“微能源网未来大规模的微网群不仅仅是在电力上互联，而且更重要的是做天然气网络和供热网络等等非电能网络在能源上实现互联，根据各个能源网络内部的机组和用能特点，从微网群上协调生产。” 国家973计划能源专家咨询组成员、中国微能源网产业发展联盟专家指导委员会主任张建华在2018泰山论坛暨中国微能源网产业技术创新战略联盟年会上说，微能源网可以实现一定区域内的电、热、气、冷蒸汽等多种能源的高效集成，可以连接能源主干网。

　　以下是发言实录：

　　尊敬的各位专家各位领导各位嘉宾，今天的发言题目是“综合能源系统及运营关键技术”，

　　综合能源系统在一个楼宇，在一个园区，在一个城镇中的应用就是我们所说的微能源网。我们国家能源典型特征两个，分布不合理，结构不合理。由于这两个典型特征，所以造成了必须要大量的进行能源转型和改革。人均资源很匮乏，中国人均煤炭资源、人均石油资源、人均天然气资源仅仅是世界人均水平的1/3到1/4，我们人均资源非常匮乏，因此在节能减排方面任务艰巨。

　　我国能源分布远离负荷中心，我煤电风光资源来自西北，负荷中心在东部沿海，水电资源、光资源大部分来自西藏、云贵、四川，但是能源中心在东部。东部消纳全国能源生产2/3，但是西部生产了中国能源生产的2/3。这张图描述了欧美国家和中国当前所消纳的三种典型化石能源的比例，石油天然气煤炭，美国欧盟石油天然气煤炭1/3均等，煤炭和石油在下降，中国煤炭资源70%，石油18%，天然气不到4%。这是能源结构的现状。

　　现在能源电力有刚性增长需求，发达国家是零增长负增长，中国在未来二三十年有快速增长，城市化的比例在逐渐增加，现在56%。城市化率还处于发达国家的低线水平。

　　电能在终端消费水平到2020年估计到27%，人均电量，小康社会最低水平在五千度以上，人均生活用电比重20%以上，2015年统计中国的人均电量四千度，有一部分西部的欠发达地区人均量非常少，但是这些发达国家，像加拿大、美国、韩国是一万度以上，欧美六千到八千度。从人均用电量相比，我国用电用能的总量有刚性增长需求。

　　专家测算，我国未来到2050年发电需求，以及各种能源比例，2020年总能耗50亿吨，可能低一点，发电装机19亿千瓦，可再生能源装机占35%。2030年到二氧化碳排放天花板，50亿吨，发电总装及28亿千瓦，可再生能源装机占比到53%。2050年能耗下降，新能源替代会逐渐增加，发电总装及25亿千瓦，可再生能源占比占80%。国家水能资源基本上开发殆尽，主要增长的是风和光。因此，新能源将推进电力体制改革的步伐，为什么？因为大量的风光介入会促使考虑怎么消纳。

　　风光发电量每年发电小时数比较少，2020年预测人均电量五千度，那时候总发电量七万亿，可再生能源占比29%，2050年人均电量九千度，达到国家平均水平，发电量12万亿千瓦时，可再生能源发电占比占67%，这么大的可再生能源发电占比，光伏和太阳能占一半，装机容量占2/3，这么大的可再生能源发电怎么消纳？新能源为电力的发展提供了新的机遇，提供新的挑战。

　　由于能源刚性需求以及能源结构和能源分布不合理，能源转型和结构调整是新能源电力新的发展动力。能源转型和能源革命迫切需求，新技术的发展有了长足的进步。这就催生新型能源电力的供需模式，在这种模式下，把电力天然气热力系统形成综合能源系统，向闭环、耦合、融合的方向发展，冷热电多种能源在源、荷、时、空多维度呈现出更深入的耦合特性。从市场环境看，开展综合能源服务是提升能源效率降低用能成本，促进产业竞争和合作的重要发展方向。

　　传统的电力系统有很强的互联网的特征，比如说传统电力系统中一次能源发电和分散化布局的电源结构是通过大规模的互联电网来实现，连接千家万户，因此具有天然的互联网的特征。传统电力系统终端用户早以实现即插即用，具有天然的开放和共享的特征，但是随着分布式新能源接入，传统电力系统并不支持用户的分布式电源的即插即用，他的互联网特征需要用微能源网的概念解决。传统电力系统不适用各种多种能源的协同互补，提高能源效率能力受限，需要用综合能源耦合和融合的方式解决问题。传统电力对于分散的能源发电缺乏市场机制，微能源网就要探索传统电力系统所不具备的需要它去展现的互联网的的特征，需要通过多能互补、综合能源服务深度融合传统的电力系统和信息技术的各种生产形式。

　　我们有了这样的能源转型和能源结构调整的需求，同时现在也处于技术发展的前景，具备了这样的技术。人工智能，电力行业特别关注人工智能的发展。人工智能技术包括物联网、边缘计算、机器学习、深度学习，这些技术的发展是遵循摩尔定律，现在人工智能和人类智能相当，但是今后十年二十年，它是以摩尔定律的速度翻番的增长，我们很难设想2030年2050年人工智能会发展成什么程度，至少可以设想。这些能源电力系统的运行难题，大量的风电，大量的光伏，大量分布式能源接入到系统怎么应对，大量的负荷不确定性，电动汽车的充电等等，还有性能各异传统的运维方法难以对付现在传统的能源系统运营。

　　现在调度15分钟一次，我们微能源网或者城镇的能源体系能不能一毫秒做一次，如果一毫秒做一次方式分析，可以预测下一毫秒系统运行状态，这样能不能消纳百分之百的新能源，从人工智能发展的速度来看，完全有可能在未来的5-10年可以实现用人工智能的方法来解决这一系列的难题。

　　现在从电力系统来讲，正在构建电力人工智能大脑的主体部分，或者正在构建基本的人工智能的应用，构建全景全域全面数值感知系统。电力和人工智能和先进技术的融合将支撑电力变革。

　　第二项关键技术，高效高密度低成本长寿命的储能，更广义的储能技术，包括储电储热储气储氢这些多元化的储能技术会打破传统电力系统的发输配用必须实时平衡的瓶颈，储能有了存储以后改变了电力系统在生产、运输、分配、消纳必须实时进行的商品特性。因此电力系统可以有库存，因此能够成为实现多能互联共享和多网融合的支撑。

　　高可靠性低损耗的电力电子装配技术，过去电力系统的潮流分布是靠自然功率分布，唯一能控制的措施是开关，只有开关能控制潮流的分布，随着电力电子技术的发展，可以使得整个电力系统变成柔性系统，电力电子技术也成为改变颠覆传统电力系统的关键性技术。

　　还有先进的输电、高温超导新型材料等等，都会在今后的综合能源系统或者微能源网中得以广泛的应用。新一代的能源电力系统具备四个特征，高比例可再生能源广泛接入和消纳，高比例电力电子装备广泛应用，多能互补综合能源系统，微能源网成为主要的用能和用电的方式。互联网智慧能源为核心的能源互联网会改变传统电力系统传统运营业态。

　　对于综合能源服务来讲，要实现可再生能源优先，因地制宜的多元化的能源结构，实现集中分布并举相互协同的可靠能源生产和供应模式。各类能源综合利用，供需互动，高效节约的用能方式。面向社会的平台性、商业兴和用户服务性的系统。专家提出，能源互联网对于局部来讲，是微能源网是以可再生能源为优先，以电力能源危基础，多种能源供给与消费协同，集中式与分布式协同，大众广泛参与的新型的生态化能源系统。

　　微能源网未来大规模的微网群不仅仅是在电力上互联，而且更重要的是做天然气网络和供热网络等等非电能网络在能源上实现互联，根据各个能源网络内部的机组和用能特点，从微网群上协调生产。

　　能源利用向低碳化和分布式转型，使得集中、单向、垂直的能源系统会逐步的转化为以电网为骨干的基于互联网信息的高度智能化的分散的双向的扁平的综合能源。要有机制和体制方面的支撑，多能互补是综合工程，是系统工程，是体系。地域性能源互连网络，以园区或者跨园区的配量和微电网为核心和纽带，以高效消纳可再生能源为课题，由供电能源分布式能源储能元件负荷等构成的微能源网，这样微能源网是利用互联网思维及可再生能源技术，为智能的微网技术，先进通讯技术构建的多类型的能源高效利用和多元化主体参与的地域性的互连网络。它的互联网的主要模式是高效消纳可再生内容。

　　微能源网可以实现一定区域内的电、热、气、冷蒸汽等多种能源的高效集成，可以连接能源主干网。整个综合能源系统会有发展模式，会融合能源各领域促进价值服务供需对接，可以建立共享互通网络实现资源优化配置，可以实现信息对等，促进各方平等参与，可以提供创新的平台，催生各种新型服务业态。

　　从商业模式讲，综合能源系统就是以用户为中心的价值创造，为用户提供各种服务。以数据为中心的信息增值，包括数据运营商为政府提供决策，为企业运营和个体客户提供多样化和个性化的信息增值服务，这些信息服务是数据资产，信息资产，能源信息资产是很大的优势。

　　以技术为驱动的业务革新和以改革为契机的效益挖掘。这四个方面都为综合能源系统商业模式创新提供支持。 现在综合能源服务企业所面临的挑战是什么？微能源网面对的是多种客户类别，比如高耗能工业、新兴产业等，多专业技术领域，除了电力还有燃气、供热、分布式能源、节能、需求响应、车连王、环保。供电供热供气光伏、生物、峰巅。此外需要多基础能力，规划设计、施工、运行、科研、营销、融资、投资、法律等等各方面。综合能源系统急需通过各种类型关键技术，为了实现综合能源服务多能协同的运行模式和对等互享的市场交易是支撑关键技术。

　　分布式能源和多种类型多用能负荷的超短期预测，只有准确预测才能显著提升综合能源利用效率，提升能源局域网的运用效率。分布式能源多元化用能负荷预测在时间上和空间上颗粒度更细，受外界影响程度更大，预测难度更高。需要建立预测模型，要有预测方法以及手段来实现预测。通过预测可以了解不同用户用能特征，分析不同用户特征。第二项技术，能源枢纽规划，实现电气热能源间相互转换的核心节点，这个枢纽的集成涉及到电气热三类装置，怎么规划能源枢纽，来满足不同区域不同用户对各种能源需求的差异化要求。

　　有相关的方法来实现各级需求响应的能源枢纽优化的配置，包括对能源枢纽优化配置方案进行相应的技术场景比较。能源技术适应性评价，综合能源系统安全运行和优化调度，涉及到电气热多种能源服务，复杂的耦合，需要考虑市场交易、不同运行主体对安全运行的调度优化所造成的影响。不同的能源系统电力系统非常快，毫秒，气系统、热的系统是慢的。分层优化、分布式优化，以及自律优化等模式，多目标分类优化调度策略等等。

　　智能需求响应，过去由政府驱动的需求响应是在某个时段，最后综合能源系统，随着人工智能发展，需求响应是智能化，可以对基线符合、科技化符合、可调控符合。首先，传统电力需求响应没有考虑到能源多元化，而且是政府提供的，没有智能化实时的在线的需求响应特点。我们需要进行面向多种能源协同的综合需求响应的实现机制和应用场景的设计，以及对于综合能源响应资源特性进行分析，对于参与响应的潜力进行评估。研发相应的需求相应的关键技术和装配，包括整体解决方案，包括快速协调和控制策略。

　　高级应用服务，高级能效服务，怎么为用户提供更好的能效服务，为用户分析各能耗数据，分析污染物排放的水平，来做能效的评估，能效的诊断，能效的优化，为用户提出优化用能最优方案。用户定制服务，不同用户对能源需求不一样，可以类似手机套餐一样，为客户提供定制化服务。为用户提供维修、设备体检、故障诊断、内网存储、节能、温度定制、深度数据分析、远程监控、互动售电等多种个性化服务。电网辅助服务，现在燃气价格非常高，得不偿失，但是在发达国家燃气发电是尖峰负荷，尖峰负荷电价是普通负荷的十几倍。

　　要实现人工智能在微能源网的大量应用，应该要利用能源互联网技术使每一个用能结点实现数字化智能化，通过云端物联网总线交互实现协调控制。非侵入式测量，通过部分节点高精度量测分析用户内部和用能设施的运行态势。

　　能量存储和转化，包括高效电气和气电，电转氢转换效率57-70%。输运安全性，押送会带来10%的损耗，怎么解决。随着储能的技术的不断发展，氢能利用燃料电池可能成为综合能源系统微能源网的一项很关键的调节措施。

　　高能量转化率规模化的技术，应用空间和效率提升的空间，电动汽车智能交通和电网的互动技术成为虚拟化的储能资源。

　　云储能，在各个微网之间怎么共享交换储能资源。低位热能怎么提质增效实现。市场运行交易机制，在微能源网中特别关注的，要研究市场的价格形成机制，组塞管理机制和偏差能量平衡机制，通过市场价格信号驱动实现自主效益、主动调节，实现社会效益经济效益最大化。

　　区块链技术能够支撑海量用户点对点交易，在去中心化的条件下，实现可信交易。有希望成为未来综合能源服务市场交易平台的支撑技术。可以用来碳排放权认证，去中心化多能源系统协同，在微能源网群中，采用区块链技术，不同能源技术实现信息、技术、成本，实时生成各个地区各类能源的边际交割。去中心化分布式记账，用户侧法典，用户侧占能怎么在去中心化情况下实现超大规模的交易。

　　人工智能深度机器学习结合区块链技术能够支撑海量用户的点对点的交易，能够在区域交易中心的条件下实现可信交易。现在产生大量的售电公司，售电公司也在生成也在消失，我们怎么能够把这样的售电公司变成综合能源服务公司，变成微能源网的运营商，这样有很多的相关技术要解决。

　　谢谢大家！