能源互联网是践行能源革命的重要平台

■潘伟 谭青博 赵浩臣 谭忠富

“双碳”的关键在于能源系统低碳，其实现路径包括能源供给侧提高可再生能源发电比例，能源消费侧提高终端电气化比例，工业、交通、建筑等部门通过电能替代以实现绿色能源消费，能源技术侧通过发展能源互联网实现能源的精准投资与经济运行。能源互联网通过上下游“源网荷储”协调，打破能源体制壁垒，实现多源互补、多网互通、多荷互代、多储互济，促进能源生产与消费过程减碳。

通过能源互联网打破“源网荷储”业务的体制壁垒

能源互联网可以突破能源共享生态中的各种壁垒，包括技术壁垒、市场壁垒以及体制壁垒。促进能源供应由“供电”“供热”“供冷”“供气”“供氢”独立运行转换到“供电+供热+供冷+供气+供氢”联合运行，各类能源资源互补协同运行，即利用新能源发电进行驱动地源储热泵，将光伏、风电与储冷储热储电储气储氢结合实现源储互补。调整时移负荷与可调负荷，使其与风电、光伏出力时间吻合，即实现源荷互补。传统的供能方式一般为各类能源通过独立管网分别满足园区、楼宇等用户的电力、热力（冷）、蒸汽、燃气等割裂的多种能源需求，实际上分布式能源所生产的电和热（冷），可以连接到电力网、热力网、燃气网，通过能源互联网实现电力、热力与燃气网的互联互通。各类用能负荷高峰可基于分时电价进行错峰，优化设备容量时段分布即多荷互补。园区里储能站、屋顶光伏发电站、电动车充电站与电网相连，实现“源网荷储”互补协调。

通过能源互联网促进能源精准投资与经济运行

能源互联包括多种形态能源、多类异构能源设备、多个能源参与者的互联，打通“源网荷储”边界，促进热、气、氢、油、煤与电能之间互补。由于能源的生产和消费不是单向的生产跟踪消费模式，只进行物理互联无法实现能源互联网的功能，盘活“源网荷储”资源还需要数据互联，即通过互联网，实现能源资源的数据透明和共享，推动能源生产、运行、管理、消费、交易、服务等各环节优化配置、协调运行。物联网、大数据、云计算、移动互联网等技术对能源系统进行数据感知、输送、挖掘，实现能量流、信息流、成本流和价格流的耦合与解耦分析，保障能源互联网的可靠、高效、绿色和便捷。

通过能源互联网打造能源综合开发与利用的形态

用户用能正在呈现出多样化，如采暖业的热负荷、炼油业的电负荷、工业锅炉的燃气负荷等；而用户电、热（热水、蒸汽）、冷、气（燃气）、氢等多种用能形态，可以通过电采暖、电制冷、电转气、电制氢、储能（蓄热蓄冷储气储电）来满足；风电、光伏发电、小水电、电动汽车充放电、客户需求响应、储能、电网供电等通过互补来实现能源就地开发与梯级利用。通过能源互联网，可以整合电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧资源，形成供能类型之间互补，供能区域之间资源互补，用能替代方式之间互补，供能与用能时间之间互补，气网与热网的互通、气网与电网的互通、电网与热网的互通，燃气转换为电、电转换为燃气、新能源发电直接制热等。

通过能源互联网促进电力市场运营机制的完善

“风光水火核”“煤电油气”“冷热电气”参与的能源市场可分为碳市场、绿电市场、电力市场，彼此存在着交易品种、交易量、交易价上的关联关系。不同的市场存在着不同的价格体系，不同市场价格体系之间是相互影响的。

多能互补运行涉及“煤电油气”“冷热电气”“源网荷储”“风光水火核”的交叉，需要研究“冷价/热价/电价/气价”“风电价/光伏价/水电价/火电价/核电价”“燃气价/煤炭价/油价/电价”的交叉。“冷热电气”互补中的“电”涉及多级市场。电制热、电制冷、电制气，“蓄冷蓄热储气”意味着“冷热气”市场与电力市场耦合在一起，碳市场与电力市场耦合在一起。

多能互补运行需要研究“风光水火核”电互补打捆跨区输送，涉及区域间新能源发电配额、碳排放配额、税收、用户差别电价等。“冷热电气”中“电”的市场化程度高，“冷热气”的市场化程度低，能源交易需要考虑过渡过程中的“有计划有市场”特征。

多能互补协同运行需要对火电、储能、用户群需求响应对新能源发电调峰调频服务的成本进行分析，对多主体消纳新能源的共生效益及多主体共享分配进行分析，在此基础上，对新能源发电、电制热/电制冷/电制气、储电储气蓄冷蓄热、用户需求响应等进行联合调度；需要考虑资源与负荷的时空特征，引入能源市场的多类多级交易，对“煤电油气”“风光水火核”“冷热电气”进行多维度联合调度并构建多主体合作效益分配机制。

通过能源互联网提升能源生产与消费的效率

能源互联网打破现有电、热、冷、气、油、交通等能源分系统相对封闭的界限，实现多能互补，提高能源使用效率和可再生能源消纳能力。除了集中式发电远距离传输，分布式新能源发电就地“自发自用”“余量上网”，减少输电过程损耗（线损），不足从“大网购电”。“风光水火核”发电互补打捆输送到城市，城市园区里开发光伏、风电、地热、工厂尾气余热余压等，结合冷热电三联供、蓄能、电采暖、电锅炉、电动汽车充放电等形成“冷热电气氢”互补，可以综合性地降低能源成本。对宾馆、学校、医院、写字楼、商场及“冷热电气”需求较大的工业园区、产业园区、大型商务区等，太阳能、风能、燃气轮机、燃料电池、地热能、工厂的尾气余热余压废水等可发展为分布式能源，针对其间歇性、波动性及低能流密度性，通过多能互补来使用；各种主动负荷即插即用，通过互联网实现设备和系统的自动感知、识别和管理；通过电、热、冷、气等多种能源的互联互通、多能互补及源网荷储协同，打破传统能源分系统间相互割裂的情形，优化能源投资，促进可再生能源消纳，降低用能成本，提升综合能源效率。■