清华大学多项创新成果助力国内首个“互联网+”综合能源运营服务平台建设

2016年7月，国家能源局发布《关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》，广东电网有限责任公司珠海供电局申请的“支持能源消费革命的城市-园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”获批成为首批55个示范项目之一，并被南方电网公司列为智能电网重点建设项目。

此次建成的综合能源运营服务平台，集成了示范项目的核心能源应用业务，实现了示范区多能流协同能量管理、新能源和储能灵活接入、需求侧主动响应、多能源灵活交易，能源互联网数据共享，构建了面向能源消费革命、具有广泛示范意义的“互联网+”智慧能源新模式。

综合能源运营服务平台致力于打造开放共享的能源互联网生态。电网企业、能源服务商、售电公司、能源用户、分布式资源所有者等各类市场主体均可通过网站、APP等享受平台提供的丰富的运营功能和能源服务。

平台解决了当前能源系统无法满足多能综合应用的问题；满足了新能源接入的迫切需求；实现了对用户信息的有效采集利用与高效管理；化解了当前能源服务业务模式单一，缺乏市场化机制与有效经济激励的问题；支持了用能市场化和用户定制化能源服务的需求。

综合能源运营服务平台的建成和试运行是广东电网公司珠海供电局推进“互联网+”智慧能源示范项目的重要里程碑。项目全面推广后，可实现示范区内物理系统可靠互联，信息数据智慧多元，应用模式灵活丰富，为国家能源互联网战略落地提供生动示范样本。

清华大学能源互联网研究院能源战略与运筹研究中心参与了项目规划、系统架构设计、应用场景和业务流程设计、核心算法研究、平台功能测试等工作，为平台建设中的核心功能模块开发提供了创新性技术支持。

多能协同包括对电、冷、热、气等能源的全过程数据的测量采集和全景展示，以及对能源系统运行状态的分析，包括能源生产、转换、存储和消费各环节的转换情况和利用效率。在此基础上，进行运行优化，给出满足用户能源需求的供给侧及消费侧协同运行的优化策略和建议，提高能源的整体利用效率。

为了攻克多能运行优化的难题，实现多能协同的示范应用，能源战略与运筹研究中心集合清华综合能源领域的优势科研力量和技术开发力量，开展了多能源系统元件级建模和基于能量枢纽的多能源系统规范化分析方法研究，以多能系统运行模型和最小化成本为基础，设计实现了多能协同优化调度的模式、原理及机制，有力促进了各种能源的互相补充利用和综合梯级利用，整体示范效果达到国际先进水平。

图：珠海横琴区域多能协同示意

针对分布式新能源、储能等发展面临的困难，能源战略与运筹研究中心设计了分布式资源接入、运营、消纳、交易等一揽子解决方案，研究了虚拟电厂调度策略、分布式能量交易机制和绿色证书流通机制等关键问题。

方案包括：

（1）实现对珠海全市的新能源、储能、充电桩设备的数据计量、接入和采集，实现对设备级运行状况的监视和分析。

（2）动态预测特定区域内的分布式发电能力，向调度部门提供相关调度运行建议。

（3）将分布式电源、可控负荷、电动汽车及储能等灵活性资源自由组合成虚拟电厂，参与系统调控以及调峰调频、潮流优化等辅助服务。

（4）支持分布式资源和临近用户之间的直接交易。

（5）计量分布式发电生成的绿色证书，利用区块链技术开展绿证交易和核销。

（6）对于签署了托管协议的分布式资源，提供维修和代管服务。

（7）提供分布式资源报装、规划、建设、上网等咨询及安装等拓展服务。

图：虚拟电厂运营示意

方案解决了分布式资源建设无序、监管无力、运营无方的问题，挖掘和提升了分布式资源在能源网络和能源市场中的价值，响应了国家对于新能源建设发展、促进消纳的战略导向，具有巨大的推广价值。

为解决当前用户参与需求响应意愿不足的问题，能源战略与运筹研究中心设计了利用市场化价格信号以及激励手段引导用户参与响应的方案，实现了电网和用户双向互动的需求响应模式，打破了传统僵化的有序用电管理方式，提高了用户的用能管理水平。

图：需求响应实施流程

在需求响应的实施中，创新性地通过数据挖掘和用户肖像技术，实现了对用户负荷特性和价格敏感度的需求响应潜力精确分析。结合广东电力现货市场建设实践，国内首次将现货市场的分时价格信号传导给用户，调动售电公司和负荷集成商等中间市场主体的主观积极性，引导用户实现需求侧资源的自我管理，达到源网荷储在市场手段下的合理配置。同时，设置奖励券等新型激励，鼓励尚未参与市场的用户通过响应激励的方式，主动削减尖峰负荷。

综合能源运营服务平台提供了互联网化的能源营销服务体系，提高了各类市场主体的卷入度与粘性。针对不同市场主体对能源服务的差异化需求，设计了多样化、定制化的增值服务。比如：针对居民用户提供用电数据可视化的个性化账单，以及多维度的用电零售套餐；针对工业生产用户提供重点设备用能情况监控，电能质量分析，用能异常报警，节能改造等能效管理服务；针对新能源开发商提供分布式光伏建设的投资回报分析和托管运营等服务；针对电网企业，提供决策支撑和优化运行策略；针对政府部门，提供数据查询服务和信征服务等。

不同层次不同角度的智慧用能服务，能够满足用户用能预期，降低用能成本，提升用户的参与度，真正打造互联共享的平台，实现能源互联网所有参与方的价值最大化。

图：用户能源表单

综合能源运营服务平台的建成彰显了清华大学在综合能源运营和服务领域的工程设计、模式研究、算法开发等核心技术实力，为打造开放、清洁、互动、高可靠性的能源互联网，推动能源行业的高质量发展贡献了坚实的理论和实践基础。