綜合能源系統關鍵技術綜述與展望

鄭長富

摘? ?要：分析現階段我國能源利用情況，可知出現了不可再生能源利用數量減少且使用后造成的環境污染嚴重等問題，制約著我國的現代化發展，所以需要各地的資源利用管理部門對于綜合能源系統涉及相關內容進行積極的學習與研究，促使大量可再生且清潔無污染的能源可以得到高效且合理的利用，以往存在的能源利用問題得以妥善的處理。基于此本文對綜合能源系統進行了概述，并對該系統良好應用的關鍵技術研究情況作以了詳細闡述，希望可以為后續我國能源問題有效解決提供參考經驗。

關鍵詞：綜合? 能源? 系統? 關鍵? 技術? 展望

中圖分類號：TM 71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0049-02

我國當前面臨著嚴峻的能源利用緊張局面，若對相關的能源利用問題不關注且不重視，也沒有積極尋求新的能源利用之路，易導致能源問題愈加嚴重，所以我們對現階段多名學者對于能源問題解決方法研究的成果進行了分析，發現綜合能源系統對于解決這一問題有著非常理想的效果，而且研究人員也提出了多種實現系統有效應用目的的關鍵技術，由于不同技術的應用條件與效果存在差異。

1? 綜合能源系統概述

綜合能源系統具體而言指的是對于一個區域內存在的地熱、石油、核能、電能、煤炭、風能等再生或不可再生資源進行有效整合，之后采用多種現代化先進技術，對于本區域資源組成系統進行協調配置，以此確保不同方面的能源利用需要可以得到極大的滿足，并且能源的利用率也有著很大的提高，促使相應區域形成具有可持續發展特點的能源利用系統，可利用資源少、環境污染、利用率低等問題可以在這一過程中得到良好的處理。分析綜合能源系統的組成部分，可知包括下列內容：供能網、能源交換與存儲環節、終端綜合能源供應單元、用戶，其中供能網涉及供熱、供電等網絡，能源交換環節則包括暖通空調、發電機設備等。

2? 關于綜合能源系統關鍵技術的研究

2.1 多能協同規劃設計技術

該技術具體應用期間參考的依據主要為確定一個區域的資源分布利用及經濟發展實際情況，以此參考各方的能源利用需要，便可以對這一地區的能源進行合理使用，顯著提高資源利用率。分析當前學界對基于綜合能源系統的多能協同規劃設計技術所做的研究，可知所得的研究成果較多，可以在該技術具體應用時加以參考，其中英國帝國理工學院的研究人員選擇了混合整數線形、非線性優化的方式，對于城市的能源利用情況進行了探究，明確了能源利用需要、能源利用技術選擇等方面的相關性，研究結果證實借助于該技術可實現城市能源的合理利用。同時我國的一些學者當前也針對能源利用問題進行了多能協同規劃設計技術的研究，其中部分學者研究時事先對選定的研究對象進行了當地綜合資源系統管網管徑方案的設計，之后依托資源利用質量調節手段，對于方案內容進行了優化調整，而部分學者則對綜合資源系統供需側的相關內容提前進行了明確，之后根據側用戶的能源需求行為，便可以良好地調整系統，促使能源在本地區得到全面且高效的利用[1]。

2.2 多能優化運行技術

該技術在一個區域的能源利用期間，主張在把握能源總量的基礎上進行能源利用總需求的降低處理，從而達到能源科學合理調度應用的目的。目前研究人員在綜合能源系統的多能優化運行技術的研究中也有著較多成果，總結國外很多學者的研究成果，主要有微網預測控制模型，該模型的設計原理為神經網絡，以此通過該模型可以對綜合資源應用進度進行實時把控，有助于能源利用管理人員參照模型提示的數據信息做好當地能源資源的合理調度使用;另有一些學者提出了濾波控制算法，此種算法在綜合風電資源系統中的應用價值高，可以使得儲電設備不僅可以在風能發電時儲存大量的電能資源，而且使得設備的使用壽命顯著延長，有效維持本地區綜合資源系統正常有序運轉的效果。對于我國學者關于綜合能源系統的多能協同優化運行技術的研究情況進行總結分析，發現王成山等人對于所研究城市的資源現狀與經濟發展情況有著準確的把握過后，參考相關的調查數據進行了城市綜合能源系統的構建， 在具體建立過程中應用了集中母線，以此進行了混合整數線性規劃模型的建立，從而在城市綜合能源利用時可以依據這個模型進行合理調配。

2.3 能源轉化技術

目前進行能源資源的高效利用時，能源轉換技術也為一項非常重要的實現綜合能源系統應用的技術，具體應用此項技術時側重于對一次、二次能源的有效轉換，從而使得能源利用價值較之于以往有著大幅度的提升，其中常見的一次能源涉及生物能、風能及太陽能等可再生的清潔能源，也包括石油天然氣等不可再生能源，二次能源則主要為電能，此種能源在當前人們的社會生產中有著非常廣泛的應用，而且取得了非常好的應用成效。對于當前出現的適用于綜合能源系統的多種能源轉換技術進行研究，可知主要包括下列內容：

首先生物質氣化技術，此項技術屬于熱化學處理技術的一種，實際應用時可以對秸稈、動物糞便等生物質進行處理，促使這些物質可以有效轉化為氣體燃料，方便地應用于人們的生產與生活之中，該技術當前實現時需要借助于生物質氣化爐來工作，作用于農村的大量生物質氣化處理中獲得了非常理想的能源轉化利用效果。其次風電轉化技術，當前利用風能進行電力生產轉換為世界各國學者研究的重點內容，實際轉換時主張利用風力發電機來進行有效的資源轉換利用，該發電設備具體使用時發揮關鍵作用的部分為主軸槳葉，從而可帶動設備將風能大量地轉換為電能。

2.4 儲能技術

綜合資源系統應用過程中對于該類資源的良好存儲也為一項重要工作，為了有效提升能源存儲效果，則需要借助于多種儲能技術，當前常用的儲能技術包括四種，即儲熱、儲氣、儲電及蓄冷技術，其中適用于綜合能源系統中的儲電技術主要為儲電電池，依托燃料、液留兩種電池便可以將生產出的大量電能進行良好的存儲，前一種電池應用期間，依托電池裝置可以對燃料進行能量轉化，以此便可以大量儲電，參考該技術的應用情況，可知現階段該技術除了可以在液留電池應用的區域進行應用外，還可以在我國東部沿海地區進行大量的應用，現階段上海市、鄭州市等多個省市依托該儲電技術進行了當地公共汽車燃料的有效轉化，使得諸多車輛可以借助于氫燃料電池裝置進行有效運行，后一種電池在應用期間的條件為存儲的電能資源具有大容量光伏、高滲透率及風電資源等特點，以此依托該電池便可以對各類電能存儲輸出功率作以科學化的調節，使得綜合能源系統可以正常穩定的運行，所以該種電池可在海島等地的綜合能源系統實現中進行儲電應用[2]。

3? 結語

目前科研人員研究出了諸多的綜合能源系統關鍵技術，通過這些技術可以對本地區擁有能源具體情況進行綜合把握、調度、利用，促使可再生能源消納率提升，困擾我國社會經濟發展的能源利用問題得以有效解決，同時這些系統實現的關鍵技術在實際應用期間還存在著較多的缺陷和不足，需要研究人員在未來結合最新的研究理念與技術繼續對綜合能源系統及關鍵技術的相關內容不斷加以研究，確保能源問題可以在未來有效解決，助推我國的可持續發展。

參考文獻

[1] 袁智勇，趙懿祺，郭祚剛，等.面向能源互聯網的綜合能源系統規劃研究綜述[J].南方電網技術，2019，13（7）：1-9.

[2] 賈云輝，張峰.考慮分布式風電接入下的區域綜合能源系統多元儲能雙層優化配置研究[J].可再生能源，2019，37（10）：1524-1532.

[3] 宮飛翔，李德智，田世明，等.綜合能源系統關鍵技術綜述與展望[J].可再生能源，2019，37（8）：1229-1235.