曾鸣：“十四五”电力规划的综合能源发展探析
发布日期：2020-06-19 来源：中国电力企业管理 作者：曾鸣 张硕 浏览次数：172
2014年6月，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略，明确了我国能源革命的方向，引领了我国能源发展的趋势。随着传统发电技术的改进，风电、光伏等可再生能源的发展，新型能源利用技术的变革，智能电网等能源输配网络的建设，以及用户智慧用能新需求的提出，发展综合能源已成为我国电力系统建设和能源变革的重要方式。
综合能源涵盖电力、煤炭、石油、天然气、可再生能源等多种能源资源。以电力为核心，实施多异质能源协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济，已成为发展综合能源的广泛共识。为此，我国提出建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，推进建设“源-网-荷-储”协调发展、集成互补的能源互联网。为进一步提升能源综合利用效率，提高可再生能源利用水平，满足用户智慧用能需求，在用户侧构建综合能源系统，推进综合能源服务，成为发展综合能源的重要措施。
建设能源互联网，构建综合能源系统，推进综合能源服务，是发展综合能源的具体形式和建设新一代电力系统的重要环节，也是全面推进能源革命的重大战略支撑。
综合能源对于推进能源革命的重要意义
发展综合能源可有力推动能源消费革命。建设城市能源互联网，构建面向园区、工厂、社区、楼宇等用能对象的综合能源系统，推进综合能源服务，培育虚拟电厂、负荷聚集商等综合能源新型主体，应用大数据、云计算、5G等数字信息技术，满足用户的智慧用能需求，实现多种能源的优化配置、优势互补，可有效提升用户能效，控制能源消费总量，从而推进能源消费革命，形成能源节约型社会。
发展综合能源可有力推动能源供给革命。能源互联网与综合能源系统涵盖化石能源与可再生能源，统筹集中式与分布式能源类型，可实现多元能源供应的充分互补，以智能电网为基础，实现与热力管网、天然气管网、交通网络等多种类型网络互联互通，发挥储电、储热、储冷、抽水蓄能等储能灵活资源的调节能力，有效调动需求侧资源的响应潜力，可实现多能源系统的横向多能互补与纵向协调发展，从而构建能源多元供应体系，推动能源供给革命。
发展综合能源可有力推动能源技术革命。在技术创新方面，发展综合能源将有力推进能源路由器等综合能源耦合、调控技术，以及智慧用能等技术的创新发展；在产业创新方面，发展综合能源将有力激发综合能源核心设备制造、综合能源服务等新兴产业的创新发展；在商业模式创新方面，发展综合能源将有力推动综合能源定制化服务、绿色能源服务、点对点微平衡交易、负荷聚集商、虚拟电厂等新型商业模式与市场主体的涌现。因此，发展综合能源可全面带动产业升级，推动能源技术革命。
发展综合能源可有力推动能源体制革命。以电力为核心建设能源互联网，构建综合能源系统，可全面推进多种能源的互补融合，打破能源体制壁垒，形成涵盖电力市场、碳交易市场、绿色配额交易市场、煤电联动机制等多类型市场机制，通过市场竞争的方式还原能源商品属性，进而推动我国能源体制革命。
发展综合能源可有力推动能源国际合作。全球能源互联网是发展综合能源，建设能源互联网的重要组成部分，可推动清洁、绿色能源发展，满足全球电力需求，体现我国推进能源转型、应对气候变化的国际担当。建设全球能源互联网，是我国推动“一带一路”建设的重要战略，是推动能源国际合作的重要举措。
综上所述，发展综合能源可助力我国完成“四个革命、一个合作”能源安全战略，是我国能源变革的重要举措和能源发展趋势。因此，发展综合能源是我国“十四五”能源电力规划的重要内容。为此，需明确综合能源发展思路，解决关键规划问题，从而全面推动电力系统建设，支撑能源革命。
综合能源“十四五”的发展思路
能源互联网、综合能源系统和综合能源服务是综合能源发展的具体形式，综合能源在“十四五”电力发展规划主要应从基础架构、终端综合能源系统和综合能源服务等方面展开。
完善能源互联网基础架构
欲发挥能源互联网横向多能集成互补与纵向源-网-荷-储协调的优势特征，首先需完善其基础架构。第一，建设风电场、光伏电站等可再生能源智慧运行平台，精准预测可再生能源出力，平抑可再生能源出力随机性、波动性等不足，提升可再生能源电力供应的可靠性。第二，推进燃煤电厂等化石能源发电机组的技术改造，提升设备的梯级利用水平和深度调峰能力，既发挥火电机组的基荷作用，同时挖掘其多能互补潜力。第三，加强能源网络建设，以智能电网为基础，推进特高压建设，实现能源跨区域远距离传输与优化配置，与热力管网、天然气管网、交通网络等多种类型网络互联互通，实现多种能源的协同转化与集成调配。第四，推进智能终端建设，包括：智能工厂、智能小区、智慧楼宇、智能家居等，支撑建设智慧城市，实现能源消费端的智能计量、检测、诊断和调控，提升综合能源需求响应水平。第五，加快储能设施布局，在风电场、光伏电站等可再生能源基地配套储能电站，建设抽水蓄能电站，鼓励发展储电、储热、储冷、储氢等多类型储能设施，提升能源系统灵活性资源的调控水平。
建设综合能源系统
发展综合能源的重要目标是提高用能效率，降低用能成本，提升智慧用能体验。为此，需在用户侧构建综合能源系统。第一，加强用户侧基础设施建设，发展冷热电三联供、热泵、工业余热余压利用等综合能源利用基础设施，推动屋顶光伏、分散式风电等分布式可再生能源的优化布局与高效利用，推广电动汽车等电能替代方式并完善充电桩等配套设施的建设，鼓励小区、楼宇、家庭等用户单元配备分布式储能设备，统筹智能配电网与热力、天然气等能源管网的布局与协同管理。第二，因地制宜建设综合能源系统，面向工业园区、工厂、社区、楼宇等用户侧单元，充分利用其分布式设施及能源网络，分别构建相对独立的综合能源系统，实现局部综合能源的互补协调与集成利用。第三，建设城市能源互联网，以集中式能源基地为依托，联接各园区、工厂、社区、楼宇等综合能源系统，构建城市能源互联网，实现多种能源在城镇范围内的广泛互联与综合高效利用，支撑智慧城市建设。
开展综合能源服务
持续稳定的市场化运行业务是发展综合能源的重要保障，因此需大力开展综合能源服务。第一，开展以电力为核心的综合能源交易，鼓励综合能源运营商等多类型主体参与电力中长期交易、零售交易，形成多样化电力零售套餐；开展点对点分布式能源交易，搭建分布式电源、储能、电动汽车等灵活性资源交易平台；以综合能源系统为参与主体，形成多类型灵活性资源参与的需求侧响应市场，挖掘需求侧资源的系统调节潜力。第二，开展可再生能源配额及绿证交易，以可再生能源电力消纳责任权重为目标，开展配额指标交易，推进可再生能源绿色电力证书的认购与交易，提升可再生能源的消纳水平。第三，开展智慧能源服务，挖掘能源大数据的潜在价值，创新拓展能量托管、交易委托、能效管理、节能服务、信息服务等增值服务。第四，培育新型市场主体，增强市场活力，鼓励多元化竞争，形成产消一体用户（Prosumer）、综合能源运营商、负荷集成商、虚拟电厂等多元主体参与灵活性资源优化配置的智慧能源服务市场。
综合能源“十四五”电力规划的关键问题
为确保综合能源建设顺利进行，全面支撑我国能源革命， “十四五”电力规划的综合能源规划建设需解决以下关键问题。
应用数字信息技术建设能源互联网
“云大物移智链”等数字信息技术是发展综合能源，建设能源互联网的技术支撑。需加快数字信息技术与能源物理技术的融合，推进能源路由器等能源互联网核心设备的研发与应用；开发智慧能源运控平台，促进能源信息充分利用，协调平衡各类资源，实现系统运行智能决策、用户用能高效便捷；应用区块链技术，推进去中心化、信息共享、智能结算的分布式能源微平衡交易，实现需求侧灵活性资源的合理配置与利用。
推进火电机组技术改造
“十四五”期间，我国的能源结构将持续优化，传统火电机组面临清洁高效生产和转变角色的更高要求。一方面，需推进煤电机组超低排放和节能改造，实现能源清洁高效生产和梯级利用；另一方面，需实施煤电机组灵活性改造工程，提升机组的灵活性调节能力，通过参与深度调峰等辅助服务提升电力系统的可再生能源消纳能力，大幅提升系统灵活调节水平，实现自身角色转型。
构建综合能源系统推进综合能源服务
提升用户用能体验，满足用户多样化用能需求，是“十四五”电力规划的重要目标，在需求侧构建综合能源系统，以此开展综合能源服务，是实现该目标的关键路径。一方面，以工业园区、工厂、社区、楼宇等实体单元为建设主体，充分利用冷热电三联供、屋顶光伏、储能、电动汽车等分布式能源，统筹配电网与热力、天然气等管网，应用数字信息技术构建综合能源系统，为提升用户多样化用能体验提供硬件支撑；另一方面，依托综合能源系统，创新推行综合能源零售套餐、分布式能源交易、能效管理、节能服务等综合能源服务，满足用户的多样化用能需求。
释放需求响应资源潜力
实施综合能源需求响应，可有效调节系统供需平衡，提升可再生能源消纳水平，其平衡调节作用与供给侧相当，且成本更低。如何充分释放需求资源响应潜力，成为“十四五”电力规划的关键问题。一方面，应依托综合能源系统，统筹管理冷热电三联供、屋顶光伏、储能、电动汽车等分布式能源与负荷资源，充分挖掘各类资源的综合响应能力，提升需求资源响应水平；另一方面，完善电力市场机制，通过现货节点电价、分时电价、尖峰电价、直接负荷控制、可中断负荷等政策、市场机制释放需求响应资源潜力，反应资源价值。
仿真技术支撑科学规划决策
综合能源规划的测算及决策水平直接影响“十四五”期间我国能源电力系统的建设成效，通过数学模型和算法支撑的仿真系统是解决该问题的有效途径。为此，需加强综合能源规划仿真平台的建设，支持“十四五”综合能源科学规划与决策，推动高校、科研机构等开发涵盖规划、运行、效益评价在内的综合能源系统仿真平台，针对可再生能源建设布局、新增火电容量、需求响应资源潜力测算等能源规划关键问题进行仿真计算，从经济效益、环境效益、社会效益等多维度综合评价规划方案，模拟实施效果，为“十四五”综合能源规划的科学决策提供有力支撑。
综上，发展综合能源是推进我国能源革命的重大战略，是能源电力系统演化发展的趋势。“十四五”电力规划应结合5G基站、特高压、新能源汽车充电桩等新型基础设施建设战略，充分、科学论证能源互联网、综合能源系统和综合能源服务的规划内容，支撑电力系统稳步有序发展。
本文刊载于《中国电力企业管理》2020年5期，作者供职于华北电力大学能源互联网研究中心
原标题:曾鸣：“十四五”电力规划的综合能源发展探析