浅谈能源多能互补综合利用评估技术分析

韩朝阳

（湖南钰桥能源评估有限公司，湖南 长沙 410000）

能源可以促进国民经济发展，但是，传统能源储备粮日益枯竭，如何高效利用清洁型能源，已经成为处理能源危机的重要举措。优化应用单一能源，会降低利用效率，且应用成本高，所以，建设多能源互补系统，结合传统能源与可再生能源，全面发挥出能源互补优势，降低一次能源消耗，促进可再生能源消纳，高效利用多种能源。对于综合能源，实施建模分析、运动调度与优化，已经成为研究热点。因此，本文主要围绕能源多能互补综合应用展开讨论，提出科学化的评估技术，仅供参考。

1 多能互补综合能源系统概述

对于综合能源系统来说，整体架构包括展示层、应用层、数据层、网络层与数据源层，如图1 所示。

图1 多能互补综合能源系统架构

第一，数据源层：基于综合管理应用，利用底层传感采集设备，高效采集数据，涉及石油、煤炭、太阳能、风能等功率数据，为系统应用提供信息支持。

第二，网络层：基于无线专网、互联网、光纤、移动互联网，传输用能数据，从而进入数据层。

第三，数据层。对用能数据进行存储、分析和处理，同时，对用户实时数据、与数据、空间数据、历史数据进行存储，可以深度挖掘大数据。空间数据可以存储地理信息系统数据，提供展示应用功能、能源监视功能。应用数据存储平台报表数据，设置上报接口、交互接口。

第四，应用层：主要为管理功能，涉及能源特性分析、能源监测、新能源监测、能源优化配置与评估。

第五，展示层：可视化展示用能信息，涉及能源优化、图形报表、报警图、能流图。通过可视化技术，可以展示出监视过程、报警过程、优化过程。全面提升平台展示与交互功能，以此确保操作展示的友好性。

2 多能互补综合能源优化应用评估体系

2.1 评估指标选取

针对能源优化应用评估，可以找出能源监测、优化配置过程的不足，针对优化运行过程的薄弱环节，可以提出科学指导意见。建设能源优化应用评估体系，可以全面提升能源利用率，针对新能源、传统能源实现多能互补，处理能源紧缺问题。因此，评估指标选取原则包括实用性、科学性、导向性、规范性与可比性。

2.2 能源优化应用评估体系

按照选取原则，选择冷、电、冷、气作为优化目标，全面分析互补可靠性、稳定性与经济性，建设能源优化应用评估体系。基于对象维度、输送维度、能源维度实现能源优化应用评估体系，划分为以下三层：第一，总体性指标，可以全面展示出能源优化应用水平，然而，却无法得知优化水平的相关因素；第二，概括性指标，包括安全稳定性、互补可靠性、经济性、用户满意度与环保型，基于多角度，对能源优化利用水平进行评估。第三，具体性指标，涉及到年平均综合能源设备故障、供能可靠性、电压稳定性、频率偏差等，同时实现优化配置与优化效率。

第一，供能可靠性。主要为能源系统中，表征能源发电量总和、期望总发电量的比值。当供能可靠性大于1 时，则表明具备较高的互补可靠性；当供能可靠性小于1 时，则表示互补可靠性低。

第二，能源设备故障率。当仅有一个指标时，则不具备对比性，无法体现出综合效果，所以，采用能源设备故障率，代表设备的可靠性。在综合能源系统中，表征能源设备故障时长、使用时长的比值。一般来说，当能源设备故障率越低时，表示电网调度越良好。

第三，电压稳压率。设备出现明显波动时，会对电力系统稳定性造成影响。电压稳定率可以表示系统冲击展示的稳定程度。通过电压稳压率，检测合格范围内的电压总时长、检测电压总时长的比值。

第四，频率偏差率。通过该指标，可以反映出电压系统稳定性、频率稳定性。选择频率偏差率，可以反映出电力系统恢复稳定状态的能力，表示检测合格范围频率总时长、监测频率总时长的比值。

第五，出力波动率。在综合能源系统中，牵扯多能源发电设备，极易影响发电输出功率的稳定性。尽管电压稳压率、频率偏差率可以反映出电压、频率波动，然而，利用功率值量化方式，可以反映出系统出力稳定性。出力波动率，表示在同一周期内，采样能源出力值的方差值、单一能源出力值的比值。当出力波动率越小时，则表示能源系统出力稳定性高，能源互补性良好。

第六，峰谷差率。通过负荷指标，能够对电力系统稳定性进行检验。通过峰谷差率，可以展示出系统用能侧承受波动性层度。峰谷差率表示峰谷差、最大负荷比值。当峰谷差越小时，表示系统稳定性高。

第七，投资收益比。为了确保能源系统的发展效果，必须注重经济性。系统稳定性，对设备数量影响较大，需要通过投资收益比、优化配置比、优化效率，对经济性指标进行评价。当投资收益比越大时，表示综合能源系统的经济性良好。

第八，优化配置比。通过投资收益比，无法展现出综合能源系统多能互补特点。所以，需要选择优化配置比，体现出系统经济性。在系统所需容量相同时，优化配置比表示能源成本总和、单一能源供能平均成本的比值。当优化配置比越小时，表示综合能源系统的经济性高。

第九，优化效率。该指标与优化配置比类似，然而，优化需可以通过能源利用率，反映出系统经济性。将优化效率作为系统经济性指标，准确完善地评估系统。在供能容量相同时，优化效率可以表示综合能源系统利用率、单一能源利用率比值。当优化效率比较高时，则系统能源利用率越高，系统经济性高。

第十，碳硫排放减少率。在综合能源系统中，可以实现传统能源、新能源互补，例如风能、太阳能等。通过应用新能源，可以降低硫排放，全面提升系统环保性。所以，应用碳硫排放减少率、清洁能源消纳率、节能占比，能够对环保性指标进行评价。碳硫排放减少率表示综合能源系统1t 标准煤的碳硫排放、传统能源系统1t 标准煤的碳硫排放的比值。当碳硫排放减少率越低，表示系统能源利用率越高。

第十一，清洁能源消纳率。在环保性指标中，能源互补改变清洁能源消纳率，也属于指标，可以确保系统环保性评估的准确性与完善性。清洁能源消纳率，表示清洁能源实际发电量、最大发电量的比值。当碳硫排放减少率越高时，表示系统环保性越高。

第十二，用户电压、期望电压比例。通过多能互补综合能源系统，可以能够用户提供优质服务。在综合能源系统内，用户满意度属于重要指标，通过用户电压，可以代表用户电能指标，对用户满意度进行评价。当用户电压、期望电压比例越高时，表示用户满意度越高。

第十三，用户能源优化参与度。对于用户来说，不仅可以通过用能质量，表示用户满意度，也可以通过用户舒适度，反映出用户满意度，以此确保评估的准确性。利用用户能源优化参与度，可以表示区域综合能源系统用户、总用户的比例。

3 能源互补综合系统的应用效果评估

通过专家法评估系统应用效果，按照最大隶属度原则，针对综合能源优化应用效果进行评估，在黑、红、橙、黄、绿、蓝等六个隶属度评价中，最大值为0.6225，评价值为黄色。表示综合能源优化应用效果考核结果为一般，提示综合能源优化与效果评估合格。由于黄、蓝、绿可以代表综合能源优化应用效果满足要求，其他颜色未达到多能互补效果要求，因此，约为82.04%的专家认为，综合能源系统能效指标达标。

4 结语

综上所述，在能源互联发展过程中，能够有效处理传统能源枯竭问题。评估多能互补综合能源优化应用效果，已经成为必然发展趋势。在本文研究中，基于多能互补综合能源概念，建设模拟多能互补综合优化的评价体系，综合评估能源优化应用效果，涉及互补可靠性、互补环保型、经济性与用户满意度，保留评价指标的信息，帮助用户参与综合能源优化应用系统内，确保多能源综合应用的科学性与准确性。