面向能源互联网终端用户的综合能源服务关键技术研究

张秋来

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林长春130021）

0 引言

当前，我国能源消费供给、能源结构转型、能源系统形态呈现新的发展趋势。我国是一个资源大国，从供应侧来看，能源供应类型包括煤炭、石油、天然气、生物质能、核能、电能和热能，在我国能源转型趋势下，天然气、生物质能和核能等清洁能源的供应增速愈发加快；从消费侧来看，能源需求侧的整体结构正在向多元、清洁、绿色、可持续的方向转变，特别是近年来天然气、水电、核电、风电等清洁能源的消费占比总体大幅提升。

为适应能源转型新趋势，发展能源互联网成为学术界和工业界的研究热点——通过电能、天然气、热能、风能、太阳能等多类型能源的转化互联，建立物理网络，进而以通信技术为支撑，构建多能互补、供需互动、信息共享的信息物理融合网络。显然，能源互联网不仅涵盖的能源类型多，技术手段复杂，而且受到传统能源网络之间固有壁垒的限制，因此发展能源互联网必须循序渐进，不可一蹴而就。

在电力系统中，智能电网的提出为需求侧主动参与电网灵活性调节提供了可能性，储能和分布式能源等技术的发展更大大增加了需求侧资源的灵活调节潜力。《中国制造2025》发展规划纲要中提出，对“电力装备”领域“进一步推进智能电网用输变电及用户端设备发展”，电力用户作为电网的消费终端，已经成为电网运行不可忽视的重要环节。

综合能源服务是一种新型的以满足终端客户多元化能源生产与消费为目的的能源服务方式，涵盖能源规划设计、工程投资建设，多能源运营服务以及投融资服务等方面。显然，能源互联网为发展综合能源服务提供了良好的契机，综合能源服务则是推动能源互联网进一步发展的有效手段，两者相互促进，有利于推动整个能源产业的可持续发展。

因此，本文面向能源消费的终端用户，提出研究适应能源互联网的综合能源服务关键技术，旨在创新传统能源服务形式，形成易复制、低成本、可推广的智能终端用户低耗能发展模式，将综合能源服务发展成为普适性、易接受的节能新模式。

1 我国综合能源服务发展现状

自十九大报告提出“加强水利、铁路、公路、水运、航空、管道、电网、信息、物流等基础设施网络建设”以来，“基础建设”这一概念已经从传统物质工程设施拓展到包含人工智能、物联网、工业互联网、5G等概念的新型基础设置（以下简称为“新基建”），这不仅是顺应能源结构改革和信息技术发展的新趋势，而且为节能领域的未来发展提供了新的机遇——发展综合能源服务，为高耗能的电力产业从能源互联的角度寻求新的节能方式。

随着互联网信息技术、可再生能源技术以及电力改革进程加快，各发电企业、售电公司、燃气企业、节能服务公司等纷纷转型，开发综合能源服务业务，从终端服务入手打破能源行业之间的壁垒，致力于推动能源行业的高效、协同、可持续发展。目前开展的综合能源服务，业务内容涉及分布式能源、微电网与电动汽车的投资运营、售电业务和能效服务等。显然，已有业务仍是以电能为主，对于终端用户享受电、气、热、冷等多种能源一条龙服务仍存在市场空白。

2 综合能源服务关键技术

接下来提出开展面向终端用户的综合能源服务具体内涵及关键技术，将从终端用户角度着眼，依托云计算和大数据等技术开展线上线下一体化的服务模式，旨在提升服务效率和服务水平，增强用户黏性和认可度，形成易复制、低成本、可推广的智能终端用户低耗能发展模式，将综合能源服务发展成为普适性、易接受的节能新模式。

开展面向终端用户的综合能源服务，是以需求侧为主导，依托先进信息技术充分发掘和整合客户资源，通过大数据分析和云计算等技术为终端用户提供个性化、菜单化、一体化的综合能源服务内容。显然，其所涵盖的内容不仅仅是简单的能源互联和传统意义上的售电服务。

面向终端用户的综合能源服务项目开展时会面临以下几个关键技术问题：首先，充分分析终端用户的能耗特性，利用大数据分析对综合能源终端用户进行行为画像，建立类群标签化数据库；接着，基于能耗特性对终端用户开展个性化需求侧响应管理；其次，以线上综合能源服务平台为依托开展B2B商业模式，整合供需双侧资源，加强供需双侧互动，优化资源配置；最后开展线上线下一体化商业模式，开发综合能源服务线上平台和App，与线下活动相结合，培养用户智慧、节能、低碳、环保的用能习惯，促进节能减排。具体内容如下：

2.1 分析终端用户能耗特性

综合能源服务面向的终端用户不仅包含电力用户，还有天然气用户、热用户等，且一般而言终端用户不仅仅消耗一种类型的能源，通常都为综合能源用户。因此，分析综合能源用户的能耗特性是开展综合能源服务的基础。

随着社会经济的不断发展，能源消费持续增长，如何利用多种能源之间的海量数据推动社会进步、增强社会福利成为当前高校和企业的一个研究热点。利用物联网传感技术，可以对各种能源采集终端的数据进行采集，并对用户的各类用能情况进行在线监测，将采集的用能数据进行分析与关联，实现用户各类用能分析，构建用户用能行为特征模型库，开展客户用能行为特征刻画分析，建立用户的用能模型。

进一步地，研究用户多能消费行为分类，对具有不同特性的用能设备进行层次化聚类，形成具有不同具体用户的能源消费类群，最终建立实时的基于多模态数据特征融合的标签化数据库，进而可以实现不同主题类别的数据库对应不同的能源消费账单服务形式，换言之，可实现为用户个性化推荐系统提供标准化数据集。

2.2 开展综合需求侧响应管理

将用户与同类型用户进行用能比较，并提供个性化账单服务，清晰显示电量情况；基于用户的用能模型，对能量输入、转换及输出的全过程进行定性、定量分析，找出能源利用不合理的环节及影响因素，统筹考虑用户的经济状况、用能结构，统筹用户侧的多种能源情况，实现用户的需求侧用能互补；通过智能用电系统分析用户用电情况，建立高效、准确的用户用能优化模型，引导用户错峰用电，实现用户的需求侧用能互补；根据用户需求，综合分析热、电、水、冷等能源的互补和用能转换，为用户提供符合实际情况的个性化节能套餐。

此外，随着互联网的快速发展，网络在给人们提供巨大方便的同时，也带来了个人信息泄露等风险，因此在电力系统中，如何保护用户用电信息安全，即用户用电信息的保密问题显得尤为重要。从信息物理系统的角度分析智能社区的能量流与信息流交互，建立智能社区的综合能量管理框架。在信息系统方面，鉴于优化模型中的信息通信和计算问题，引入“云计算”的概念对用户信息进行加密，解决信息交互存在的隐私安全问题；建立基于云平台的用户信息管理架构，将用户信息管理以云服务的形式实现。

2.3 开展B2B终端用户营销服务

在综合能源服务终端用户中，公用事业、企业等大用户一般用能量较高，且具有明显的用能特征。要对其能源消费数据进行深入分析和挖掘，刻画大用户多能形式的用能态势，捕捉多阶段、多层次的用能特征，发掘大用户用能需求的波动规律，抽象出大用户在综合能源系统中的调度周期规律，进而制定针对各类大用户用能特点的优化方案，并提供一整套适合其高效运行的用能建议。

此外，开展能源大用户和能源供应企业多方共赢、协同运作的B2B商业模式。即基于双方互信互利的原则，能源供应企业为能源大用户提供定制的软件和终端设备并负责相应的技术咨询和培训，以实现大用户与能源供应企业多形式用能数据的时时对接；能源供应企业依据汇总的用能分析建议改善营销服务，并将加工成熟的富有针对性的用能优化方案及时反馈给能源大用户，以提高用户满意度。

2.4 建立线上线下协同运营模式

为了吸引更多终端用户参与，加强用户黏性，提升客户忠诚度，将“互联网+”的概念引入综合能源服务业务中，研究开发综合能源服务系统线上平台。一方面，建立连接电网和综合能源大用户的网上平台，基于这一平台可实现供需双方的高效互动，提升服务质量。另一方面，开发一款面向手机终端用户的能耗管理App，能实现用户用电监控、用电特征分析、节能套餐选择、设备远程控制、用户节能排名、提供用户家庭节能清单等功能，同时引入线上线下相结合的方式，将用户节能指标转化为线上虚拟和线下实体相结合方式，双轨量化，奖励产品反馈给用户等。

线上线下协同运营的商业模式是利用用电设备的数据分析结果以及电力公司执行的峰谷分时等电价政策，为用户推送相应的用电套餐，并提供一系列综合能源服务。对用户而言可享受到个性化定制综合能源服务，在这种商业模式引导下，培养绿色、节能、环保的用能行为；对电力企业而言，很大程度上提升了服务水平，增强了用户黏性，充分调动了用户参与电网灵活性调节的主动性，有利于整个电网的稳定高效运行。

3 结语

本文在新一轮电力改革与能源互联网的双重背景下，调查了我国综合能源服务的发展现状。进而针对现有综合能源服务业务仍以电能为主，缺乏综合能源协同服务的痛点，提出面向能源消费的终端用户的综合能源服务关键技术，分别从综合能源用户特性分析、开展综合需求侧响应、开展B2B商业模式、线上线下一体化协同运营层面进行研究，旨在创新传统能源服务形式，依托大数据和云计算等技术提升综合能源服务水平，不仅调动了需求侧的潜力，而且有利于优化能源产业布局，提升能源使用效率。