一、成果简介：  

据国家统计局报告，自2009年以来我国能源消费总量连续10年居全球第1，而2014年我国单位GDP能耗仍为世界平均水平的2倍。同时，我国终端用能安全形势十分严峻 ，2014年仅用电安全方面年事故发生率约为发达国家4-5倍。我国终端能源消费中暴露出来的能效水平低、用能成本高以及用能故障响应不及时等问题，已然成为制约客户终端能源高效利用的主要瓶颈，亟需通过实施多能源协同分析、调控、评估等技术举措 ，打破传统能源管理中的行业技术壁垒，提升客户用能全过程、自主化管控能力，推动全社会用能提质增效。

电能作为各类能源转化的枢纽，占据天然的能源消费变革引领者地位。构建以电为中心 、多种能源协同的综合能源服务体系，将有力推动终端能源消费革命。然而当前综合能源服务在技术和实践方面暴露出诸多问题：一是综合能源各子系统间既存在耦合转换又存在时空差异，传统建模分析方法无法保障多能流分析的精准性；二是综合能源优化调控中存在不同主体利益诉求，传统多能源调控策略无法兼顾局部和整体；三是综合能源服务生态圈中存在行业壁垒，传统多能源监控及数据挖掘手段无法拓展服务深度。

项目围绕“提高客户终端用能利用水平”和“提高客户安全用能处理水平”两大目标 ，实现综合能源建模分析、能效评价、联合优化、智能监控和大数据服务等技术领域的突破：（1）提出了机理与数据协同集成的综合能源设备建模方法，创新了基于能源集线器架构的多能流解耦计算方法；（2）首创了考虑能效动态变化的综合能源“设备层-系统层-用户层-区域层”的能效评价体系，构建了面向钢铁、水泥等10个行业、136类设备、279项指标的评价指标池；（3）发明了用能设备能效提升-用户内多能互补-用户间联合优化的三层多目标协同优化方法，解决多主体用户局部与全局协同优化的难题。（4）首创了基于云-雾-边-端协同的客户用能安全秒级预警及分钟级决策方法，研发了综合能源服务成套装备，支持100万级用户、10亿级数据项的接入。（5）首创了“需求 -服务”精准匹配的项目高效快捷撮合机制，签约周期缩短约6倍。

项目构建了“建模分析-能效评价-优化运行-智能监控-大数据服务”五位一体的电力客户综合能源服务关键技术体系，研发部署了省-地-户三级综合能源服务平台。技术成果在江苏、浙江、天津等20个地区开展了工程应用。其中江苏全省共开展电力客户综合能源服务11512户，同里新能源小镇等147户电力客户应用了项目的完整技术成果，其核心指标达到国际领先水平。项目直接经济效益25.5亿元，节约客户用能成本8亿多元。

项目2019年通过由中国电机工程学会组织，以中国科学院院士管晓宏为主任 ，英国皇家工程院院士宋永华为副主任的高级别委员会鉴定，项目整体技术和工程应用达到国际领先水平。

红豆工业园区多能互补综合能源服务平台

二、技术优势及性能指标：

（1）      提出了机理与数据协同集成的电力客户综合能源复杂设备建模方法，创新了基于能源集线器架构的多能流解耦计算方法，开发了面向多行业客户的多能流计算分析软件，综合能源设备建模效率及准确度大幅度提升。

首次面向热电联产机组、溴化锂吸收式热泵机组、地源热泵、循环泵、太阳能光热系统、燃气锅炉和供热管网模型等16种综合能源复杂设备，建立了精准的设备模型，建模精度较传统机理建模方法平均准确度由90%提升到96%，较数据驱动建模方法效率提升了5倍；首次在钢铁、水泥、纺织等10个行业中采用了基于能源集线器架构的多能流解耦计算方法，能流计算准确度和效率分别提升了约15%和60%，解决了客户综合能源用能分析手段缺失的难题。

（2）      首创了考虑能效动态变化的综合能源“设备层-系统层-用户层-区域层”的能效评价体系，覆盖钢铁、水泥等10个行业、136类设备、279项指标，开发了计及“物理效率、经济效率、生态效率、安全可靠性”维度的综合能效评价仿真系统，实现了电力客户综合能效全过程评价。

首次大范围应用了在“设备、系统、用户、区域”维度下构建的“总体-分析支撑-基础”层级下综合评价指标体系，2019年率先对南京河西金鹰商场、国网江苏省电力客服大厦、南京大学鼓楼校区等10个行业进行了综合能效评价与诊断，分析得到评价主体能效薄弱环节，经过后期能效提升验证，本项目实施的综合能效评价结果较传统评价结果准确度提升15%。

（3）      发明了用能设备能效提升-用户内多能互补-用户间联合优化的三层多目标协同优化方法，研发了综合能源协同优化调控软件，为解决多主体用户局部与全局最优协同优化问题提供了方案。

首创提出的用能设备能效提升-用户内多能互补-用户间联合优化的三层多目标协同优化方法在江苏、天津等多地进行了示范应用。在同里新能源小镇、新洲工业园、无锡红豆集团、泰州医药城等电力客户全面应用了本发明成果，实现电能占终端能源消费比重超过40%（达到国际领先水平），夏冬季客户用能成本降低较为显著，达到8%左右，春秋过渡季节达到3%左右，降低区域电网峰谷差超过13%，降低综合能源管网能耗超过5%。

（4）      首创了基于客户安全用能秉性特征的分级标准化监控配置方法，基于云-雾 -边-端协同的客户用能安全秒级预警及分钟级决策，研发了综合能源服务成套装备，支持百万级用户、十亿级数据项的接入。

首次在江苏全省11512户电力客户中采用了分级标准化监控配置方案，客户用能异常预警准确率从70%提升到98%，同时降低了监控点平均工程造价25%；研发了省地户三级部署的综合能源服务平台，构建了“云-雾-边-端”协同的电力客户用能故障预警、响应及处理机制，实现客户用能故障快速预警响应时间小于5分钟，同时经第三方检测，综合能源服务平台可支持百万级用户、十亿级数据项的接入。

（5）      提出了基于客户多维度画像特征的综合能源服务价值挖掘模型，首创了“需求-服务”精准匹配的项目高效快捷撮合机制，基于综合能源服务平台开发了大数据增值服务软件，促成了的综合能源服务生态圈建设。

建立的综合能源客户标签库画像标签超过 132 项，实现了对全省 11512 户综合能源服务客户的价值挖掘，推送节能降费优化策略超过 23 万条；首创的“需求-服务”精准匹配的项目高效快捷撮合机制，仅 2019年提供意向撮合项目超过 2000项，签约成功率由 2016年的不足5%到18%，项目签约周期由 2个月缩短到10天以内。

三、所属领域：

综合能源系统方向：能源控制技术

综合能源服务方向：综合能效服务技术

智慧能源方向：大数据、人工智能

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

（1）市场应用情况

江苏方天电力技术有限公司、国网江苏综合能源服务有限公司等项目参与单位依托项目研究过程中形成的电力客户综合能源服务建模分析、能效评价、优化运行、智能监控、大数据服务等技术成果，成功开发研制了大用户能源服务网关、综合能源服务平台等综合能源服务装备和系统。为了实现项目成果的快速推广应用，本项目采用“点-线-面”的技术路径，综合考虑成本、经济等因素实施差异化综合能源服务需求，目标建成十个标杆用户、百个重点用户、万个推广用户，标杆用户、重点用户和推广用户核心指标分别达到国际领先、国内领先和国内先进水平。

截止2018年底，已建成南京、常州、无锡、扬州、徐州、泰州等22个综合能源服务中心，在江苏全省共开展综合能源服务客户11512户，其中建成标杆客户12户，重点客户135户，推广客户11365户。上述11512户综合能源客户数据全部接入省综合能源服务平台，其中开展能源托管客户达1312余户，代维代控客户4850户，委托开展需求响应客户1746户，另外开展综合能源评估客户1.6万余家。此外，项目成果还在浙江、天津等全国20余个地区的综合能源服务项目中得到应用。

在标杆用户方面，无锡星洲工业园通过多能源互补运行、储能调度优化及协调运行等，实现单位GDP能耗不高于0.15吨标准煤/万元，清洁能源使用比例40%，客户用能设备故障响应时间小于5分钟；同里新能源小镇通过全域的多能互补及联合优化，实现清洁能源利用比例大于45%，客户用能设备故障响应时间小于3分钟。在重点用户方面，无锡红豆工业园区实现单位GDP能耗0.25吨标准煤/万元，清洁能源使用比例30%，客户用能设备故障响应时间小于15分钟；在推广用户方面，江苏恒立机械有限公司实现单位GDP能耗0.50吨标准煤/万元，清洁能源使用比例20%，客户用能设备故障响应时间小于30分钟。

（2）经济效益分析

项目研制的综合能源服务平台、网关、终端等系列化装备和系统已于江苏、浙江等20个地区开展了工程应用，通过技术转让、产品销售、工程实施等方式形成显著效益。其中：完成单位近3年累计新增销售额33.6亿元，新增利润3.4亿元。主要应用单位近3年累计新增销售额19.8亿元，新增利润2.3亿元。