综合能效

面向园区用户管理不到位、用能浪费、能源设备配置不合理等现象，基于现有的算法基础、设备基础以及工程实践经验等优势，本项目面向园区用户提供通用综合能效提升体系技术服务。项目以能源调控平台为核心，以泛在物联技术为支撑，围绕园区供给侧、需求侧双向发力，全面提升园区能效利用水平。经过相关实践验证，预估整体投资回报率为7年以内，通过项目建设综合能效提升不低于整体能耗的5%，对于能效水平较低且具备一定资源基础的园区用户，综合能效提升可达30%以上。

电网是电能的重要输送通道，电网自身节能降损是我国节能工作的重要组成部分。目前我国配电网点多面广，线路结构复杂，损耗比较大，占电网损耗的50%以上，其节电空间明显。另外随着农村经济的快速发展，对农网的供电能力和供电质量提出了更高要求，建设具有坚强、智能特征的结构合理、技术实用、供电质量高、电能损耗低的新型农网追在眉睫。传统的节能改造措施由各省市电力公司承担，技术措施不先进、资金保障不到位、人员配备不匹配等问题制约着农网节能改造的发展。 为实现项目的应用推广，本项目采用合同能源管理（EMC）模式，主要以减少的能源费用来支付节能项目成本。节能服务公司事业部与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，对用能单位开展建设电网综合能效管理平台、变压器改造和无功补偿等节能改造，用能单位以节能效益支付节能服务公司的投工入及其合理利润的节能服务机制。

综合能源智能网关是一款采用硬件平台化软件APP化方式设计的工业级计算机平台，具有丰富的下行通信接口，可实现综合能效监测中包括电、水、气等多类型感知设备的泛在接入；支持多种上行网络接口和协议，实现本地数据的快速上传，同时接收主站的下发指令。 形成目标区域内所有的智能设备的数据采集、数据汇总、数据上传及主站指令下发。 综合能源智能网关采用高性能的国产芯片，提供强大的边缘计算能力：采用平台化技术，实现软硬件解耦，用户可自行开发应用APP或选择第三方APP装载：扩展实现就地数据汇聚、分类存储、对比分析、联动控制等智能业务应用。 综合能源智能网关对下实现数据全采集、全管控，对上与主站实时交互关键运行数据，是电力物联网“云”“管”“边”“端”架构中“边”层核心设备。

直流输电输送了我国95%以上的跨区域电能，输电总容量相当于5.8个三峡工程装机容量。但目前直流输电系统缺乏有效的能效计量方法、高精度的直流计量及溯源成套设备和综合能效计量系统，因此在直流侧尚未开展电能计量，只能通过直流输电系统两端交流侧电能分析系统整体能耗，导致整个直流输电系统能耗是一个“黑匣子”，无法准确计量分析直流输电系统的能效水平。因此，亟需解决直流输电系统能效计量领域一系列技术难题，实现系统能效精准计量，推动直流输电系统进一步发展。通过产学研用协同攻关，项目取得了直流输电系统能效计量及溯源重大关键技术突破。 项目制定了国家计量检定规程JJG 1157-2018《直流电流互感器》等技术标准4项，规范了我国直流输电系统直流计量检定试验工作。项目获得发明专利授权13项，实用新型专利授权11项，软著4项，发表论文19篇，其中EI检索7篇，研制设备26套，开发系统及平台2套。中国电机工程学会鉴定认为：该成果在直流输电系统能效计量及溯源技术同类研究中，整体水平处于国际领先。

电力电子设备已成为现代电网的重要组成部分。大量分布式光伏、电动汽车通过整流、逆变接入传统交流电网，存在能源转化效率不高、源荷匹配灵活性差等问题。发展直流配电，构建交直流混合配电网，是减少电能转换环节、提升综合能效的必由之路。 电力电子变压器（PET）是交直流混合配电网络的核心设备，本项目之前，其组网运行主要存在以下难题：①设备损耗大，长期运行的经济性低；②控制保护难，故障隔离慢，存在系统振荡风险，影响供电可靠性；③运行灵活性差，不利于有效集成分布式能源、合理调配多样性负荷。 项目团队在国家自然科学基金、国网公司科技项目的资助下，开展产学研用协同攻关，研制了高效率多端口电力电子变压器、多功能复用的直流故障电流控制器，突破了交直流配电网控制保护、系统振荡抑制等关键技术，实现了灵活组网、高效运行。 项目获授权发明专利26项，发表论文60篇，出版专著1部，发布国家标准1项，立项IEC标准1项。王锡凡院士领衔的鉴定委员会认为 “整体达到国际领先水平。项目建成了北京延庆智能电网工程、苏州同里交直流系统示范工程以及连云港海岛综合示范工程，实现了源网荷储协调运行。项目成果对支撑大规模电力电子设备接入后电网高效稳定运行具有重要的现实意义。

随着我国能源消费革命的快速推进，电水气热等多类型能源在终端消费环节耦合联结，但不同能源系统相对独立运行，综合能效管理面临巨大挑战，建设多能互补协调的能源互联网势在必行。由于用能终端种类繁多，运行方式各异，多能协同响应的关键前提和重要基础是实现客户侧多源异构能源数据感知、传输、分析应用各环节的高效协同，但面临如下挑战：客户侧缺乏细粒度、精细化用能数据感知技术；传输侧缺乏高可靠、强实时数据交互传输能力；应用侧大规模数据并发处理和分发能力受限。因此，本项目立足端管云三个维度，开展了七年持续研究。 成果获授权发明专利29项，其它知识产权13项；制定电力行业标准1项、国网企业标准2项；发表论文16篇。经中国电机工程学会鉴定，成果在融合边缘计算、多元化能源终端识别与感知技术方面达到国际领先水平，并受到中国计算机自动测量与控制技术协会等机构和中国工程院孙优贤院士等专家的高度评价。成果自2017年起在浙江率先应用，逐步推广至河南、上海等网省公司，驱动多表联采、线损治理等业务创新发展；同步推广至综合能源服务领域，已在衢州柯城工业园区等全国30余个综合用能主体落地，支撑电气热等多能联调联供；同时延伸应用于嘉兴燃气集团等能源供应企业，实现用能数据的在线智能管理，近三年取得经济效益10.65亿元。成果突破了多元用能数据融合理论和技术瓶颈，为促进我国能源互联网建设提供了重要的理论、方法和技术支撑。

成果以贯彻国家能源新时代发展战略，满足人民对美好生活的向往，建设能源互联网企业为出发点，充分发挥电能和电网企业的“枢纽、平台、共享”作用，通过将能源流、业务流、数据流深度融合，促进服务水平在技术和管理全方位的提升。在国家电网公司系统示范性地构建“柔性、扁平、集约”的服务管理组织架构，创造性的整合属地化服务强前端，率先成立运行供电服务指挥中心大后台，为客户提供现代供电服务奠定坚实基础。围绕电能枢纽，做强安全可靠能源流。利用科学理念和技术、国内首台自主知识产权的统一潮流控制器等先进装备，超前规划、柔性调度、智能运维城市电网。积极探索智慧能源应用，建设世界最大规模储能电站、世界首个百万千瓦级虚拟电厂等智慧能源工程，实现多种能源互济互补，支持智慧城市发展。搭建服务平台，做精多维互动业务流。在国网江苏电力系统首家实现“电网+客户”数 据价值的深度挖掘，创新绘制立体化的客户画像。将“以投诉为驱动的被动式反向了解”转变为“以服务追踪为牵引的主动式正向了解”，通过双向循环将客户需求落实到服务策划、提供、改进和创新中。科学运用约束理论，对优化和再造服务流程。布局综合能源服务板块，联合内外部资源激活市场潜力，持续创新商业服务模式。强化信息共享，做优高效服务数据流。借助电力 4G 无线专网全覆盖的优势，在国内领 先建设泛在电力物联网，打造全国首座全感知变电站，实现电网设备物物互联、信息互通，全面提高电网运行状态的感知能力。在泛在电力物联网发展的基础上，在国家电网公司系统创新打造营配数据中心、供电服务智慧系统、综合能效评价体系（“一中心一系统一体系”），实现多维数据的共融共通共享，做优高效服务数据流。深化“三流”融合应用，为客户持续供应“省心电、省钱电、绿色电”。全面实现业务流程由专业条口管理向“一口对外”管理转变、服务方式由被动服务向主动服务转变、发展方向由单一电能服务供应商向综合能源服务供应商转变。 本项目城市供电可靠率国际领先、客户诉求满意度全省前列。售电量、营业收入等企业经济指标持续向好，2018 年创造近五年来之最。

本项目全方位调研了天津、山东、河北、江苏、浙江、陕西、宁夏等地区综合能源服务发展现状，深入挖掘当前运营管理模式在适应综合能源服务业务方面存在的问题及其成因，研究借鉴了国内外较早开展综合能源服务业务国家的主要做法和典型案例，同时对南方电网综合能源有限公司、华电福新能源股份有限公司、阿里云新能源等国内综合能源服务先进经验进行了研究分析，制订了综合能源服务总体目标，以电力物联网技术为支撑，以综合能源服务业务与传统用电业务融合为突破点，构建以电为核心、覆盖客户全生命用能周期、业务融通、服务增值、管理精益的“361”电力物联网综合能源服务体系，积极开拓综合能源服务市场，打造综合能源服务试点示范，全面开展综合能源产学研用合作，提升了公司的市场竞争力，取得了良好的实施效果。 该成果详细阐述了其实施背景、内涵、主要做法、实施效果。内容包括：一是从实现国家能源安全新战略、助推高质量发展、创新电力物联网发展应用，破解综合能源服务发展难题，提升综合能源服务价值创造力等角度，论证本成果实施的紧迫性和必要性；二是从综合能源服务3个服务定位、6大业务营运体系、1条综合能源服务全产业生态圈价值链等三个方面阐释本成果的内涵；三是从借鉴国内外综合能源服务发展先进经验，聚焦综合能源服务目标；全力推进客户侧电力物联网建设，推动综合能源业务发展；打造智慧能源服务平台，全面支撑智慧城市发展；构建综合能源服务业务营运体系，提升客户服务核心竞争力；提升综合能源服务能力水平，打造综合能源服务生态圈等五个方面，详细介绍本成果的主要做法；四是从客户侧电力物联网有效落地，综合能源服务能力质效全面提升，全社会综合能效水平有效提升等角度，阐述本成果的成效。 基于电力物联网的综合能源服务体系构建与实施，形成了综合能源服务全产业生态圈的价值链，促进了公司向能源综合服务运营商、能源产业资源整合商、能源生态系统服务商的三个转型。经过近两年的实践，公司积极开展关键理论、技术研究和平台建设，形成了建立了综合能源技术标准体系，深化了客户侧电力物联网应用，占领技术高地；构建了智慧能源服务平台，搭建了基于电力物联网的综合能源服务业务运营体系，创新了综合能源服务商业模式，着力打造了一批综合能源服务示范项目，成功培育出新的业务增长点，成功树立了行业标杆。

我国终端能源消耗总量已居世界之首，且传统能源消费以化石能源为主，节能与能源消费总量控制的任务十分限巨，丞待建立清洁高效的终端一体化集成供能系统。预计至2020年，我国分布式电源将超过100GW，能源利用效率提升潜力巨大。多能互补微网是终端集成供能、解决分布式能源综合利用的有效手段。立项之初，多能互补微网缺少统筹规划与多能流协同优化，供能品质难以满足精密制造等高端负荷增长的需求。充分发挥多能互补微网对于分布式能源的集成优化能力，全面提升供电品质和供能效率意义重大。 项目成果率先在天津整体应用，微网综合能效提升8.26%，谐波畸变率降至2%，并离网切换过程中频率波动低于0.5%。成果已推广至含江苏、浙江在内的20省88个微网工程，直接经济效益超5亿元，间接经济效益达数十亿元，经济社会效益显著。

能源使用环节是我国能源系统的最薄弱环节，单位GDP能耗为发达国家的2到3倍。其中，各类园区能耗达到我国能耗总量的60%，是能源使用环节中垂待实现结构调整的主体。但园区各用户之间、各种能源之间分割独立，综合能源利用率低，没有发挥出园区能源统筹优化的优势，能源利用效率提升的潜力巨大，提高园区多能源高效利用水平意义重大 本项目成果率先在天津生态城得到示范应用，覆盖园区100%终端用户和4座冷热电联供能源站，园区综合能效水平提高15%，分布式电源就地消纳能力提高10%。成果已推广到包括江苏、江西在内的我国20余省的百余个智慧园区，直接经济效益12.5亿元。成果应用区域能效水平和可再生能源消纳能力显著提升，问接效益和社会效益达数十亿元。 项目构建了集多元负荷互联接入、多源能源信息集成、定制化能效服务、大数据信息服务、多维量化评估于一体的智慧用能关键技术和工程体系，对提升用户侧能效水平和信息服务质量起到了显著的推动作用，为增量配电业务放开后智慧园区综合能源高效利用，加快《推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》实施莫定了坚实的技术基础。