王文坦 周全 侯強(qiáng) 戴安 周靜 王哲

摘 要：綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)通過整合多種可利用能源，實(shí)現(xiàn)多種形式能量流的協(xié)調(diào)優(yōu)化和高效互補(bǔ)，是新型能源體系的重要組成部分，對于提高可再生能源消納比例和能源綜合利用效率具有重要意義。簡述了綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)展背景，重點(diǎn)從多能互補(bǔ)系統(tǒng)分析規(guī)劃技術(shù)、協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)、儲能技術(shù)和能量管理技術(shù)等方面梳理了多能互補(bǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對我國多能互補(bǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用案例進(jìn)行了分析，對多能互補(bǔ)系統(tǒng)技術(shù)的研究和發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：綜合能源系統(tǒng)；多能互補(bǔ)；多能流；協(xié)調(diào)控制；能量管理

中圖分類號：TM61；TK01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

黨的二十大報(bào)告提出，要深入推進(jìn)能源革命，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。新型能源體系是以清潔、低碳、可再生能源為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展的能源體系。作為新型能源體系的重要組成部分，綜合能源系統(tǒng)是一種新型能源供應(yīng)和管理系統(tǒng)，具有源網(wǎng)荷儲一體化、多能互補(bǔ)、供需協(xié)調(diào)等特點(diǎn)[1]，可以通過整合區(qū)域內(nèi)不同形式的可利用能源，實(shí)現(xiàn)多種形式能量的協(xié)調(diào)優(yōu)化和高效互補(bǔ)，提升可再生能源開發(fā)消納水平和非化石能源消費(fèi)比重，滿足區(qū)域內(nèi)終端用戶對電、熱、冷、氣等多方面的能量需求，提高能源綜合利用效率。

相較于單一的傳統(tǒng)能源生產(chǎn)和應(yīng)用模式，綜合能源系統(tǒng)的關(guān)鍵特征在于多能互補(bǔ)，通過有機(jī)整合不同供能主體和不同能源形式，連通原本相互獨(dú)立的能源孤島，利用多主體、多能流之間的互補(bǔ)效應(yīng)，平抑供需關(guān)系變化以及隨機(jī)性能源接入帶來的沖擊，實(shí)現(xiàn)能源的削峰填谷和高效利用[2]。2020年，國家發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部共同發(fā)布《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資，培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》[3]，將綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。發(fā)展多能互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)是國家能源體系轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略需求。

1 綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)模式

2016年，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》[4]，將多能互補(bǔ)項(xiàng)目分為終端一體化和綜合能源基地兩種模式。第一種根據(jù)終端用戶的用能需求，利用不同能源特點(diǎn)和互補(bǔ)機(jī)制，形成終端一體化集成供能系統(tǒng)，通過熱電冷三聯(lián)供、分布式能源和智能微網(wǎng)等方式，實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用。第二種模式以大型綜合能源基地作為對象，通過集成資源組合優(yōu)勢，形成不同能源相結(jié)合的風(fēng)光水火儲多能互補(bǔ)系統(tǒng)。2017年，國家能源局發(fā)布《關(guān)于公布首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程的通知》[5]，公布了23個(gè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程項(xiàng)目。2021年，國家能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》[6]，進(jìn)一步提出我國“源網(wǎng)荷儲一體化”和“多能互補(bǔ)”的具體實(shí)施路徑。

2 多能互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)

多能互補(bǔ)系統(tǒng)的能源形式不僅包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、氫能等可再生能源，還包括煤炭、天然氣、柴油等傳統(tǒng)能源。通過高效整合能源供給側(cè)不同形式的能源，減少棄水、棄風(fēng)、棄光、限電等現(xiàn)象，提高電力輸出功率的穩(wěn)定性，提升電力系統(tǒng)消納風(fēng)電、光伏發(fā)電等間歇性可再生能源的能力。綜合考慮不同用能需求，通過智能微網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)電、熱、冷、氣等多能協(xié)同和能源綜合梯級利用。在綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用過程中，需重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)包括分析規(guī)劃技術(shù)、協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)、儲能技術(shù)和能量管理技術(shù)等[7]。

2.1 多能互補(bǔ)系統(tǒng)的分析規(guī)劃技術(shù)

綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)存在多種協(xié)同互補(bǔ)模式，其中綜合能源基地多能互補(bǔ)系統(tǒng)屬于源端互補(bǔ)模式，電源側(cè)不同供能主體按利用時(shí)間和空間維度上的互補(bǔ)效應(yīng)進(jìn)行互補(bǔ)，這種模式下需對風(fēng)、光等非可控清潔能源的不確定性進(jìn)行分析，對多能互補(bǔ)效應(yīng)進(jìn)行量化評估研究，建立多能混合模型。國內(nèi)外學(xué)者從衡量設(shè)備出力互補(bǔ)性的角度，用相關(guān)系數(shù)來量化時(shí)間序列之間的相關(guān)程度，常用作衡量互補(bǔ)性的相關(guān)系數(shù)有Pearson相關(guān)系數(shù)[8]、Kendall相關(guān)系數(shù)[9]和Spearman相關(guān)系數(shù)[10]等。有學(xué)者用系統(tǒng)出力的波動性或可靠性來衡量系統(tǒng)的互補(bǔ)性，Zhang等[11]構(gòu)建了量化評估風(fēng)光時(shí)空互補(bǔ)特性的三層框架模型，第一層構(gòu)建了虛擬能源系統(tǒng)，第二層分析一個(gè)區(qū)域內(nèi)的時(shí)間互補(bǔ)特性，第三層對多個(gè)區(qū)域的空間互補(bǔ)特性進(jìn)行量化，該模型能有效降低省級區(qū)域的風(fēng)光供能系統(tǒng)波動性。Tang等[12]提出了一種以負(fù)荷滿足度作為互補(bǔ)性指標(biāo)的規(guī)劃模型，通過模型計(jì)算風(fēng)電和光電集成的位置和容量，獲得互補(bǔ)性較高的規(guī)劃集成方案，以保證負(fù)荷供應(yīng)和電能質(zhì)量。

終端一體化集成供能系統(tǒng)屬于源荷互動模式。這種模式下需綜合考慮用戶的用能需求和能量的經(jīng)濟(jì)性比選，建立以分布式能源系統(tǒng)為核心的分析規(guī)劃模型，通常用穩(wěn)態(tài)模型描述電力系統(tǒng)，用動態(tài)模型描述天然氣和熱力系統(tǒng)，再耦合各種關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多能流的統(tǒng)一建模[13]。多能流建模方法主要包括能源集線器模型（又稱能量樞紐模型）、統(tǒng)一能路模型和能量網(wǎng)絡(luò)模型等。徐憲東等[14]基于能源集線器模型構(gòu)建了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型，提出了混合潮流算法，對3種運(yùn)行模式下電力網(wǎng)絡(luò)和燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算。龔萍等[15]以能量網(wǎng)格為基礎(chǔ)構(gòu)建了廣義多能流模型，以全生命周期成本最小為目標(biāo)，建立了綜合能源系統(tǒng)多階段規(guī)劃模型，通過計(jì)算得出各規(guī)劃階段的設(shè)備和路線的最佳配置方案。韓華春等[16]開發(fā)了一種基于多能流聯(lián)合解算與分析的在線仿真系統(tǒng)，包含電、氣、熱、冷、蒸汽5種用能設(shè)備和管網(wǎng)，可以對綜合能源系統(tǒng)建設(shè)方案進(jìn)行全網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)模擬、故障恢復(fù)分析等的可行性驗(yàn)證，為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃提供仿真層面的數(shù)據(jù)支撐。

在綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法上，通常使用雙層優(yōu)化模型將規(guī)劃設(shè)計(jì)階段和運(yùn)營調(diào)度階段耦合起來進(jìn)行規(guī)劃問題的求解。通過設(shè)定規(guī)劃目標(biāo)，在一定的約束條件下，采用優(yōu)化算法計(jì)算出指定變量的最優(yōu)值，規(guī)劃目標(biāo)有可再生能源消納率或經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等，常用的約束條件有時(shí)間約束、成本約束、設(shè)備出力約束或者負(fù)荷約束等。Wang等[17]基于雙層優(yōu)化模型，通過多目標(biāo)優(yōu)化生成多個(gè)兼顧方案，再以運(yùn)行調(diào)度階段經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)對規(guī)劃方案進(jìn)行篩選，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化。陳云輝等[18]建立了包含可再生能源元件、能量儲存元件和能量轉(zhuǎn)換元件的能量樞紐模型，以經(jīng)濟(jì)性為規(guī)劃目標(biāo)，以設(shè)備容量與運(yùn)行邊界為約束條件，得到最佳的區(qū)域能源站規(guī)劃配置方案。

2.2 協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)

協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)可分為協(xié)同控制管理技術(shù)和優(yōu)化調(diào)度管理技術(shù)兩大類。協(xié)同控制管理技術(shù)的核心是基于能源互聯(lián)網(wǎng)的多智能體系的分布式協(xié)同控制[19]，本質(zhì)是利用信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的協(xié)同工作，對系統(tǒng)內(nèi)的供能端和用能端進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，其實(shí)施方案主要包括兩類：一類根據(jù)多能互補(bǔ)系統(tǒng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)電設(shè)備功能及負(fù)荷特性，設(shè)計(jì)多智能體分布式系統(tǒng)，利用系統(tǒng)內(nèi)各智能體的自治性、主動性和社會性等控制各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，維持多能互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[20]。另一類根據(jù)多能互補(bǔ)系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和供能、儲能、用能特性，設(shè)計(jì)多智能體一致性協(xié)議，利用系統(tǒng)內(nèi)各智能體的反應(yīng)性和進(jìn)化性等行為特性，調(diào)整各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，保障多能互補(bǔ)系統(tǒng)內(nèi)的能量平衡和能量質(zhì)量[21-22]。華光輝等[23]研究了區(qū)域綜合能源系統(tǒng)層級構(gòu)架，提出了協(xié)控系統(tǒng)的拓?fù)潢P(guān)系及硬件和軟件結(jié)構(gòu)，并在蘇州同里新能源小鎮(zhèn)綜合能源示范區(qū)開展了試驗(yàn)驗(yàn)證和示范運(yùn)營。

優(yōu)化調(diào)度管理技術(shù)可以分為面向穩(wěn)態(tài)的優(yōu)化調(diào)度模型、算法和效益分析等，以及考慮具體網(wǎng)格約束和動態(tài)特性的協(xié)調(diào)調(diào)度。Wang等[24]研究了多能互補(bǔ)系統(tǒng)在多目標(biāo)需求下三種能源形式的優(yōu)化調(diào)度。Liu等[25]研究了天然氣安全約束下的電、氣優(yōu)化調(diào)度。袁桂麗等[26]針對負(fù)荷需求特性和可再生能源的不確定性，以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)建立了優(yōu)化控制模型，采用改進(jìn)的遺傳算法求解，提升系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)電能力，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。劉芯汝[27]綜合考慮風(fēng)、光處理特性及電、熱需求響應(yīng)對系統(tǒng)運(yùn)行的影響，構(gòu)建包含電、熱、氣不同能量形式的多能互補(bǔ)系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化控制模型。司方遠(yuǎn)等[28]以區(qū)域綜合能源系統(tǒng)為研究對象，提出了多元靈活資源聚合下的研究框架，采用“主動調(diào)節(jié)能力評估、自洽協(xié)調(diào)優(yōu)化、集群協(xié)同控制”的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了影響主動調(diào)節(jié)能力的關(guān)鍵指標(biāo)可建模、信息可獲取，主動調(diào)節(jié)能力可優(yōu)化，對多元不確定環(huán)境可應(yīng)變，多能源能量可共享，多主體聯(lián)動有序協(xié)同的目標(biāo)。

2.3 儲能技術(shù)

儲能系統(tǒng)在綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。在源側(cè)可以平滑可再生能源發(fā)電的波動，應(yīng)用于可再生能源的能量時(shí)移、發(fā)電容量固化和出力平滑等；在用戶側(cè)可以應(yīng)用于能量時(shí)移、參與電網(wǎng)需求響應(yīng)、提高電能質(zhì)量、提升供電可靠性等。

儲能技術(shù)是綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的支撐性技術(shù)。按照儲存介質(zhì)進(jìn)行分類，可分為物理儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能、熱儲能和化學(xué)儲能。從基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展和集成示范的情況來看，各種儲能技術(shù)大致可分為四個(gè)梯隊(duì)[29]：第一梯隊(duì)為抽水蓄能，占2022年全國儲能裝機(jī)的77.1%左右；第二梯隊(duì)有鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池和儲熱儲冷技術(shù)；第三梯隊(duì)有鈉離子電池、飛輪儲能和超級電容器；第四梯隊(duì)有重力儲能、熱泵儲電、液態(tài)金屬等。

不同儲能方式各有特點(diǎn)，例如抽水蓄能和壓縮空氣儲能壽命較長、規(guī)模較大，鋰電池儲能和飛輪儲能響應(yīng)時(shí)間快、效率較高，不同的儲能方式適用于不同的應(yīng)用需求和經(jīng)濟(jì)性要求。在多能互補(bǔ)系統(tǒng)中，對儲能的應(yīng)用研究側(cè)重于不同場景下的容量優(yōu)化配置、優(yōu)化調(diào)度、控制策略、運(yùn)營模式等[30]。施泉生等[31]將熱、電、氣三種儲能方式應(yīng)用于微網(wǎng)系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型，認(rèn)為多種儲能形式相結(jié)合的綜合能源系統(tǒng)可以有效減少棄風(fēng)量，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益良好。林俐等[32]以氫儲能技術(shù)為紐帶，耦合電能、熱能和氫能，構(gòu)建了基于燃?xì)淙細(xì)廨啓C(jī)的多能互補(bǔ)系統(tǒng)模型，以提高能源的綜合利用效率。李山山等[33]設(shè)計(jì)了園區(qū)綜合能源系統(tǒng)下的共享服務(wù)機(jī)制，分析了服務(wù)模式特征，建立了以用戶凈用能成本最小為目標(biāo)的協(xié)調(diào)運(yùn)行模型及策略。

2.4 能量管理技術(shù)

在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中，不同能源系統(tǒng)相對獨(dú)立，隸屬于不同公司進(jìn)行管理和運(yùn)營，比如電網(wǎng)、熱力管和天然氣網(wǎng)等，不同能源系統(tǒng)間缺少耦合和協(xié)同。傳統(tǒng)智能電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)發(fā)展成熟[34]，基本滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要。與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中的能量管理相比，綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)中的能量管理面臨著多能流耦合、多時(shí)空尺度和多管理主體等多方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。

近年來，微電網(wǎng)不斷發(fā)展，部分微電網(wǎng)已具備初步的多能流能量管理功能[35]，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和基礎(chǔ)調(diào)度功能。Su等[36]建立了隨機(jī)微電網(wǎng)能量調(diào)度模型，集成風(fēng)能、太陽能、插電式電動汽車、分布式發(fā)電機(jī)和分布式儲能，通過隨機(jī)調(diào)度優(yōu)化降低微電網(wǎng)的運(yùn)行成本，提高對可再生能源的適應(yīng)性。孫宏斌等[37]認(rèn)為多能流能量管理系統(tǒng)應(yīng)包含建模、實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)、安全控制、優(yōu)化調(diào)度等核心功能，提出了多能流能量管理系統(tǒng)家族的概念，采取分布自治、集中協(xié)同的構(gòu)架，不同的家族成員通過雙向通信實(shí)現(xiàn)多能流的協(xié)同管理。孫宏斌等[38]按照多能流能量管理系統(tǒng)家族“分布自律—集中協(xié)同”的分層互聯(lián)架構(gòu)，設(shè)計(jì)研發(fā)了面向能源互聯(lián)網(wǎng)的多能流綜合能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對廣域范圍內(nèi)大量分布式資源的靈活控制與管理。郭泰等[39]設(shè)計(jì)了“單質(zhì)能流層—多能耦合層”兩層模型架構(gòu)，提出了面向異質(zhì)能流標(biāo)準(zhǔn)化建模方法和基于聚合—派生的多能耦合層標(biāo)準(zhǔn)化建模方法，并將標(biāo)準(zhǔn)化模型生成模塊集成到多能流能量管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了冷、熱、電、氣多能流系統(tǒng)模型的標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)與信息交互。

3 我國綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)案例分析

自2017年首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)以來，多能互補(bǔ)示范工程和示范項(xiàng)目逐步落地并啟動，因不同地域的能源資源稟賦有所差異，示范工程的多能互補(bǔ)形式各有特色。上海崇明島示范項(xiàng)目構(gòu)建了具有彈性的智能配電網(wǎng)，是國內(nèi)首個(gè)配網(wǎng)級獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)電和儲能系統(tǒng)[40]。雄安新區(qū)建成了以“地?zé)?”為核心的多能互補(bǔ)系統(tǒng)示范工程，對地?zé)崮荛_展梯級利用[41]。隨著云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的興起，綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)迎來了新的機(jī)遇與發(fā)展。寧波市城市級智慧能源管理服務(wù)系統(tǒng)充分利用“大云物移智”等信息化技術(shù)[42]，打造了綜合智慧能源數(shù)字化服務(wù)新業(yè)態(tài)，實(shí)現(xiàn)全品類能源生產(chǎn)、供給、存儲、消費(fèi)數(shù)據(jù)匯聚和在線監(jiān)測，有效促進(jìn)了用能信息的互聯(lián)共享。

近年來，一些大型企業(yè)紛紛在發(fā)展“水風(fēng)光火儲一體化”和“源網(wǎng)荷儲一體化”項(xiàng)目方面持續(xù)發(fā)力。中國長江三峽集團(tuán)有限公司勾勒新能源“線路圖”——加強(qiáng)新型儲能和“源網(wǎng)荷儲”一體化技術(shù)研究，科學(xué)合理布局抽水蓄能、氫能、光熱等新業(yè)務(wù)，更好實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、儲多能互補(bǔ)、協(xié)同共舞，大力推廣“新能源+”新模式。中國長江三峽集團(tuán)有限公司統(tǒng)籌推進(jìn)“源網(wǎng)荷儲”和多能互補(bǔ)業(yè)務(wù)，調(diào)整存量與做優(yōu)增量并重，圍繞大通道、建設(shè)大基地、帶動全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展——瞄準(zhǔn)風(fēng)、光、水、儲一體化協(xié)調(diào)發(fā)展的世界級清潔能源基地。金沙江下游水風(fēng)光多能互補(bǔ)一體化開發(fā)基地開工建設(shè)；青海海南、海西基地光伏光熱、內(nèi)蒙古蒙西基地庫布其光伏治沙、安徽阜陽南部風(fēng)光電等大基地項(xiàng)目加速推進(jìn)；內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗納日松光伏制氫產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目全面并網(wǎng)發(fā)電。

4 多能互補(bǔ)系統(tǒng)技術(shù)研究與發(fā)展趨勢

多能流是綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵特征之一，未來綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)技術(shù)的研究和發(fā)展將圍繞著多能流展開：

（1）突破各能源系統(tǒng)的簡單組合，發(fā)展多能互補(bǔ)、能勢匹配、梯級利用的多能流耦合理論，深入探究多能互補(bǔ)高效轉(zhuǎn)化與耦合機(jī)理，建立多目標(biāo)、多場景的協(xié)同規(guī)劃研究方法。進(jìn)一步研究適用于綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的綜合性能評價(jià)方法，兼顧高效性、安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性，指導(dǎo)多能流系統(tǒng)的設(shè)備選型和容量匹配，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲各部分的高效協(xié)同運(yùn)行。

（2）綜合考慮源側(cè)可再生能源的波動性和負(fù)荷側(cè)用戶用能的不確定性，進(jìn)一步研究多能流實(shí)時(shí)建模和狀態(tài)估計(jì)技術(shù)，建立多能流系統(tǒng)的主動調(diào)控機(jī)制，揭示不同時(shí)空尺度下多能流系統(tǒng)的全工況運(yùn)行特性，實(shí)現(xiàn)多能流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)控。

（3）充分利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將數(shù)字孿生、虛擬電廠等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于多能流系統(tǒng)，推動綜合能源系統(tǒng)向數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。

5 結(jié)束語

為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，我國將著力構(gòu)建新型能源體系，綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)是國家能源體系轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略需求。本文簡述了綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)展背景，對多能互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，重點(diǎn)對分析規(guī)劃技術(shù)、協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)、儲能技術(shù)和能量管理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況進(jìn)行了論述，對我國多能互補(bǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用案例進(jìn)行了分析，并對綜合能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

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Key Technologies of Multi-energy Complementary for Integrated Energy Sources：Research Status and Development Trends

WANG Wentan1，ZHOU Quan1，HOU Qiang1，DAI An1，ZHOU Jing1，2，WANG Zhe1

（1. Hubei Intelligent Integrated Energy Industry Technology Research Co.，Ltd.，Wuhan 430000，China；2. China Yangtze Power Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract：As an essential part of the new energy system，the Integrated Energy Multi-energy Complementary System （IEMS）achieves the coordinated optimization and efficient complementary of multiple energy flows through the integration of a variety of available energy sources. It is of great significance for improving the proportion of renewable energy consumption and the comprehensive energy consumption efficiency. Based on the development background，we focus on collating current research status of the key technologies for IEMS from various aspects. These aspects specifically involve analysis and planning technology，coordination and optimization of control technology，energy storage and management technology. Additionally，we review application cases of multi-energy complementary system in China and anticipates future research and development trends.

Key words：integrated energy system；multi-energy complementary；multi-energy flow；coordinated control；energy management

基金項(xiàng)目：三峽電能有限公司科研項(xiàng)目（6123020005）

作者簡介：王文坦，男，高級工程師，博士，主要研究方向?yàn)榫C合能源技術(shù)與應(yīng)用、低碳技術(shù)與應(yīng)用。E-mail：wangwt05@foxmail.com