)展迅速。

PEI具有較高的靈活性，可將各類型分布式能源、負(fù)荷、儲(chǔ)能等裝置以及控制系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，滿足用戶各類能源需求。對(duì)PEI內(nèi)部各單元進(jìn)行優(yōu)化配置，對(duì)PEI內(nèi)多種能源互補(bǔ)和可再生能源的充分消納利用，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本具有重要支撐意義。然而，由于PEI的能源輸入、輸出方式多樣，且涉及復(fù)雜的能源轉(zhuǎn)換，亟需新的優(yōu)化配置理論。目前，關(guān)于PEI優(yōu)化配置理論的研究已取得了一定的成果，并開發(fā)了相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件，如美國(guó)新能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(NREL)開發(fā)的HOMER模型及設(shè)計(jì)框架、Hybrid2模型及設(shè)計(jì)框架[4-7]，伯克利勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)開發(fā)的DER-CAM模型及設(shè)計(jì)框架[8]，加拿大政府資助開發(fā)的RetScreen模型及設(shè)計(jì)框架[9]，天津大學(xué)開發(fā)的PDMG雙層優(yōu)化模型及設(shè)計(jì)框架[10]、合肥工業(yè)大學(xué)研發(fā)的MGMEG模型及設(shè)計(jì)框架等[11]。不同優(yōu)化配置模型具有各自不同的特點(diǎn)和適用范圍，多數(shù)軟件已在實(shí)際的示范工程建設(shè)中得到應(yīng)用，并收到很好的應(yīng)用效果。

現(xiàn)有的PEI在優(yōu)化配置過程中多側(cè)重于分析系統(tǒng)中電環(huán)節(jié)的需求，而將與之相關(guān)的其他能源環(huán)節(jié)(氣/冷/熱)以約束的形式納入優(yōu)化配置模型，在對(duì)設(shè)計(jì)方案的電力、熱力、燃?xì)狻⒏黝惞芫W(wǎng)部分進(jìn)行分析和故障校核時(shí)，還需單獨(dú)調(diào)用相關(guān)算法進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算效率較低且能考慮的約束和場(chǎng)景都較為簡(jiǎn)單。考慮到PEI中的電、氣、冷、熱環(huán)節(jié)存在非常緊密的耦合關(guān)系，處理妥當(dāng)與否關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行效果。因此，本文對(duì)PEI多能源協(xié)同優(yōu)化深入探索，綜合考慮PEI的功能特征，汲取國(guó)內(nèi)外相關(guān)示范工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，分析PEI優(yōu)化配置面臨的關(guān)鍵問題，提出PEI優(yōu)化配置方法理論框架，為系統(tǒng)規(guī)劃人員提供PEI優(yōu)化配置的整體解決思路。

1 園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

1.1 基本概念與主要特征

目前并無針對(duì)PEI的內(nèi)涵、特征以及技術(shù)內(nèi)容的明確定義。本文定義的PEI是一種包含多類型可再生能源，集冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、電/冷/熱儲(chǔ)能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等為一體的混合能源系統(tǒng)。PEI可充分挖掘冷/熱等低品位能源對(duì)高品位電能的替代作用，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用以提高能源利用效率;可通過系統(tǒng)內(nèi)橫向電、氣、冷、熱環(huán)節(jié)的優(yōu)化利用，縱向多能流協(xié)同有效平抑高滲透率可再生能源引起的波動(dòng)，從而提高可再生能源滲透率和用戶的用能品質(zhì)，降低用戶的用能成本等。發(fā)展PEI對(duì)提高能源利用效率、減少環(huán)境污染、加強(qiáng)能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)起到積極的促進(jìn)作用，為短期大幅減少化石能源的消耗提供有效的技術(shù)手段。PEI的典型構(gòu)成如圖1所示。

PEI的主要特征如下：(1)PEI可容納多種分布式能源，且電、氣、冷、熱多能源系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，各能源系統(tǒng)之間存在較強(qiáng)的耦合性;(2)各類型DER利用比例高，隨機(jī)出力波動(dòng)性強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜多樣;(3)具有多維、多態(tài)信息源融合、大數(shù)據(jù)、高并發(fā)、強(qiáng)互動(dòng)、快變化等特征;(4)PEI內(nèi)存在冷熱電多種能源利用需求，用能品質(zhì)要求高，供能路徑豐富多樣。

1.2 主要功能

PEI是容納各種分布式能源，電氣冷熱多能源聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其主要功能有：(1)通過電、氣、冷、熱不同能源的互補(bǔ)，能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、存儲(chǔ)、利用環(huán)節(jié)的互動(dòng)提高可再生能源的消納能力與綜合能源利用效率;(2)通過多品位能量梯級(jí)利用同時(shí)滿足用戶電、熱、冷需求，可將能源綜合利用率大幅提升至80%以上;(3)基于不同能源的互補(bǔ)替代潛力，利用協(xié)調(diào)控制手段，通過資源管理降低設(shè)備容量需求，提高能源利用效率，降低建設(shè)成本;(4)通過信息物理技術(shù)的應(yīng)用來促進(jìn)不同能源系統(tǒng)之間的融合，提升各方參與積極性，需要一種最優(yōu)的運(yùn)營(yíng)模式提供綜合能源服務(wù)的解決方案。

2 國(guó)內(nèi)外園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程

2.1 國(guó)外園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程

2.1.1 歐洲

PEI建設(shè)最早起源于歐洲地區(qū)，主要是為實(shí)現(xiàn)可再生能源的集成利用與節(jié)能減排。其中，歐盟已經(jīng)通過實(shí)施SAVE-II能效行動(dòng)計(jì)劃以推動(dòng)PEI的發(fā)展[12]，在歐盟框架下眾多科技項(xiàng)目(如Intelligent Energy、Trans-European Networks、Intelligent Energy、Edison、i-Next、Horizon 2020等)資助下，對(duì)PEI的配置、運(yùn)行、控制、保護(hù)、運(yùn)營(yíng)模式等技術(shù)開展了深入研究，相繼建立了包括德國(guó)科隆/波恩機(jī)場(chǎng)PEI、意大利都靈內(nèi)燃機(jī)冷熱電PEI、英國(guó)華為大學(xué)PEI、曼徹斯特機(jī)場(chǎng)冷熱電聯(lián)供PEI、Victorian時(shí)代賓館PEI、丹麥的Bornholm PEI[13-15]等在內(nèi)的一大批示范工程。歐洲PEI的主要運(yùn)行方式是將各類型分布式清潔能源或可再生能源轉(zhuǎn)換為電能后，匯集于交流母線，重點(diǎn)突出電能在不同能源利用形式中的核心地位，并研發(fā)了相應(yīng)的分層控制策略、能量管理方法、保護(hù)方案等，以體現(xiàn)系統(tǒng)可靠性、可接入性和靈活性等特征，并借此向公眾展示PEI在不同能源集成消納方案中的優(yōu)越性。

2.1.2 北美

美國(guó)有關(guān)PEI的建設(shè)在1978年美國(guó)頒布《公共事業(yè)政策管理法》后得到推廣，并于2010年提出“CCHP 2010年綱領(lǐng)”[16-18]。美國(guó)現(xiàn)已建成以天然氣分布式能源為主的PEI項(xiàng)目6000多處。美國(guó)政府將PEI的建設(shè)納入長(zhǎng)期建設(shè)目標(biāo)，相應(yīng)制定了具體的階段規(guī)劃目標(biāo)：爭(zhēng)取到2010年，20%的新建商用或辦公建筑使用“分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)”供能系統(tǒng);5%現(xiàn)有的商用寫字樓改建成“分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng)。到2020年時(shí)，在50%的新建辦公樓或商用樓群中，采用“分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng)，將15%現(xiàn)有建筑改建成“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng)。在美國(guó)能源部(DOE)的支持下，美國(guó)電力可靠性技術(shù)協(xié)會(huì)(CERTS)、國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)、知名大學(xué)、跨國(guó)企業(yè)等眾多機(jī)構(gòu)，先后建設(shè)了許多PEI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和示范工程，如：可口可樂工廠園區(qū)PEI、通用電氣公司PEI、Waistfield PEI、San Ramon PEI、Walnut PEI、哥倫布Dolan技術(shù)中心微網(wǎng)、加州大學(xué)San Diego分校PEI等[19]，這些示范項(xiàng)目及相關(guān)研究重點(diǎn)關(guān)注PEI的組網(wǎng)方式、運(yùn)行與控制策略;Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室PEI、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室PEI、Santa Rita Jail PEI、Palmdale PEI、Fort Collins PEI、IIT PEI、Borrego Springs PEI、OkaRidge CCHP PEI、Maryland CCHP PEI[20]等則致力于多種能源高效利用，更多關(guān)心冷熱電聯(lián)供技術(shù)在PEI中所起作用。

加拿大政府啟動(dòng)的ICES(integrated community energy solutions)研究計(jì)劃，重點(diǎn)關(guān)注PEI技術(shù)在各類社區(qū)供能環(huán)節(jié)的應(yīng)用，特別強(qiáng)調(diào)各類分布式能源的集成利用和與社區(qū)公共設(shè)施(交通、醫(yī)療、通信等)的相互支撐。在ICES項(xiàng)目資助下，加拿大先后建立了包括Kasabonika PEI、Bella Coola PEI、Ramea PEI、Nemiah PEI、Quebec PEI、Utility PEI、Hydro Boston Bar PEI、Calgary PEI等在內(nèi)的諸多示范工程，并計(jì)劃在2020年前，在全國(guó)構(gòu)建2 000余個(gè)PEI系統(tǒng)。

2.1.3 日本

日本在新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的資助下，分別在Aichi、Kyoto、Hachinohe、Kyotango、Shimizu和Sendai等地建立了多項(xiàng)PEI示范工程[21]。主要利用從主結(jié)構(gòu)對(duì)PEI進(jìn)行控制，應(yīng)用上層能量管理系統(tǒng)控制儲(chǔ)能設(shè)備及分布式能源以平衡系統(tǒng)功率。此外，在日本JSCA(Japan Smart Community Alliance)協(xié)會(huì)倡導(dǎo)資助和包括Tokyo Gas在內(nèi)的眾多能源公司積極參與下，日本也在積極開展PEI供用技術(shù)的研究，其理念與加拿大ICES類似。

2.1.4 小結(jié)

歐洲PEI示范工程側(cè)重于通過多能協(xié)同對(duì)可再生能源進(jìn)行充分消納;北美則更關(guān)注通過三聯(lián)供技術(shù)提升能源綜合利用效率;日本則突出多能互補(bǔ)能量管理的優(yōu)化。世界各國(guó)均結(jié)合自身需求對(duì)PEI開展了廣泛建設(shè)。然而，目前尚缺乏從經(jīng)濟(jì)性、能源利用率、供電可靠性、清潔性等不同角度進(jìn)行綜合考慮的工程。

2.2 國(guó)內(nèi)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程

中國(guó)PEI的建設(shè)開展較晚，但隨著科技進(jìn)步以及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，PEI建設(shè)技術(shù)發(fā)展十分迅速[22]。國(guó)家發(fā)改委與能源局下發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》，明確指出要通過三聯(lián)供、分布式可再生能源等方式，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用以提高利用率，其中PEI技術(shù)是其示范的重點(diǎn)方向。國(guó)家《可再生能源法》和《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》已將冷熱電聯(lián)供技術(shù)列入重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。大量示范項(xiàng)目獲得了建設(shè)和應(yīng)用，如中新天津生態(tài)城動(dòng)漫園PEI、天津大學(xué)濱海工業(yè)研究院PEI、上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)PEI、中電投高培中心PEI、申能能源中心PEI、廣州大學(xué)城PEI、長(zhǎng)沙黃花國(guó)際機(jī)場(chǎng)PEI、北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)控制中心大樓PEI、上海交大紫竹園PEI、上海市北燃?xì)夤綪EI、中關(guān)村軟件園區(qū)軟件廣場(chǎng)PEI等[23-26]。中國(guó)PEI發(fā)展迅猛，應(yīng)用主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的廣州、上海、天津和北京等大城市。

中新天津生態(tài)城動(dòng)漫園PEI是全國(guó)首例實(shí)現(xiàn)多種能源技術(shù)智能耦合高效利用的PEI，已在中新天津生態(tài)城投入運(yùn)營(yíng)[27-28]，該站有地源熱泵、光伏發(fā)電等可再生能源技術(shù)，水蓄能、燃?xì)馊?lián)供四大節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同類型能源的充分利用，可滿足動(dòng)漫園內(nèi)約24萬m2公共建筑冷暖需求，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1 904 t、減少二氧化碳排放4 971 t、減少二氧化硫排放46 t、節(jié)約用水1萬t。

國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)擁有光伏發(fā)電系統(tǒng)、地源熱泵、冰蓄冷、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、太陽能熱水、儲(chǔ)能6個(gè)子系統(tǒng)。園區(qū)各能源的優(yōu)化調(diào)度均通過園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，突破了以電能為單一外購能源的綜合能源供應(yīng)服務(wù)模式，能夠有效落實(shí)“兩個(gè)替代”和多能源互聯(lián)應(yīng)用。園區(qū)年平均可再生能源占比大于32%，最高達(dá)到了58%[29]。

3 園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化配置面臨問題

PEI中的電、氣、冷、熱環(huán)節(jié)存在非常緊密的耦合關(guān)系，因此處理得當(dāng)則可充分挖掘不同能源的互補(bǔ)替代能力，從而大大提升PEI運(yùn)行特性和降低PEI運(yùn)行成本。現(xiàn)有的PEI優(yōu)化配置方法未能將電力環(huán)節(jié)其他能源環(huán)節(jié)(氣、冷、熱)以統(tǒng)一形式納入優(yōu)化配置模型，應(yīng)用場(chǎng)景考慮相對(duì)單一，且缺乏可涵蓋電、氣、冷、熱各環(huán)節(jié)的PEI優(yōu)化配置綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

總體來看，PEI的優(yōu)化配置理論研究仍存在以下關(guān)鍵問題。

(1)多能耦合與運(yùn)行機(jī)理復(fù)雜。對(duì)PEI而言，電、氣、冷、熱多類型能源耦合緊密，各類能源環(huán)節(jié)多時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜，工況多變且呈現(xiàn)高度非線性。多能源供需不確定性和時(shí)空多尺度性的解析是優(yōu)化配置方案設(shè)定的前提。

(2)規(guī)劃目標(biāo)多樣化與動(dòng)態(tài)化。多能源融合的特征使PEI優(yōu)化配置目標(biāo)變得更加多元化。不同能源環(huán)節(jié)在設(shè)備級(jí)、系統(tǒng)級(jí)均存在差異化運(yùn)行目標(biāo)及約束，不同用能主體間呈現(xiàn)博弈特性，需要明確PEI在生產(chǎn)運(yùn)行中對(duì)能源利用效率的影響因素以及相關(guān)因素的作用機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上提出適用的多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置方法，來滿足未來PEI多維度復(fù)雜規(guī)劃要求。

(3)高度依賴于信息及通信系統(tǒng)。信息及通信系統(tǒng)主要用于信息的提取、存儲(chǔ)與分析，是實(shí)現(xiàn)PEI多能源協(xié)同控制等基本功能的保證。傳統(tǒng)PEI優(yōu)化配置方法不考慮信息與通信系統(tǒng)，無法適應(yīng)PEI的發(fā)展要求，目前仍缺乏適用于PEI信息與通信系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法。

(4)投資成本與效益的重新定義。不同能源設(shè)備及控制方法的使用改變了PEI的成本效益構(gòu)成，與傳統(tǒng)PEI的運(yùn)維報(bào)廢成本存在一定區(qū)別。因此，PEI優(yōu)化和配置需要引入新的成本與效益分析方法。

(5)完善建模與仿真方法。當(dāng)前PEI仿真分析軟件雖然集成了DER建模工具，但模型庫并不完善，仿真分析技術(shù)也無法適應(yīng)PEI規(guī)劃需要，亟需可綜合考慮DER運(yùn)行特征的建模與仿真工具，并對(duì)系統(tǒng)可能遇到的各種不確定性場(chǎng)景進(jìn)行精細(xì)化運(yùn)行模擬，可為優(yōu)化配置提供邊界約束信息，提升優(yōu)化配置方案的多場(chǎng)景適用性。

總之，由于尚缺乏可綜合考慮各種能源耦合的PEI優(yōu)化配置理論體系及應(yīng)用工具，該問題已成為制約PEI技術(shù)大范圍推廣應(yīng)用的一個(gè)重要瓶頸，亟需得到解決。

4 PEI優(yōu)化配置方法框架與發(fā)展構(gòu)想

4.1 優(yōu)化配置框架

PEI優(yōu)化配置框架如圖2所示，主要包括多尺度全工況動(dòng)態(tài)綜合建模方法、多場(chǎng)景模擬仿真技術(shù)、多目標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法以及對(duì)優(yōu)化配置方案的評(píng)價(jià)。PEI優(yōu)化配置的對(duì)象是多類型供/用/儲(chǔ)能單元、控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)與能源管網(wǎng)的集合體。

4.1.1 PEI多尺度全工況動(dòng)態(tài)綜合建模方法

PEI多尺度全工況動(dòng)態(tài)綜合建模是優(yōu)化配置的重要根基，適當(dāng)?shù)慕７椒梢詫?duì)PEI的運(yùn)行特性進(jìn)行描述。為此，建模工作將分為單元、網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)3個(gè)層級(jí)：(1)在單元級(jí)，主要考慮PEI各供用儲(chǔ)單元及可響應(yīng)負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)及互動(dòng)機(jī)理，并進(jìn)行綜合建模;(2)在網(wǎng)絡(luò)級(jí)，對(duì)PEI網(wǎng)絡(luò)層的單元設(shè)備、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等進(jìn)行綜合建模;(3)在系統(tǒng)級(jí)，研究各類模型之間的數(shù)據(jù)接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間尺度下，各類模型之間的信息交互，完成PEI的集成建模。PEI多尺度全工況動(dòng)態(tài)綜合建模方法充分考慮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及約束條件，能夠?qū)崿F(xiàn)能源設(shè)備、能源管網(wǎng)以及通信網(wǎng)絡(luò)的有效互聯(lián)。

4.1.2 PEI優(yōu)化配置的多場(chǎng)景模擬仿真技術(shù)

考慮到不同能源之間的互補(bǔ)優(yōu)化特性、DER及可響應(yīng)負(fù)荷的靈活性，構(gòu)建PEI多能源協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù);建立PEI未來運(yùn)行場(chǎng)景的模擬場(chǎng)景庫以支撐PEI的優(yōu)化配置決策，對(duì)于PEI運(yùn)行場(chǎng)景的模擬技術(shù)能夠充分考慮可再生能源的不確定性以及各類能源負(fù)荷復(fù)雜的多時(shí)間尺度特性;從可靠性、能源利用效率、經(jīng)濟(jì)性等方面對(duì)優(yōu)化配置方案并進(jìn)行評(píng)估，完善方案。

4.1.3 PEI多目標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法

PEI的優(yōu)化配置需考慮電、氣、冷、熱多元系統(tǒng)的融合，優(yōu)化目標(biāo)以及約束條件的選擇尤為重要。適用于PEI的多目標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法及智能求解方法將是研究的重點(diǎn)方向。由于PEI各階段的運(yùn)行狀態(tài)差異明顯，應(yīng)針對(duì)系統(tǒng)不同階段的運(yùn)行特性相應(yīng)調(diào)整優(yōu)化配置方案，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置，確保方案與優(yōu)化目標(biāo)的一致性。

4.1.4 PEI優(yōu)化配置方案的評(píng)價(jià)

考慮到用戶開展PEI優(yōu)化配置時(shí)，往往存在多樣性需求，在生成初始配置方案時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的多樣性。要妥善處理PEI中的電、氣、冷、熱環(huán)節(jié)存在非常緊密的耦合關(guān)系，亟需建立可涵蓋電、氣、冷、熱各環(huán)節(jié)的一套綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，覆蓋經(jīng)濟(jì)性、清潔性、可靠性、綜合能效、用戶滿足度等多種關(guān)鍵指標(biāo)，從不同側(cè)面評(píng)價(jià)配置方案的適用性，并重點(diǎn)關(guān)注PEI多元主體的博弈特征。由于各種能源之間耦合關(guān)系復(fù)雜，且PEI中很多因素難以量化或根本無法確切量化，在計(jì)算很多相關(guān)指標(biāo)時(shí)，需要新的求解方法的支持。

4.2 發(fā)展構(gòu)想

為適應(yīng)綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的開展，未來PEI應(yīng)著重在系統(tǒng)優(yōu)化配置、信息平臺(tái)、多能源互動(dòng)等方面進(jìn)行建設(shè)。

4.2.1 PEI系統(tǒng)優(yōu)化配置

面向未來綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，綜合考慮不同區(qū)域差異化特性以及多類型能源綜合利用過程所產(chǎn)生的大量不確定、不精確、不可量化因素，提出PEI電、冷、熱、氣以及源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)的一體化優(yōu)化配置理論體系，搭建具備工程實(shí)用價(jià)值的優(yōu)化配置平臺(tái)，支撐綜合能源服務(wù)，為后續(xù)運(yùn)行優(yōu)化服務(wù)提供硬件支撐。

4.2.2 PEI信息平臺(tái)建設(shè)

PEI系統(tǒng)的優(yōu)化配置依托于信息平臺(tái)的建設(shè)。信息平臺(tái)能夠匯集不同信息系統(tǒng)，將PEI系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度等核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，以保證數(shù)據(jù)的“及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性”，實(shí)現(xiàn)PEI建設(shè)及運(yùn)維的全過程優(yōu)化管理，為優(yōu)質(zhì)綜合能源業(yè)務(wù)的開展提供全過程的數(shù)據(jù)支撐。

4.2.3 多能源融合業(yè)務(wù)

多能源融合是PEI應(yīng)用的基礎(chǔ)，后續(xù)將結(jié)合區(qū)域特征，針對(duì)具體PEI開展能源優(yōu)選、能源設(shè)備選型配置、運(yùn)營(yíng)管理、運(yùn)行維護(hù)、商業(yè)模式等全環(huán)節(jié)、全流程技術(shù)的研發(fā)，提升綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)語

未來PEI將成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主要形式。完善PEI優(yōu)化配置方法，對(duì)于在綠色經(jīng)濟(jì)背景下開展綜合能源服務(wù)，提高可再生能源利用水平，提升能源安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。本文深入分析了PEI的基本概念、主要特征與功能特點(diǎn)，并對(duì)國(guó)內(nèi)外典型園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)容與應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)述，指出園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)在規(guī)劃過程中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)一步明確PEI多能源協(xié)同優(yōu)化配置理論框架，同時(shí)指出PEI未來發(fā)展應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化配置、信息平臺(tái)、多能源互動(dòng)等方面進(jìn)行建設(shè)，并提出了建設(shè)思路與原則。

作者：

吳志力 , 楊衛(wèi)紅 , 原凱 , 宋毅 , 孫充勃 , 穆云飛 , 陳晚晴 , 王世舉

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