下一代能源社会体系的基本细胞单元：综合能源微网

■ 文/任洪波

“互联网+”智慧能源不仅是信息技术与能源技术的交叉，更是“平等、开放、协同、共享”的互联网思维在能源领域的广域渗透与深度融合。其根本宗旨是对既有能源生态体系、服务和商业模式、消费理念和行为进行系统重构，在能源的产、供、销诸环节全面贯彻“人人为我、我为人人”的价值思想，构建人与自然协同共生的下一代能源社会体系。

下一代能源社会体系并不是宏大的主观臆想，而是立足于区域社会空间，以能源为核心，以基于分布式能源的综合能源微网为基本细胞单元。分布式能源的去中心化理念和按需供能的本质，从技术层面推动了能源生产和消费革命，而分布式能源的网络化应用则从商业层面促进了能源体制和机制革新，从而催生电—气—冷—热互补融合、源—网—荷—储互动协调的“综合能源微网”理念，使得下一代能源社会体系从梦想走进现实。

下一代能源社会体系构想

下一代能源社会体系是结合能源互联网与智慧城市建设，将区域全体的能源和资源的有效配置、可再生能源的充分利用，以及区域空间形态和居民生活方式的合理变革融于一体，达成“环境友好”和“生活舒适”两立的多元共生型能源社会体系。该理念的提出基于4点核心思想：（1）充分考虑自然协调性及用户适应性，综合能源供给侧分布式能源及能源需求侧节能手段的生态智慧型能源管理系统；（2）促进人与人、物与物、人与物交流的多元智慧型互动网络；（3）融合能源管理系统与智能交通系统的环境友好型智能交通体系；（4）舒适和节能两立的生态智能型城市和区域规划。

从能源供给源的角度上看，没有哪一种能源可以起到绝对低碳的效果，也没有哪一种能源能够独立支撑全部能源需求。因此，我们有必要在推进传统化石能源高效清洁利用的同时，“上天入地”地寻觅新型清洁能源，因地制宜选取多种能源和技术，通过优化组合配置，构建基于多能源互补利用的立体能源供给体系。

在能源技术层面，我们要构建节能、创能、蓄能三位一体的多层次递进式能源技术研发与应用体系。在充分挖掘现有技术节能潜力的基础之上，开拓各类新型能源利用技术。同时，研究方向从侧重技术向侧重能源管理的角度拓展，从系统高度上统筹安排各种技术之间的配合关系。

在能源利用层面，我们要突破传统“点状用能”的局限性，从城市或区域层面统筹协调，构建区域能源面域利用体系，实现能源利用的网络化、系统化、高效化。

正所谓“你的存在，就是我之所以存在的原因”，系统思考的理念必将贯穿下一代能源社会体系的始终。多能源互补、多技术耦合、多用户融通的多元立体能源利用体系的提出，正是为了促进能源、技术和用户间的合作与互动，提高综合能效，创造利益增益。

基于分布式能源产消者的综合能源微网

为深入推进城市和区域节能减排，以梯级利用、集成增效为核心理念，集电、热、冷等多种能源联合供应于一体的分布式能源系统受到广泛关注。分布式能源系统的应用与推广将在城市内部催生众多个性化“分布式能源产消者（Prosumer）”，实现能源的自给自足。另一方面，城市能源供求体系亦呈现多元化、复杂化发展态势，传统的单向、孤立的能源服务模式已不能适应城市可持续发展需求。在此背景下，通过对既有能源供应系统（如供电、供气、供冷、供热等）进行整体协调、配合和优化，综合能源系统应运而生。综合能源系统与分布式能源系统的耦合，将进一步促进多源—多网—多荷互联共融的“综合能源微网”理念的形成与发展，从而为下一代能源社会体系在城市和区域层面的具象化提供有力支撑。

综合能源微网是以分布式能源产消者为节点，以电、气、冷、热能源网络为纽带，连接能源生产、输配、储存和使用等诸环节而形成的多元、立体的能源网络系统。综合能源微网可以看成是传统单体分布式能源系统与以区域供热、供冷系统为主体的区域供能系统的耦合与集成。提出综合能源微网的根本动因是解决区域内供能侧与用能侧存在的多元能源的实时匹配与平衡问题。在区域综合能源微网中，每个节点均为分布式能源产消者，起源于常规能源用户，通过配置分布式供能设备而兼具能源（特别是电力）供应功能。多元产消者借助连接彼此的能源网络进行能量融通，将产生的余电、余热在区域内消化，实现电力和热力的互联互通、互相补偿，提升区域整体能效。

从供能体系来看，综合能源微网体现了一种互通、互动、互助的立体能源解决方案。横向多能互补、多户共享、互为备份；纵向源、网、荷、储一体，相互协调。源可以是基于化石能源的冷热电联供，也可以是太阳能、风能等可再生能源；网包括电网、热网、气网等；荷包括电力负荷、热力负荷等；储包括蓄电、蓄热、蓄冷等。

从供能范畴来看，综合能源微网依托城市能源网，满足商务区、住宅区、产业园区等特定区域的电、热、冷等多种能源需求。网内各单体产消者可自备多种分布式电源、热源设备，在满足自身消费的同时，剩余能源通过区域微电网、微热网融通至域内其他用户，以充分利用本地资源，提高能源利用效率，确保供能可靠性。

从供能目的来看，能源的生产、转换、传输，其终极目标都是为了满足人类的生产、生活需求。因此，综合能源微网的建设需要充分发挥人的主观能动性，通过理念共享、共感，构建促进生产、生活方式变革的需求侧响应机制。本着以人为本的基本思想，将能源使用的决定权交给消费者，由他们决定何时、何地，以何种形式使用何种能源。

此外，就产权归属而言，虽然综合能源微网着重强调整体利益，但是电源、负荷资产均归产消者个体所有。无论从物理还是商业层面，各产消者均相对独立，有着不同的利益诉求、技术特性、用能需求、控制手段等，但彼此之间关系密切且存在一定的利益关联。一方面，产消者个体要以各自利益最大化为目标，确立自身产能、购能、用能策略；另一方面，考虑到区域内众多能源产消者在能源供需层面所呈现的异质特性，可以充分挖掘它们间的互补和互利功能，通过合作实现物理层面的节能增效和商业层面的减支降费，从而达到共赢。显然，节点局部目标与网络整体目标可能存在冲突，需要进行有效的协调管理。

综上所述，多种能源的源、网、荷深度融合、紧密互动是综合能源微网的本质属性，综合能源微网有望成为未来城市能源的主要承载形式。此外，终端消费层面能源体系的自我革新，也正自下而上倒逼上层能源供给侧变革。国内外发展实践表明，随着能源体制改革的深入推进，传统能源企业将逐步向区域综合能源服务商转型，以城市和区域为基本立足点，以终端用户需求为导向，提供电、气、冷、热全方位、一站式综合能源服务。

因此，在以一体化、智能化和人性化为基本特征的下一代能源社会体系中，综合能源微网将起着黏合剂和调节剂的作用，可以有效协调市场化环境下能源供需生态系统的上下游关系，重塑能源生产和消费体系，推动生态文明建设进程。