編者按：2019年6月5～6日，"未來能源大會（FEC2019）暨第十五屆中國能源戰略投資論壇"在北京中奧馬哥孛羅大酒店召開。本次未來能源大會匯集了國內外、中科院、工程院院士專家，共同探討"傳統能源"向"未來能源"轉型融合的趨勢。會上，北京燃氣能源發展有限公司副總工程師 劉蕾 發表了題為《智慧能源體系建設和應用》的主旨演講。

以下內容為中國能源網根據現場實錄整理而成，未經本人審核。

劉蕾：大家好，我們劉總正在發燒，喉嚨發不出聲音來，所以委托我對我們智慧能源體系進行一下分享和匯報。

北燃所做的能源方面的跨界，我們有一個主題叫"多能協同、智能耦合"。就是燃氣集團公司一直在探索天然氣的高效利用，推廣天然氣分布式能源將近有20多年了。2011年12月，成立了全資子公司，也就是北京燃氣能源發展有限公司，主要專注于能源，也就不只是天然氣了，我們所有的清潔能源都可以作為能源的發展方向，也就是咱們今天所說的宜氣則氣，宜電則電，宜煤則煤。

北京環球影城國際旅游度假區這些項目的過程中，對能源進行了一個轉型，就是從天然氣分布式轉到了技術領先型的情潔能源供應商。是提供從規劃設計、投資、建設、運營一體化的這么一個商務模式，來實現區域內能源的統一調度和管理，保障區域內低碳、高效、低成本、可持續的發展。

這是現在能源發展有限公司所拓展的項目，目前運營的有429個，在建的項目10個，運營中的也有10個。分幾大類，一個是區域項目，就是北京環球影城這些區域型的項目。第二類就是酒店類；第三類是樓宇，包括數據中心和工業項目。這里面提到一個是中石油創新基地，這是獲得了國家能源局所批復的首批天然氣，就是組建了這么一個光伏+分布式能源的一個綜合智能微電網的能源項目。

我們這里所提的智慧能源管理體系，主要從三個方面：

1、建設背景；

2、核心理念；

3、能源管理平臺。

先說建設背景，也就是我們所提到的多能協同、智慧耦合的綜合能源技術。這里所說的多能協同，為什么提出這個概念？這個實際上我們在開發北京城市副中心的過程中，提到要最大化的利用可再生能源，要使區域內的可再生能源利用率達到40%以上，40%這個數字是非常高的，相當于在全世界來講，這個數字都是還沒有達到呢，我們怎么提高這個可再生能源利用率呢？我們知道我們現在所用的可再生能源，包括風能、光伏，它有不連續、不穩定的特點，我們現在沒有說哪個項目敢于直接只用單獨的分布式能源，包括我們現在所說的淺層地熱能，當然我不是說淺層地熱能不好，咱們現在所有的淺層地熱的能源到現在為止也沒有敢直接只用淺層地熱，不耦合這種鍋爐或者其他的常規的能源系統來給用戶供熱。

所以說我們為了提高這個可再生能源利用率，最大化的利用可再生能源，我們提出了以可再生能源和分布式能源進行一個耦合，也就是說常規的可再生能源如果和鍋爐，就是跟鍋爐耦合它這個天然氣的利用效率是不太高的，跟分布式能源相耦合，這里面也是有一些技術結合點的。我們知道相當于地緣熱泵，它需要消耗非常多的電，而這個天然氣三聯供系統能夠產生電，所以一個是需要，一個產生，所以這方面有一個耦合。

另一方面，因為常規的天然氣分布式能源它的預熱利用，我們現在的處理手段可能是到120度左右，而跟地緣熱泵耦合之后，相當于120度之后這樣地緣熱泵能夠更加穩定可靠的運行。

所以說我們所說的多能協同智能耦合它的第一個方面，就是能夠最大化的利用可再生能源，能夠提高能源供應的充裕性和安全性。

只是在能源的供應側，我們建了這么一個系統之后，在這個里面擁有多種能源系統，有天然氣分布式能源，有地緣熱泵，或者光伏，這幾種能源我們放在一起之后，我們實際運行的時候，在不同的時刻都一塊運行還是先開啟這個再開啟那個，就是在不同的時刻它應該是有一個最佳的配比，我們如何實現這么一個配比？在我們現在的運行人員，可能技術水平還沒有到達一定的高度之前，我們可能還需要構建這么一個智慧化的能源運營管理平臺。所以說就引入到我們要建這么一個智慧化的運營管理平臺來實現多能協同、智能耦合，給它提供這么一個技術手段。這是第二個方面。

其他的就比較少了，我們在開發過程中，通過統一的規劃建設和運營，分布實施來進一步的提高能源的安全性，還有經濟性這些方面。

另一方面，我們還提到一個能效機房的概念，能效機房就是以最優的技術路線，輔以恰當的技術模式，通過精細化的運營管理來實現功能多目標優化管理，所謂最優的技術路線就是剛才前面所提到的我們會結合符合裝機，系統最優化的設計，設備選型和控制方案，這是提供一個最優的技術路線。第二個輔助一個恰當的商業模式可以搭配非常靈活的商務模式。

再一個，就是根據這個設計方案，剛才的多元耦合系統來對這個控制策略進行一個優化設計，來確定最佳的可以是多樣化的，這也是根據這個項目本身它的政治特征，或者說是我們用戶需要能源低成本的要求，我們會提供效益最大化，或者是用戶舒適型最大化，系統能效最大化。

通過整體能源機房的建設，預計可以提升系統效率10%以上，成本控制能降低15%以上，裝機容量能降低10%以上，用戶滿意度可以達到95%以上。

基于這么一個理念，我們提出能源管理云平臺的構架是三個層次的平臺，這也是基于我們現在能源中心它目前的這種計量配置比較少，對整體能源管理比較偏弱的這種現狀，我們提出三個層次：

第一個層次，可能是大家都比較熟悉的，也就是常規的自控系統，我們實現里面多能系統。

在第二個層次能夠實現區域內多種能源系統的優化調度，然后配合我們在這兒還提出一個對能源中心建立一個數字雙胞胎，也就是仿真系統，來優化整體的控制策略方案。

最后這一層和二層的這些數據全部上升到第三個層次，來實現大數據的分析，行業內部以及行業內部的信息共享和行業內部的商務合作與能源交易。最終實現對接智慧城市。

首先說第一個層次，就是對自控系統進行一個梳理，對所有新建的能源中心會要求提出一個新的計量配置標準和自控的配置標準，來最終實現所有的三聯供系統、地緣熱泵系統、蓄能系統和常規的鍋爐項目的就地控制和數據的獲取。這個已經在我們副中心、環球影城這些項目上有所應用。

第二個，對于已經運行的項目實施計量整體的排查和改造，在我們現在集團的燃氣大樓和陜西寶雞，這個也是非常大的地緣熱泵的項目，對這個項目進行了一個自控改造，來實現這個系統的完善化。

到第二個層次就是智慧能源管控平臺，它這個主要有三塊核心的內容，符合預測，也是結合現在這種大數據的手段；能源站本身專業性的角度，通過我們對用戶側的溫度、濕度進行計量來綜合目前信息化大數據的方法和專業的手段，來提出這么一個符合預測。在這個仿真模擬上，來進行比較，確定哪個策略最好，然后再運用到我們的二層平臺中心進行一個比較，最終得到一個比較好的智能調度。 

基于大數據和機理模型的原則，實現對不同工礦的仿真模擬提供最佳的策略，第三個是基于碳排放量最低，或者運行綜合費用最少等這些優化原則來實現 多種能源的實施調度。

兩個結合起來，制定出比較好的運行策略，然后進入我們的仿真系統進行對比，拿出對比結果，到平臺上進行實施應用，最后轉化成希望具體的運行策略，在項目上進行應用。

這個是我們能效機房PDCA的管控體系的實現，就是從規劃設計開始，然后到施工調試，再到運維調度，最后提出一些比較好的改進建議，比如說是不是可以降低10%左右，再反饋到設計，來進行能效機房的提升。

因為我們能效中心比較多，所以建立了一個統一的指標體系，就是從經濟到能效的一個指標體系，在后續還會有展開的介紹。

然后說到第三個層次，也就是這個企業級的能源管理運行中心，這個方面主要是基于這個大數據的技術對多個能源站，它的數據進行了統一的匯總，具體的功能包含了這四個模塊，下面我就分開進行一個闡述。

首先是能源管理，能源管理這個方面，我們首先是從項目上，把這個大數據收集上來，然后接下來就根據這個大數據對各個項目的能效進行一個分析，再接下來就是根據這個能效和大數據，以及能源的價格然后得到每個項目經營的情況，最終從能效方面、經濟方面來實現一個行業的整體對標。

從能源大數據上來講，我們收集的就是能源需求與消耗的這些數據，從而得到這個項目各個不同的業態，它的負荷和能效水平可以降低裝機大概20%。從這個上面就可以節省投資大概15%。

能效KPI這個方面，是收集不同項目，比如都是電制冷它分布在不同的項目上面，可能采用的是不同品牌的電制冷機，我們通過這些數據，然后再結合這個電熱冷機本身的造價和它運行維護的管理，從而可以得到我們不同品牌的設備，它用哪種會比較好？

再一個方面，通過能效的整體分析，然后我們可以判別出來不同的能源系統，在同一個站里面不同的能效系統它的能效水平分別是什么樣子的，從而提升整個能源中心的綜合能源利用率。

經營方面，大家都比較容易理解，我通過成本和利潤的分析，來實現利潤持續的增長，最終這個行業對標就是我通過能效和整體的成本和利潤進行一個統一的對比，知道我們這個能源站在整個行業中的水平，找到差距，從而提升我們自己，也提升咱們整個行業的能效管理水平。

我們第三層平臺，第二個方面就是項目管理，這部分項目管理，可能和大多數目前在座的能源管理云平臺比較相像，比如說華興安泰本身也已經做了這么一個平臺，包括我們參觀過很多公司所做的平臺，基本上都有這些情況，我就不統一說了?；旧习巳值臓顟B監視，安全的管理，客戶關系的管理和設備的管理，我們在這兒有一點點不同就是在班組管理方面，因為我們也是實行幾班幾運轉，所以會對不同的班組進行不同的管理。我們通過班組的管理主要目的就是記錄每個班組在實際的運行中他的節能行為，從而能夠促進這個班組實現行為節能，在整個公司也進行一個考核。

我們建設這個能源管理云平臺，有兩個比較亮的亮點：

1、能源魔方，是指我們所有的能源中心它都有不同的屬性，包括它的建筑年代，它的業態，它的經濟指標，或者是它的能效指標，它有不同的維度，我們通過這么一個能源魔方在平臺上的應用，從而讓它作為一個不同的維度，對這個數據進行篩選和對比，從而能夠得到更加可靠的這么一個對比的數據。

2、數據庫指標體系，這個指標體系也是從上到下，分了大概四層，第一層次經濟和節能環保類的，這個就是圍繞著我們能源項目建設的目標提出來的；再往下是能源類的指標；接著是能效指標；最終反饋到就是我們電壓、電流，還有溫度、壓力質量類的指標，整體建設的指標系五大類22項158個。

下面說一下我們所做的智慧能源管理體系在北京城市副中心中的應用，北京城市副中心，這個是我們目前在建設的6號站，它是要堅持世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位，建設一流的新能源示范中心。

北京城市副中心它最核心的其實就是地緣熱泵、蓄能，這個地方大概是占裝機比例60%以上，最終實現的效果就是清潔能源比例達到100%，可再生能源比例超過40%。

這是我們在副中心所搭建的這么一個平臺，就是智慧管理平臺的一個效果圖。我們將來會在副中心的6號站，它的智慧掌上中心進行統一的智慧能源管理平臺的展示。

我們這個副中心在這個方面所作的能效機房的應用，也是從項目開始，規劃設計過程中，提出一個目標的指標體系和設計體系。通過BIM的設計來減少管道的交叉和碰撞，然后來實現施工。

這一塊我們將25種運行模式輸入到我們仿真系統，進行整體的規劃和管理。

我們是采用一個大倍率彎管和順水彎頭優化，然后保證了這個項目本身的這些檢修空間。

這是我們當時在設計階段所制定的北京城市副中心的運行策略，就是分別按照冬季和夏季進行一些分類，或者是地緣熱泵+電制冷，以及三聯供它具體的運行時間。在冬季也是同樣類似的情況，通過這樣的運行策略，核心也是保證可再生能源利用率，在這個基礎上是盡量降低運行成本。

我們現在所做的第一層次的自控系統，包含三聯供、地緣熱泵、蓄能、電制冷以及補水方面的自控系統。

上升到第二層次，就是把前面不同設備的控制策略，然后根據不同時段能源的價格，來制定出比較好的運行策略，剛才提到25種控制策略，輸入到我們雙胞胎的數字系統里面，進行一個整體的控制策略的計算，然后得到最佳的運行策略，再反饋到一層系統進行一個實施。

目前北京城市副中心建設之后，我們預計清潔能源利用率可以達到100%，地緣熱泵含蓄能裝機比例80%，然后整個系統所有效率大于3，節能率超過35%，整個系統的二氧化碳減排率能夠達到41%。

我的分享完畢，謝謝大家！