智慧能源系统构建与展望—以未来科学城为例
1.智慧能源概念
近年来，各国受能源供给的制约，亟待改善高耗能、低效率的能源生产与消费方式，因此以能源互联互通、信息化、智能化为特点的“互联网+”智慧能源一经提出，很快就受到极大的重视。
为明确“智慧能源”的定义和范畴，2015年10月，智慧能源产业战略联盟会同发改委能源所等单位发布的《中国智慧能源产业发展报告》提出：智慧能源是应用互联网和现代通讯技术对能源的生产、使用、调度和效率状况进行实时监控、分析，并在大数据、云计算的基础上进行实时检测、报告和优化处理，以达到最佳状态、开放透明、去中心化和广泛自愿参与的能源综合管理系统。
近年来，国家出台了一系列惠好政策，大力鼓励开展能源互联网工程示范，应用储能、热泵等技术，构建多种能源综合利用体系。
2.未来科学城智慧能源系统构建
未来科学城发展定位：
A
未来科学城是住建部批准的第一批国家智慧城市试点之一，同时作为智能城市的试验区，将引领智能城市建设，推动智能产业发展;
B
作为北京市建设全国科技创新中心的“三城一区”主平台之一，未来科学城将成为北京市全国科技创新中心定位的重要窗口。
在此背景下，构建智慧能源系统，是对未来科学城“创新、开放、人本、低碳、共生”五大发展理念的贯彻落实，符合未来科学城新定位和先进性的要求，满足区域能源结构发展的需要。智慧能源作为智能城市建设的重要组成部分，将在未来科学城的科技创新中发挥重要支撑作用。
未来科学城智慧能源发展需求：
未来科学城在规划阶段就提出合理降低终端用能需求，追求清洁能源利用率达100%、区域内可再生能源利用率>10%的目标。
然而，未来科学城能源系统还存在很多问题：
①.没有形成覆盖各级能源系统的信息数据网络，各级能源系统信息化和智能化水平不一;
②.能源供需匹配程度有待提升，能源利用效率有待提高;
③.集中式与分布式能源系统互动性弱，能源服务机制单一;
④.部分区域的能源系统互补性不强，供电方面的分布式光伏等系统、供热方面的地源热泵等系统运行孤立。
为解决以上难题，未来科学城需要推进智慧能源系统建设，以提升未来科学城能源系统的智能化、信息化水平，并克服传统能源系统中各能源形式孤立、能源资源浪费的缺点，实现供需协调和多种能源间的高效耦合，进一步提高区域能源利用效率和可再生能源利用率，发挥未来科学城的科技创新引领作用。
智慧能源发展框架：
未来科学城智慧能源系统包含“一个平台(智能监测与能源管理平台)，两大网络(区域智能热网和区域智能电网)，三类示范(基于分布式光伏的智能微网示范、基于地源热泵的多能互补系统示范、基于分布式三联供的多能互补示范)，一个试点(智慧能源服务与交易试点)”。
Ⅰ智能监测与能源管理平台是未来科学城智慧能源的重要组成部分，通过采集区域热网、区域电网、分布式能源系统和各企业建筑用能信息，完成数据分析和处理，实现信息层面的能源系统互动。
Ⅱ区域智能热网承担未来科学城集中供热和集中供冷的任务;区域智能电网承担未来科学城市政供电的任务，构建集中式的智慧能源网络。
Ⅲ分布式多元化能源系统是分布式能源的多能源互补系统，注重分布式能源系统与区域级能源系统的互联互通。
Ⅳ智慧能源服务与交易试点则是对未来科学城智慧能源相关技术的集中应用，开展智慧能源服务模式、互动交易和前沿技术的试点研究。
未来科学城智慧能源系统图
3.未来科学城智慧能展望
在发展智慧能源框架之余，未来科学城还将积极研究和应用智慧能源前沿技术，立足于智慧能源的发展，对能量路由器等相关前沿技术进行技术储备和试点应用，从而提高区域科技创新能力，保证未来科学城智慧能源的持续发展和进步。
借助智慧能源系统，未来科学城将极大地提升能源系统的智能化、信息化水平，克服传统能源系统中各能源形式孤立、能源资源浪费的缺点，实现供需协调和多种能源间的高效耦合，进一步提高区域能源利用效率和可再生能源利用率，发挥未来科学城的科技创新引领作用。面对新发展、新要求，未来科学城将以低碳生态为目标、以智慧化管理为手段，深入推动科技进步及城市发展。通过大力实施智慧能源系统，带动入驻企业资源融合创新发展，增加区域活力，进一步支撑未来科学城科技创新中心建设。
作者介绍：
康文 北京未来科学城科技发展有限公司
乔镖 中国建筑科学研究院
