Energy Use | 城市用能及与电网友好互动

图1 城市用能场景

能源是城市运转的重要基础和动力，化石能源消费伴随着气候和环境问题，能源清洁低碳转型、实现可持续发展已成为全球共识。中国正在加快推进“四个革命，一个合作”的能源安全新战略，能源消费革命放在首位。城市作为人类生产生活的集中地，是能源消费量的主要贡献者，也是实现能源转型的主战场。2016年，作者提出了用能互联网及与电网友好互动理论，奠定了消费侧能源绿色转型的理论基础，并支撑国家重点研发计划项目“城区用户与电网供需友好互动系统”完成了削峰、填谷等多个全球最大规模电力需求响应工程应用。

城市用能新生态的建设面临诸多挑战。随着大规模可再生能源和新型负荷接入，能源生产与消费的时空错配加剧；工业、建筑、交通、数据中心等行业的能效和碳效亟需提升；通过挖掘和聚合城市可再生能源、储能、新型负荷等可调节资源，用户侧能够释放出巨大的灵活性潜能，当前，能源及调节性资源价格未能客观反映多品类资源的使用价值、稀缺程度和环境成本，激发用户侧灵活性资源潜力困难。

以能量元为基本单元构建用能互联网。异质能源统一基准量化评价、分布式可再生能源和用户侧灵活性资源价值量化、用能资源的权责认定，以及打通用户侧海量分散资源参与市场决策和互动的渠道是关键。作者提出的用能互联网理论将能量元作为用能权计量和交易结算的基本单元，并把能量当量基准值作为多种能源度量的统一标尺，以用户为中心构建用能资源互动共享的交易平台，通过能量流、信息流、价值流引导用户改变用能行为，从而释放海量用能资源的灵活性。

该理论已应用于供需互动、现货交易等多个领域。首先，应用于国家重点研发计划项目“城区用户与电网友好互动系统”，提出了多元用户与电网自治协同的电力供需互动模型，首创了以积分为载体的电价型、激励型需求侧常态化主动响应的市场机制，研发了城区用户与电网友好互动仿真与服务平台。研究成果在江苏开展了16.4万用户与电网供需友好互动示范应用，互动示范规模国内外最大，在保证用户互动利益的同时，降低了能耗和负荷峰谷差。接着，面向零碳建筑与微电网，提出了多能互补零碳建筑微电网配置与控制方法、电/热/冷供用能全过程能碳协同方法，并建设了全国首个智慧用能与建筑节能相结合的零碳建筑。另外，提出了用能权市场与能源商品、金融衍生品、权证等市场的协同机制，研发了售电侧现货交易AI决策系统，以价值经济驱动灵活性资源促进绿色低碳用能。随着市场机制的健全，大数据、人工智能、可信隐私计算、WEB3.0等技术的发展，用能互联网理论可更好地落地应用，实现能源消费革命目标。