支撑综合能源业务发展 亟待建立用户侧综合能源服务标准体系
新能源规模化并网改变了传统的供能方式和用能方式,综合能源服务需求不断涌现,用户对能源供应高品质、多元化、便利性及末端融合需求渐增,用户侧综合能源终端设备种类逐步增多,亟需建立健全用户侧综合能源服务标准体系,支撑综合能源业务发展,促进新能源消纳,推动源网荷储协同互动。
用户侧综合能源服务发展趋势
近年来,受能源转型和电力体制改革以及“云大物移智”新技术蓬勃发展的影响,用户侧电、热、冷、气等多种能源之间的联系逐渐增多,能源系统对加强供需匹配能力、提升资源整合能力、加深供需互信程度的需求,促使用户侧综合能源服务紧跟现状趋势向多元化、智能化、平台化方向发展。
多元化趋势
在综合能源网络的架构下,新能源在电力系统中的比重逐渐增大,多能互补、高度耦合成为综合能源系统的显著特点,基于电力、燃气、供热、制冷等多种能源系统耦合协调的用户侧综合能源服务呈现主体多元化、业务交易复杂化的趋势。
一方面,在用户侧综合能源服务中,参与主体逐渐扩展,除了工业园区、建筑楼宇、电网企业、电能服务机构、售电企业、电力用户之外,也包含了负荷聚合商、多类型储能、分布式光伏、电动汽车充电站、虚拟电厂等多种主体。
随着用户侧综合能源服务参与主体的多元化,服务范围扩展至用户对电、气、热等的需求,推动用户用能优化、激励用户通过分时使用、多能转换来补充能源、优化能源网络各级互动,提高能源系统能源供应的可靠性。
另一方面,用户侧综合能源服务使客户在参与电网互动过程中能够通过灵活使用能源资源来适应不同的能源价格信号。在不影响消费者舒适度的前提下,面对用户对各类能源的不同需求,需要电、热、气等多种能源形式的互相转换,给用户提供更多的选择。
以电力为例,当在一段时间内电价居高不下时,用户可以选择减少购买的电量或以2种方式转换能源类型:一种是购买同时价格较低的另外2种能源,另一种是通过可再生能源发电技术或热泵将电力转化为另外2种能源。同时,这也进一步推动业务交易类型的增长。
智能化趋势
云计算、移动互联网+、人工智能等技术为综合能源系统的发展提供了新思路。在用户侧,智能采集设备、智能控制设备被大量部署,用户侧综合能服务逐渐展现出更加智能灵活的姿态。
实现能源互联、保障综合能源服务的健康发展智能化技术是关键。由于综合能源系统电、气、热等多能源的整合,用户侧综合能源服务终端设备更加多元,除传统工商业用户、居民用户等电力负荷,新能源储能装置、新能源充电桩等也被纳入服务范围。
综合能源系统负荷对精准调控和快速响应有了更高的期望,这就要求用户侧综合能源服务智能化程度进一步提升,结合蓬勃发展的大数据、人工智能、边缘计算、自动需求响应等技术,发展能源互联下的用户侧综合能源服务,切实有力地提升用户侧综合能源服务的智能化水平、实现用户侧多能资源的精细调控。
平台化趋势
随着互联网和能源技术的发展以及用户需求的转变,用户侧综合能源服务产业迫切需要创新服务模式来提升在市场中的竞争力,结合行业的自身特征,平台模式成为其发展的必然选择。
就用户侧综合能源服务产业自身而言,传统的产业形态面临着供需匹配困难、资源整合能力有限、供需互信程度不足三大痛点问题。目前不少大中型企业先后搭建用户侧综合能源服务平台,通过“大云物移智链”等新技术,依托于用户侧综合能源服务积累的数据开展创新性服务。
虽然当前的用户侧综合能源服务市场已经拥有一定规模数量的用户侧综合能源服务商和云平台,然而现有平台多聚焦于可以快速获取经济效益的服务上,且多作为产品服务于用户,并没有直击痛点问题,真正实现向平台型业务的转变。随着市场规模逐步扩大,参与主体将进一步增多,未来用户侧综合能源服务的平台化趋势还将进一步延伸。
构建用户侧综合能源服务标准体系
综合能源服务的发展改变了传统的供能方式和用能模式,用户侧综合能源服务正逐渐走向多元供应与多种能源融合的方向,相关技术标准仍不够完善。为支撑综合能源服务的发展,亟须构建用户侧综合能源服务标准体系。
构建原则
在进行综合能源服务选择标准体系的制定过程中,需要参考智能电网标准体系制定的方法论,采用标准化分级结构,同时还应满足科学性、继承性、开放性等原则。
*科学性原则。统筹各个参与实体以及各个行业现有的技术和标准,同时结合未来业务发展,进行科学组织和设计,确保标准体系能够涵盖用户侧综合能源服务不同主体的需求。
*继承性原则。充分考虑现有智能电网、能源转换装置、能源传输装置、信息化装置的相关标准。
*开放性原则。综合能源业务快速发展,业务、设备终端、系统平台、建设等方面均快速发展,因此需要考虑用户侧综合能源服务未来的发展,确保未来在现有的标准体系上能够灵活的升级和扩展,支撑国家标准、行业标准、团体标准等各类型标准的灵活采用。
综上,考虑到上述原则,本文在用户侧综合能源服务标准体系结构设计上,除了常规的总则、术语、图形标准和命名规则等基础标准,将用户侧综合能源服务标准体系划分为核心业务标准和支撑技术标准两大类。
业务标准
用户侧综合能源服务核心业务主要包括规划、建设、运维、运营及增值服务,据此其核心业务标准可分为系统建设、系统运营以及增值服务等,其中:
①系统建设类标准从系统构架技术、系统终端技术、系统调试技术3个方面出发制定标准,以满足对综合能源的需求,实现高效利用;②系统运营类标准则是从综合能源运行控制技术、能效提升技术、电能质量治理以及建设成效评价等角度建立相应的标准体系;③综合能源增值服务标准对虚拟电厂、负荷聚合、需求响应、能效评估、绿色交易、能源托管和智能用电等增值服务构建标准体系,对综合能源系统增值服务进行规范和管理。
支撑技术标准
用户侧综合能源服务的开展除核心业务外,仍需能源技术、集成装备及平台技术等作为相应的支撑业务。据此,其支撑技术标准体系主要包括集成装备标准、平台技术标准和能源技术标准3个子类别。其中:
①集成设备标准从能源路由器、智能网关和多能系统集成技术方面来制定标准;②平台技术标准体系包括平台功能规范标准、平台安全防护技术标准、平台信息化运维技术标准、系统接口技术标准等,用于对用户侧综合能源服务核心业务进行约束;③能源技术标准从生物质能综合利用技术标准、氢能综合技术标准、分布式光伏技术标准、分散式风电技术标准、天然气分布式能源技术标准、区域供冷技术标准、余热余压利用技术标准、电化学储能技术标准、热储能技术标准、机械储能技术标准、电能替代技术标准、电动汽车充放电技术标准等方面对能源技术进行规范。
用户侧综合能源服务标准体系是推动用户侧综合能源服务发展的重要工具,是保障用户侧综合能源服务业务顺利实施的关键。目前国内用户侧综合能源服务的相关研究距离实际落实和真正参与商业应用仍有很长的路要走。
未来几年,将在现有的用户侧综合能源服务标准的基础上,依托综合能源试点建设,逐步探索并完善用户侧综合能源服务标准体系,为用户侧综合能源服务业务发展、策略制定与技术创新提供参考,以期推动中国标准国际化工作的开展,促进用户侧综合能源服务业务“走出去”,提升海外投资和项目运营水平。
注:本文作者供职于华北电力大学&中国电力科学研究院有限公司。
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