為破解傳統供能方式存在的向題，提出多種能源供給、多能協同互補、能源精細運維能源聯網的解決方案。打造互聯網+智慧能源+精細化運維與建筑節能的能源發展新業態。方案通過能源消費精準分析、用能需求快速響應、用能行為科學引導的精細化運維與需求響應降低用電成本及能耗。

李鳳玲，現任北京智中能源互聯網研究院院長、國家能源互聯網產業及技術創新聯盟副理事長、中國國際城市化發展戰略研究院委員會副主任、北京修實公益基金會理事長、中國電力企業聯合會“工業領域電力需求側管理專家指導委員會”專家委員;曾任北京朝陽區區長、北京經濟技術開發區黨工委書記兼管委會主任、北京能源集團董事長、北京市政協常委、清華大學電機與應用電子技術系教授。其在能源學科領域和能源企業管理方面的多項技術與管理成果獲得國家及省市級獎勵，并曾獲國務院“作出突出貢獻的中國博士、碩士學位獲得者”榮譽稱號。

1 核心提示 北京智中能源互聯網研究院

北京智中能源互聯網研究院(以下簡稱智中院)成立于2015年，是由清華大學專有技術和創新團隊領銜創建的一家集能源互聯網技術創新、產業孵化、工程實施、資本聚合等于一體的高新技術研究與能源互聯網工程實踐企業。智中院將力爭在為能源的清潔高效利用和經濟社會低碳發展作出貢獻的同時，為我國能源生產和消費革命助力。

智中院能源互聯網全壽命周期業務鏈包括規劃設計服務、技術創新服務、產品開發、工程總包運維、產業基金五大業務范圍，建立了以核心管理技術團隊為主體，以專家委員會、顧問委員會為兩翼的“一主兩翼”的人才體系。

2017年10月，由“智中院”負責編制的能源互聯網項目規劃方案，在國家能源局公布的55個“互聯網+”智慧能源試點示范項目中，成功入圍8項，成為單家設計單位比例最高者。智中院在能源互聯網領域積累了豐富的經驗，擁有多項專有軟件工具，研發了能源路由器、分布式儲能云平臺等多項能源互聯網核心裝備，開發了具有規劃設計、大數據、調控、交易、價值評估及綜合展示等功能于一體的能源互聯網云平臺;中能建、中電建及其下屬的華北電力設計院等多家規劃設計單位與智中院合作開展雄安、北京、海南等多地多項能源互聯網、增量配電規劃設計工作。

2 核心提示 “零碳”能源發展現狀與意義

為應對氣候變化，主要發達國家及地區針對區域能源建設開發提出“零碳”發展目標。主要發達國家及地區針對城市區域型建設開發提出的政策目標均偏重于建筑行業，發達國家城市發展階段不同，其建筑能耗占比較高。中國目前仍以工業碳排放為主，但隨著中國城市向低碳經濟轉型，第三產業比重提高，第三產業能耗一般以建筑運行能耗為主。

冰島由主要依靠媒泥和進口煤炭為主導的能源供應方式，轉型到主要依靠可再生能源供能的時代。冰島是全世界可再生能源占比最高的國家之ー，99%的房屋采用可再生能源供熱，主要是地熱。電供熱主要是指熱泵和電鍋爐用電。美國“零碳”綜合用能社區引入綜合能源服務運營商概念，解決能源效率低、能源供給與能效融資難等問題;項目規劃基于地源熱泵的中央供熱制冷系統、屋頂太陽能光伏以及全系統優化設計等。德國歐瑞府“零碳”能源科技園區，位于柏林市區西南方，園區80%～95%的能源已經從可再生能源中獲得。

我國能源互聯網發展方興未艾，能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態，具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等主要特征，對于助推能源革命有著巨大意義。

大同市政府積極落實習總書記視察山西重要講話精神：“不當煤老大，爭當能源革命的排頭兵”，并由此確定2018年為全市“轉型項目建設年”，力求把創新園打造成為能源革命和新能源產業發展的樣板，打造成國際化、全球化一流100%“零碳、智慧”示范園區，引領我國2050年能源發展。在爭當能源革命尖兵的征程中，大同發揮氫源豐富的優勢，做強產業鏈基礎，提前布局氫能產業市場，提出了將大同打造成為山西“氫能之都”。

大同打造科創園成為國家級增量配電網示范試點。2018年4月18日國家發改委印發了第三批増量配電業務試點通知，大同市能源革命科創園成功申報第三批增量配電業務試點。基于增量試點情況，提出通過能源互聯網模式建設增量配電網試點示范，示范項目為大同市政府提出的城市轉型提供了ー個重要突破口。

3 核心提示 試點示范項目工作與研究思路

試點示范項目工作從項目啟動，經過多次溝通，詳細規劃設計，集眾家之長，歷時四個月呈現出最終成果。科創園共分為A、B、C、D四個區，主要為辦公、研發、綜合商業服務產業園。A區主要為各類研發、辦公及實驗樓，B區為啟迪新能源產業創業中心，C區為錦繡銘鼎綜合商業區，D區為科技園區。

在傳統的供能方式中，供電是電網公司供電，執行10kV峰谷電價，目前考慮建設分布式光伏。供熱通過供熱公司供熱，按照面積收取暖費。供冷則以電制冷為主，主要運維成本為用電成本。存在可再生能源接入比例低，能源供給與消費方式單一，電力峰谷差加大，設備利用率低，能源運維方式簡單，能源大量浪費，用能體驗差，能源成本高等問題。面對傳統供能方式亟待改變的現狀，能源解決思路與目標為：可再生能源就近接入與消納，風光等綠電交易，提高能源利用率，降低能源運營成本，建設100%“零碳、智慧”示范基地。為破解傳統供能方式存在的向題，提出多種能源供給、多能協同互補、能源精細運維能源聯網的解決方案。打造互聯網+智慧能源+精細化運維與建筑節能的能源發展新業態。

4 核心提示 冷熱電 多能源需求預測及特性分析

能源互聯網方案下能源需求預測結果顯示，科創園A、B、C、D區主要為辦公、科研以及商業為主，冷熱電典型日曲線均存在白天負荷較高，夜間負荷較低的特性，用能峰谷差較大。由于受到冬季電采暖(熱泵、電鍋爐的使用)的影響，科創園的最大電負荷發生日由夏季典型日變為冬季典型日，一年呈現冬夏兩個峰值，與年電負荷特性相一致。

5 核心提示 100%““零碳、智慧”能源互聯網解決方案

能源互聯網規劃設計綜合能源站、各區塊分布式能源設施配置包括變電站、分布式屋頂光伏、光伏樹、微風發電、風光互補路燈、地源熱泵、空氣源熱泵、電鍋爐、變相儲熱、電儲能。A、B、C、D四個區域供能設備設置地源熱泵、空氣源熱泵、分布式屋頂光伏、光伏樹、微風發電、風光互補路燈、變相儲熱、充電樁。此外，A區新技術孵化基地還設置液態空氣儲能、薄膜光伏、氫能發電。科創園各分區能源設施搭載物理信息系統+能源互聯網云平臺系統運行。各分區能源設施布置采用直流技術。隨著高比例可再生能源接入，以及越來越多的電動汽車、直流負荷、儲能裝置等直流設備的發展，利用直流電網運行穩定、控制靈活等特點，直流技術應用發展趨勢將越加凸顯，同時避免直流——交流——直流的多級轉換，顯著降低電能損耗。項目建設直流配電網，實現將屋頂光伏、光伏樹、微風發電等直流發電設備，直流充電柱、風光互補路燈等直流用電設備，以及電儲能統一接入，避免直流——交流——直流的多級轉換。

方案采用屋頂光伏、光伏樹、微風發電、風光互補路燈等光伏、風電可再生能源發電，充分挖掘區域內可再生能源利用潛力。方案實現可再生能源靈活交易和高效消納。可再生能源市場化交易改革政策率先落地，科創園可再生能源直接消納(分布式消納、直接消納)，周邊學校、文瀛湖可再生能源市場化交易(自發自用、余電上網市場化交易)。如學校寒暑假的可再生能源與科創園進行跨強交易。能源交易平臺促進區外清潔能源利用。

方案在科創園建設中深層地源熱泵，提高可再生能源供熱比例。配置相變儲能裝置，通過能源的時空轉移，實現電力負荷削峰填谷;通過消納棄風、棄光電供暖，提高可再生能源利用率。相變儲能與顯熱儲能(巖石、水等)相比，具有儲能密度高、存釋能過程中溫度恒定可控的特點，并且相變材料的蓄熱相對體積比顯熱材料小4到5倍以上。配置電儲能，電儲能是實現100%“零碳”供能的重要手段，電儲能在夜間儲棄風電，并在白天用電高峰時進行放電，可實現科創園與區外的風電、光伏等可再生能源的交易(包括棄風棄光電)。配置分布式氫能發電裝置，氫能具備更可靠、更清潔，運行維護成本更低等特點，是未來的主要能源發展方向之一。項目利用氫能實現分布式氫能發電，以及電制氫消納棄風、棄光電的應用，探索氫能發展趨勢，助力大同打造為山西“氫能之都”。

方案解決了電動汽車充電的系統運行影響。大量電動汽車的接入將加大電網峰谷差，對電力系統的安全、可靠運行帶來新的挑戰。項目建設基于低壓柔直的一體化停車場，科學管控電動汽車充放電行為，不影響正常供電。

方案通過能源消費精準分析、用能需求快速響應、用能行為科學引導的精細化運維與需求響應降低用電成本及能耗。

方案通過合理資源配置、科學能源調控、精細運維管理，提高服務品質、降低運營成本。按照季節變化合理配置光伏、風電、儲能(儲熱、儲電)以及需求響應等資源，利用能源互聯網云平臺實現多能源協同優化及運營管控，電力負荷削峰比例可達21%;通過地源熱泵、空氣源熱泵、電鍋爐等實現夏季供冷、冬季供暖，并利用相變儲熱的合理配置與調控，消納棄風、棄光電，降低供冷、供熱成本，實現冷熱電系統協同優化運行。

方案在科創園A區布置能源互聯網云平臺及未來能源體驗中心，示范孵化分布式光熱發電技術、氫能發電、空氣儲能等先進技術，引領未來能源互聯網技術發展方向，將科創園A區打造成能源革命樣板。

成立綜合能源服務公司，項目由綜合能源服務公司進行一體化的能源投資建設、運營管理。具體包括：項目打破傳統能源服務的供需模式，采用C2B商業模式;針對用戶的差異化用能需求，進行定制化的能源產品和服務;通過價格優惠和激勵機制，引導用戶用能行為，分享能源運營收益。一體化投資建設，避免由于整體效益和各要素部分的效益不均，造成的挑肥揀瘦;技術關聯性及協同性強，必須堅持施工的整體性，以求工程質量和效果;建設過程中需要對局部方案的優化處理，以求整體方案的最優。因此必須加強技術方與施工方的協同工作。增量配電網作為能源互聯網重要組成部分，由綜合能源服務公司作為實施主體，按照統一規劃、分步實施，先易后難、重點突破的原則統籌有序實施建設。

6 核心提示 主要結論

方案能夠確保率先建成中國能源“革命”樣板，引領2050能源發展趨勢，趕超歐美，打造國際化、全球化一流100%“零碳、智慧”園區。

全系統、全過程、全方位、立體式能源互聯網規劃設計方案，完全可實施可落地。結合冷、熱、電等能源全系統，天然具備的物理互補特性，實現多能互補，促進可再生能源消納;結合源、網、荷、儲等能源生產與消費全過程，實現能源的時空轉移，促進可再生能源消納;通過技術、市場、商業模式、運維服務和指標體系等全方位完成能源互聯網規劃建設，快速實現2050年不落后的國際化、全球化一流100%“零碳、智慧”園區樣板，引領我國“能源革命”發展。

園區建成后，將實現四化、一統一、兩引領的能源互聯網建設效果，即：能源使用“綠色化”、能源消費“透明化”、能源管控“集約化”、能源體驗“智能化”;實現園區統一規劃、設計、建設、運維;引領我國能源“革命”，引領世界能源互聯網園區“零碳、智慧”發展方向。