随着我国能源转型的提速和电力体制改革的不断深入，能源生产和用户之间的关系变得越来越紧密，能源生产消费方式发生了深刻变革。综合能源服务成为有效缩短能源产业链、提高能效、降低用能和运营成本的新业态，推进了能源供给侧改革，带动和提升了能源相关产业的综合竞争力。本文主要介绍了国内外3个典型的综合能源服务案例。

案例1 德国 Next Kraftwerk 虚拟电厂项目

德国 Next Kraftwerk 是德国一家大型的虚拟电厂运营商，同时也是欧洲电力交易市场认证的能源交易商，可以参与电力现货市场交易，开展技术服务、电力销售、用户结算等业务，同时也可以为其他能源运营商提供虚拟电厂的运营服务。该公司目前管理了6 个国家超过 4000 个分布式发电设备，包括生物质发电站、水电站、热电联产设备、灵活可控负荷、风电场和光伏电站等，总体管理规模达到 270 万 kW。

可再生能源和分布式能源的快速发展，给电力系统带来了难以控制等诸多问题，于是虚拟电厂（VPP）应运而生，通过对大量可再生能源和分布式能源（包括水、风、光、生物质能、储能、电动汽车等可调控用户）的聚合，参与电力市场交易和电网运营，为电网运营提供灵活性。虚拟电厂不是一个软件公司，而是一个数字化的电力供应平台，如图1所示。

图 1 虚拟电厂的电力供应平台

一、核心价值

虚拟电厂的核心价值就是为能源市场和电网运营提供灵活性。Next 公司在德国的虚拟电厂平台有 59%是灵活性可再生能源（主要是抽水蓄能和生物质能制气发电），24%是分布式光伏，14%是风电，还有 3%是电力需求侧用户，充分体现了其灵活性的配置。在电力市场中单个大型发电设备无法满足突发的负荷变化，但虚拟电厂通过大量分布式的聚合可以逐步接近，来参与调频调峰等辅助服务市场，并可以通过需求侧管理来分享辅助服务市场的收益。

二、商业模式

Next 公司充分利用灵活性的优势获取收益。

（1）通过优化电力交易获利，在市场溢价模式下通过控制分布式能源来优化交易并获利。

（2）通过为电网提供调峰调频等电力辅助服务获利，充分发挥虚拟电厂中生物质能制气发电和水电启动速度快、出力灵活的特点。这是该公司最重要的利润来源。

（3）通过参与短期电力市场交易获利。虚拟电厂获取的收益将平均分配给池子中的发电商，但根据电厂质量会有不同的系数调整。

三、主要产品

Next 公司的主要技术产品是 Next Box，它可以把不同的数据、接口、界面整合到一起，建立发电设备与中央控制系统的双向连接，其数据通信通过 SIM 卡建立的 GPRS 连接。Next Box 将采集最准确及时的数据，提供给平台运营和交易决策。

四、组织架构

Next 公司目前员工约 130 人，其中 IT 部门 15 人，电力交易部门（交易员和建模分析工程师）30 人，数据估算部门 30 人，销售部门 20 人，安装工人 15 人，对外合作部门 8 人，其他为管理人员。

案例2 青海省海西州多能互补集成优化示范项目

一、项目简介

海西州多能互补集成优化示范项目位于格尔木东出口，采用虚拟同步机技术，使风电、光电能够主动参与一次调频、调压，对电网提供一定的有功和无功支撑。青海拥有广袤的荒漠化土地和丰富的太阳能资源，发展光伏、风电优势得天独厚。然而，风能、太阳能受天气影响大，随机性强，难以提供连续稳定的电能输出，这成为制约新能源大规模开发利用的瓶颈。海西州多能互补集成优化示范工程的建设将为解决此问题提供一个可行的方案。

项目总投资约 63.7 亿元，其中，32 亿元用于建设 20 万 kW 光伏发电项目，16 亿元用于建设 40 万 kW 风电项目，12 亿元用于建设 5 万 kW 光热发电项目，3.7 亿元用于建设 5 万 kW 蓄电池储能电站。该项目按“统一设计、分步实施、整体集成”原则，对风电、光伏、光热等新能源组合实时柔性控制，实现智能调控，实现地方发电就地消纳园区式示范基地，最大限度减少弃光、弃风，将加快推进海西州多能互补示范基地建设。

二、项目方案

海西州多能互补集成优化示范项目总装机容量 70 万 kW，包括 20 万 kW 光伏项目、40 万 kW 风电项目、5 万 kW 光热发电项目及 5 万千瓦储能系统，规划建设成为国际领先的“风、光、热、蓄、调、荷”于一体的多能互补、智能调度的纯清洁能源综合利用创新基地，如图 2所示。

图 2 青海省海西州多能互补集成优化示范项目

5 万 kW 光热项目占地约 4.27km²，采用塔式熔盐太阳能热发电技术，其中新建 1 套聚光集热系统（由 1 座 188m 高吸热塔和 4400 块 138m² 的定日镜组成）、1 套储热和蒸汽发生系统（12h 储热）、1 套高温高压再热纯凝汽轮发电机系统以及其他辅助设施。

5 万 kW 储能项目采用高能量转换效率电池储能模块设计技术、大型储能电站的系统集成技术、动力电池高效低成本梯次利用技术、大型储能电站的功率协调控制与能量管理技术，充分利用光热、电储能和热储能的调节作用，可有效降低系统建设成本和弃风、弃光率，提高供电可靠性。

三、综合能源服务成效

该项目是我国首批多能互补集成优化示范工程中第一个正式开工建设的多能互补科技创新项目，建成后年发电量约 12.625 亿 kWh，每年可节约标准煤约 40.15 万 t，将有效减少燃煤消耗和大气污染。

项目构建“风电、光伏、光热、储电、储热、调度和负荷”优化互补系统，可提升系统运行灵活性，降低出力波动性，实现弃风率小于 5%、对外输电通道容量小于发电容量 40%的目标。

相比传统的新能源项目，该项目采用“新能源+”模式，以光伏、光热、风电为主要开发电源，以光热储能系统、蓄电池储能电站为调节电源，多种电力组合，有效改善了风电和光伏不稳定、不可调的缺陷，彻底解决了用电高峰期和低谷期电力输出不平衡的问题。项目按照统一设计、分步实施、整体集成的路线，对风电、光伏、光热的新能源组合开展实时柔性控制，构建“互联网+”智慧能源系统，实现智能调控，提升系统运行灵活性、降低出力波动性，提升整体效率。

通过构建可接入不同电压等级的移动式即插即用储能电站技术方案，实现储能电站的灵活应用，为大规模电池储能电站统一调度与能量管理技术提供有力支撑。储能项目可为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，提升电力系统灵活性、经济性和安全性，通过光热储能、电池储能使风能、光能等新能源的发电特性达到常规能源供应的电能品质，实现削峰填谷功能，友好接入电网。

案例3 北京丽泽金融商务区天然气多能互补综合能源服务项目

一、项目简介

北京丽泽金融商务区（简称商务区）是北京市和丰台区重点发展的新兴金融功能区，拥有相对优越的地理区位、便利的交通条件和集中成片可开发利用的土地资源，为首都金融产业的持续发展提供了新的承载空间。 商务区规划范围是以丽泽路为主线，东起菜户营桥，西至丽泽桥以西，南起丰草河北路，北至红莲南路，规划总用地面积约 8.09km²。其中，商务核心区西起中心地区建设用地边缘，东至京九铁路，北起规划南马连道路，南至规划金中都北路，总用地面积约 2.81km² 。北京丽泽金融商务区天然气多能互补综合能源服务项目实现了集中供冷（热）、分布式冷热电三联供、微电网、污水源热泵、地源热泵、蓄冷蓄热蓄电、综合管廊等多能源互补的先进能源供应方案，如图3所示。

图3 北京丽泽金融商务区天然气多能互补综合能源服务项目

二、项目方案

项目集中供冷系统主要采用西南热电中心草桥热电厂夏季余热制冷，与电制冷、冰蓄冷相结合，建设复合式区域集中供冷系统。项目新建 4 座能源站，安装 10 台 8MW 溴化锂吸收式冷热水机组，4 台 7MW 离心式冷水机组，22 台 9.5MW 双工况主机及蓄冰设备等配套设施。供热管网工程南北区设置 2 座热力换热首站，敷设管线约 7921m。同时，补充能源包含多个分布式的能源站，包括三联供能源站、地源热泵站、屋顶光伏电站、绿电蓄热站、污水源热泵站等。

三、综合能源服务成效

（1）项目将传统的集中供热与新型的经济节能的集中供冷进行有机结合，应用多项节能技术，将“源、网、站”统筹规划，统筹建设，集中管理，比传统的能源供应更加安全可靠，更加绿色低碳，更加经济节能，符合国家的能源产业政策和建筑节能的要求。

该项目是现已建设的全国首例集中供冷、冷热同网项目，可实现综合能源梯级利用，节约地下空间及其他能源耗损，同时使可再生能源利用率提高近 50%。项目建成后，实现二氧化碳减排率（较 2005 年标准）约 45%以上。

（2）实现供热行业与供电行业的优势整合。突破传统的独立封闭设计，以园区整体“冷、热、电”能源需求与智能调度为出发点，首次建立起微型城市电力与大型集中冷热源网站的良性交互系统。

（3）建立多种能源梯级利用的互补体系。将“冷热同网”与智能微电网系统相结合，建立智慧能源梯级利用控制平台，对多能互补系统实行全生命周期的动态运行监控。

（4）实现系统的设计创新。突破常规设计理念，针对多种可再生能源系统、清洁能源及常规能源建立基于数值模拟、指标经验及编程迭代的设计模型，实现大型泛能系统设计方法的创新。

（5）建立针对多种新型能源的综合交易平台。将政策和市场相结合，对城市集中供冷、智能微电网、绿电蓄热等新型能源交易模式进行探索，以期获得多能互补能源系统的合理收益。

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