綜合能源配用電系統(tǒng)結構相對復雜，既包括冷熱電聯供分布式能源站、分布式光伏等電源設備，也包括電池儲能、蓄冷/熱儲能，還需要依靠電網和冷/熱管網進行能量輸送，在實際應用過程中，需要根據具體的環(huán)境和需求進行綜合考慮。

園區(qū)綜合能源系統(tǒng)涵蓋各種形式和特點的多能源環(huán)節(jié)，既包括可控性較強的能源環(huán)節(jié)，也包括控制難度較大的強間歇性能源環(huán)節(jié);既包括容易存儲和轉換的環(huán)節(jié)，也包括難以大規(guī)模存儲的環(huán)節(jié);既包括底層設備的動態(tài)，也包括能源系統(tǒng)單元級別的動態(tài)，還包括多能耦合作用下的系統(tǒng)級別動態(tài)。本質上而言，園區(qū)多能互補綜合能源系統(tǒng)從時間、空間和行為3個角度呈現多能流、多時標、高維數、大量非線性、多主體等極為復雜形態(tài)特征。

3、產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)特征內涵

由上節(jié)分析可見，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)呈現多元化的典型形態(tài)。從本質上看，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)具備多能互補、物理信息深度融合、源網荷儲協(xié)調互動的特征內涵如圖5所示。

圖5產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)形態(tài)特征內涵

3.1 多能互補

多能耦合、協(xié)同互補是產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的核心特征之一。時間上出力的波動特性使得風電、光伏發(fā)電、小水電等能源供給來源天然存在較大的互補特性，同時，電、氣、熱、冷等多類型能源在用能需求、價格、特性上亦存在差異和互補特性。以電力網絡為主體框架，通過電、氣、熱、冷、氫的靈活集成，充分挖掘橫向源-源多能耦合、協(xié)同互補特性，從而有效抑制清潔能源發(fā)電的強隨機性和強波動性，大幅提高綜合能源系統(tǒng)的供能可靠性以及能源綜合利用效率。

3.2 物理信息深度融合

覆蓋能源生產、傳輸、消費、存儲、轉換的整個能源鏈，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中信息共享，能量流與信息流的有機整合、互聯互動、緊密耦合，形成信息物理系統(tǒng)(cyber physical system，CPS)。信息物理系統(tǒng)是園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的重要發(fā)展方向?；ヂ摼W、物聯網、大數據、云計算等的深度應用，有效提升園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的靈活性、適應性及智能化。通過對等開放的信息-物理系統(tǒng)架構，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)將具備高可靠安全的通信能力、全面的態(tài)勢感知能力、大數據處理計算能力以及分布式協(xié)同控制能力。

3.3 源網荷儲協(xié)調互動

產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)能量流與信息流深度融合使傳統(tǒng)能源參與主體由單純的生產、傳輸、消費和存儲者，轉變?yōu)榧赡茉瓷a、傳輸、消費和存儲者的多種角色于一體的自我平衡主體。傳統(tǒng)用戶成為產消者，能源生產和能源消費的邊界將不再清晰，對應的角色和功能可以實現相互兼容和替代。園區(qū)綜合能源系統(tǒng)運營商、電力公司、各類工業(yè)、商業(yè)和居民用戶、電動汽車、分布式可再生能源、儲能、熱電冷聯產系統(tǒng)等各類參與主體在供需關系和價格機制的引導下，靈活調整能源供應、能源消費和能源存儲，從而實現綜合能源柔性互動以及供需儲的縱向一體化。

4、產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)演化路線

產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)是能源工業(yè)發(fā)展的全新形態(tài)，相關關鍵技術、業(yè)態(tài)及模式等正處于起步和和探索發(fā)展階段。園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展和實現并非一蹴而就的，其技術體系的形成以及各種技術的應用和實踐，不僅取決于技術本身的成熟度，還與技術的依賴性和技術應用的經濟性以及社會效益，以及國家戰(zhàn)略、復雜的外部環(huán)境密切相關?？紤]到這些因素，對產業(yè)園區(qū)相關技術發(fā)展及應用推廣的路徑進行前瞻性研究，有助于政策制定者合理地利用政策資源，為產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展提供良好的政策環(huán)境;有利于相關企業(yè)和研究機構提前布局科研和技術開發(fā)項目;也有助于引導資本市場為相關領域提供充足的資金支持。

未來產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)將以互聯網深度應用為基礎，以電力系統(tǒng)為核心，將供氣系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)與電力系統(tǒng)等集成，橫向角度實現電力、燃氣、供熱等一體化多能互補，縱向角度實現源網荷儲全環(huán)節(jié)高度協(xié)調與靈活互動、集中化與分布式相互結合的能源網絡。不論是單一的電力互聯，還是能源領域演變產生的創(chuàng)新商業(yè)模式，亦或是互聯網思維與技術對能源工業(yè)的改造升級，都是多能互補綜合能源系統(tǒng)中的不同發(fā)展階段中的應有要素。本質上而言，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展是能源與信息不斷融合以及互相促進的歷程，是一個漸進的發(fā)展過程。綜合我國能源和信息基礎設施及能源市場等方面的現有條件，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)演化路線圖如圖6所示。隨著時間推移，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)大概可以分為近期、中期和遠期3個發(fā)展階段。本質上而言，這3個發(fā)展階段是一個同步發(fā)展、相互滲透和逐級遞進的過程。3個階段的發(fā)展目標和功能分別闡述如下。

圖6產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)演化路線圖

4.1 近期發(fā)展目標與功能

近期，第一階段是產業(yè)園區(qū)能源自身的互聯階段，以電力系統(tǒng)為中心，多類型能源網絡物理上實現互聯互通，實現橫向角度的多能互補。大力推動產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)試點和示范工程，因地制宜、積極建設一批不同規(guī)模和類型的試點和示范工程，推動綜合能源信息基礎設施的建設，包括園區(qū)綜合能源系統(tǒng)智能化能源生產消費基礎設施、信息通信基礎設施以及多能協(xié)同綜合能源網絡建設。與此同時基本完成機制制度的準備。

4.2 中期發(fā)展目標與功能

中期，第二階段是產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)能源基礎設施和信息基礎設施互相促進的階段，信息引導能量，同時能量實現價值提升。一方面，互聯網深度應用促進產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)產生新的商業(yè)模式，形成第三方綜合能源服務和能源金融等一批新型業(yè)態(tài);在另一方面，分布式能量管理體系形成，信息的高效流動使分散式決策代替了集中式決策的全局系統(tǒng)優(yōu)化，實現產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)資源配置的最優(yōu)。與此同時，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)標準體系逐步建立，形成一批關鍵技術規(guī)范和標準。

4.3 遠期發(fā)展目標與功能

遠期，第三階段是產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源基礎設施和信息基礎設施的深度融合，能源生產及消費各環(huán)節(jié)達到深度自動化、智能化和定制化，能源系統(tǒng)多參與主體之間，并實現靈活協(xié)調和互動，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)多形態(tài)、規(guī)?；l(fā)展，形成新型綜合能源系統(tǒng)產業(yè)格局，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)產業(yè)體系基本完善，成為經濟發(fā)展和增長的重要動力。并形成比較完善的產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)市場機制，建成統(tǒng)一開放的現代能源市場體系;形成開放、共享的產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)生態(tài)新環(huán)境，整體能源利用效率明顯提高，可再生能源比重占主導地位，公眾參與程度大幅度提高，為能源生產和消費革命提供有力支撐。

5、結語

綜合能源系統(tǒng)作為將多類型能源生產、存儲、傳輸、消費以及能源市場交易深度融合而衍生的全新能源工業(yè)形態(tài)，是未來能源互聯網的主要物理載體。各類產業(yè)園區(qū)具備綜合能源系統(tǒng)建設的自然資源、空間資源、電網基礎和用戶資源，成為綜合能源服務、業(yè)務創(chuàng)新和效益增長的主戰(zhàn)場。

本文研究了產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)形態(tài)特征與演化路線這一科學問題，首先分析了產業(yè)園區(qū)中離散制造業(yè)、過程工業(yè)和新型研發(fā)產業(yè)的多元化的綜合能源需求以及不同的自然資源優(yōu)勢?？紤]綜合能源系統(tǒng)因地制宜、統(tǒng)籌開發(fā)、互補利用的實施原則，未來產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)將呈現多元化典型形態(tài)，包括冷熱電聯供分布式能源站、園區(qū)光儲微網、小水電+分散式風電、園區(qū)能源互聯主動配電網和多能互補綜合能源系統(tǒng)。從本質上看，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)具備多能互補、物理信息深度融合以及源網荷儲協(xié)調互動的特征內涵。

隨著時間推移，產業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)可分為近期、中期和遠期3個發(fā)展階段，從能源本身的互聯階段，到能源基礎設施和信息基礎設施相互促進，再到能源和信息深度融合。這3個發(fā)展階段是一個同步發(fā)展、相互滲透和逐級遞進的過程。