2.1.2　综合能源系统特征与功能

1. 综合能源系统特征

综合能源系统的核心理念是通过各级、各类能源网络的互联互通、供给设施的共享和消费过程中的综合利用，实现信息驱动的综合能源系统资源优化配置，促进各类能源的互补互济、合理转化，从而优化能源供应结构、提高能源利用效率、促进清洁能源开发利用，最终实现能源消费的零碳化。综合能源系统的特征主要体现在以下3个方面。

1）互联互通

由于不同能源系统发展的差异，供能往往都是单独规划、单独设计、独立运行，彼此间缺乏协调，由此造成了能源利用率低、供能系统整体安全性和自愈能力不强等问题。针对上述情况，需要从协同规划的理念出发，将多种类型的能源系统有机耦合，提供一个多种能源综合利用的物理平台，充分发挥不同能源的互补特性和协同效应，在更大范围内实现能源系统资源优化配置，提升系统灵活性，提高可再生能源消纳能力和系统综合能效。

综合能源系统涵盖了供电、供气、供暖/供冷、供氢和电气化交通等能源系统，互联互通是在综合能源系统“源-网-荷-储”纵向优化的基础上，充分利用各类能源系统中能源终端消费需求的不同时空分布特性和互补耦合特征，对多种供能系统进行横向的协调优化，实现能源的梯级利用和协同调度，从而实现多类型能源供应与需求的整体平衡。同时，广泛互联下的综合能源系统，可高效利用区域内的光电转换、光热转换、风电转换、地热转换等集中或分布式转换手段，满足用户侧电、冷、热、气多元化负荷需求，实现多种可再生能源互补利用和优化匹配，促进风、光等强间歇性可再生能源消纳，推动能源结构低碳化、能源利用集约化以及能源服务智能互动的转变。

2）综合利用

相较于目前消费形式和消费用途一一对应的能源消费体系，综合能源系统将各种能源资源综合性输入，依照不同能源品位高低进行综合互补利用，并且依照设定的能量配合关系实现不同能源形式的转换，以达到最佳的能源利用效率。

传统能源利用模式下，大部分能源消费在时间分布上具有很强的刚性，在能源高价格时段下将大幅增加用能成本。在基于多能协同管理的综合能源网络中，用户需求侧响应行为可实现用能种类转换（纵向）与时间转移（横向）相结合，充分利用目前通信、分布式储能、分布式能源转换技术，有效激发负荷柔性。在终端消费时，用户也能通过选择不同种类的能源达到同样的效果，打破了传统能源消费形式与消费用途之间一一对应的关系，实现了能源综合利用和用户侧选择性消费。能源间相互耦合与相互替代的特点为需求侧提供了在不同能流间改变用能方法的能力，为实现综合能源网络中供需双方的双向互动、促进能源消费者转换为产消者提供了重要的切入方向。

因此，在新兴的能源综合利用模式下，综合能源系统可以发挥传输便捷，传输损耗小，分布式光能、风能等清洁能源接纳能力强的优势，打破不同能源品类之间的壁垒，充分调动各类异质能源子系统参与资源优化配置，推动能源电力由单一化供应模式转变为多元化供应模式，实现各种能源的高效利用，降低用能成本，达到经济、环境、社会效益总体最优的结果。

3）优化共享

共享是综合能源系统互联互通、综合利用的必然路径，综合能源系统具有能源、信息、价值三流合一的开放与共享特征。

能源共享方面，综合能源系统依托多能源传输耦合网络，将各类能源设备和负荷资源通过互联实现聚合与优化配置，在能源生产、消费、传输、储存的全产业链条中实现能源层面的互补互济、共享交互，推动传统能源单向模式向互联、共享发展模式转变。

信息共享层面，借鉴互联网思维，构建面向系统内部与外部用户的业务应用与管理信息平台，依托信息通信技术，在能量流的基础上提升信息流领域的信息传输、存储与处理能力，对内支撑综合能源传输网络运行，对外提供综合型服务。同时开展多行业合作，共享资源，打破业务边界，为能源管理提供多种信息资源与决策支撑。

价值共享层面，借鉴平台经济与共享经济思维，建设互惠共赢的综合能源生态圈，创新去中心化的新机制与新模式，打通各区域、各节点、各主体间的服务流、信息流、资金流，推动实现能源系统优化运行分散决策、主网与分布式微能网双向互动及高附加值综合能源服务，有效提升资源要素在大范围内的配置能力与效率，为区域协调发展提供支撑。

2. 综合能源系统功能

综合能源系统的功能包括以下几种。

1）提高综合用能效率

通过整合冷、热、电、气等多种能源资源，打破不同层级异质能网络系统间的壁垒，实现“纵向‘源-网-荷-储’协调，横向多能互补”，结合大数据、云计算、物联网等技术，实现多能协同供应和能源综合梯级利用，提高综合用能效率。

2）提高系统供能可靠性

利用不同能源的时空差异特性和互补特性，通过多种能源网络的耦合互动，有效提高能源供应灵活调节裕度，增强系统的安全可靠性和应对突发情况的能力。

3）降低用户用能成本

在综合供能的基础上，通过不同能源之间的协调优化，同时充分发挥用户侧综合需求响应的灵活性，实现能源供应侧和消费侧的双向互动，降低终端用户的能源消费总量，从而降低用户用能成本。

4）降低碳排放以及其他污染物排放

在供给侧开展清洁替代，推动风、光等可再生能源的规模化接入，在消费侧开展电能替代，推动电能等清洁能源的使用，在传输侧通过多能协同优化，一方面提升清洁能源占比，另一方面提升综合能效，进而有效降低碳排放和其他污染物排放。