一、所属领域

能源互联网，智慧能源，综合能源，能量管理

二、项目介绍

1. 痛点问题

能源绿色低碳转型是当今世界共同面临的重大课题，能源互联网是支撑以新能源为主体的新型能源系统的重要手段，也是实现我国能源转型和碳达峰碳中和目标的重要途径。综合能源系统是能源互联网的基本物理载体。在传统能源系统中，电网、热网、天然气网、交通网等分属不同公司管理和运营，不同能源系统相对独立，存在能源竖井，能源使用效率总体不高。综合能源系统通过电、热、冷、气等多种能源的互联互通，通过科学化管理实现多能互补及源网荷储协同，打破传统不同能源系统之间相互割裂的情形，在安全供能前提下最大化不同类型的效益，从而提升综合能源效率，促进可再生能源消纳，降低用能成本、提高用能可靠性，减少或延缓投资和建设等。

当前国内开展了许多综合能源系统的示范和应用，但由于综合能源系统横跨多个学科、多个系统和设备厂家、多个管理运营主体，许多项目存在“综合有余、智慧不足”的特点，其运行控制仍然以“被动式数字监控”为主，没有给予运行人员足够的分析决策帮助，没有实现“主动式智能调控”，未能够充分发挥多能互补的效益。主要原因在于缺乏一个智慧能源大脑——综合能量管理系统（Integrated Energy Management System, IEMS）对实时运行中的电、热、冷、气进行智慧化的分析和决策。

城市在能源转型发展过程中面临着能源科技创新相对割裂、缺乏实证，能源产业数字化、智慧化滞后，能源行业壁垒众多，可再生能源送出和消纳困难等诸多挑战。由于城市范围大，尤其是海量分布式资源接入，需要进行协调优化调度的对象的种类繁多、数量庞大、控制方式多样。因此如何在保证系统安全运行的基础上协同多能流，适应多参与主体的需求，需要跳出电力行业边界，挖掘热、气、氢、煤与电能之间的互补性，激活多能间的灵活性，面对灵活性资源呈现出巨量、分布和异质的新特征，迫切需要突破能源互联网技术，实现横向的多能互补和纵向的源网荷储协同。在能源互联网的顶层方案设计中，涉及到各种能流（电、煤、气、热、交通等）的综合分析、溯源计算、综合减排和协同优化问题等，各种能流间相互耦合，其中专业性、综合性较强的多能流、溯源、优化、管理等工作，都需要能够支撑城市级大规模综合能源系统分析和优化的多能流能量管理技术支持。

2. 解决方案

基于统一能路理论，突破大规模综合能源系统能量管理系列关键技术，开发了城市级多能流能量管理系统，支撑城市级多能系统破解“互通不足、缺乏智慧”的运行现状，将城市级多能系统运行管理从“孤立的被动式数字监控”提升到“互联的主动式智能调控”。

基于该技术研制了IEMS系统，支撑新能源、分布式能源、电动汽车、氢能源汽车等发展，形成统一性、规范性、科学性的管理体系，构建绿色低碳、安全高效、开放共享的城市能源生态，赋能众多参与者共同推动城市能源系统的升级。

3. 竞争优势分析

1）市场上已有产品功能大多涵盖能源可视化、能源数据采集和监视、能源数据分析、能源运维、能源交易等功能，而由于没有综合能源系统分析的理论工具支撑，无法进行异质能流的统一能路建模、分析和优化，因此能够实现的运行控制仍然以“被动式数字监控”为主，无法给予运行人员足够的分析决策帮助，没有实现“主动式智能调控”，不能充分发挥多能互补的效益。

2）已有产品无法实现对城市级大规模综合能源系统的分析和优化，或计算速度无法满足在线运行的需要。

基于本成果研发的综合能量管理系统IEMS，能够弥补以上技术劣势，实现面向城市级大规模综合能源系统的分析和优化，并在满足工程精度的前提下大幅提升求解效率，保障大规模综合能源系统的安全高效运行，技术上具有显著的竞争优势。

4. 市场应用前景

有助于打破各类能源行业壁垒，创新商业模式，引领能源技术革命，实现城市范围内的综合能源高效利用、绿色低碳持续发展、业态创新多方共赢、灵活资源协调共享，具有显著的社会经济效益，为城市能源互联网发展和双碳目标的实现提供支撑。市场应用前景广阔。

5. 发展规划

在市场应用面上，选择应用城市，接入50%以上的重点高耗能企业，逐个建立不同行业能源互联网功能和接入范式，拓展IEMS服务对象类别，扩展目标客户范围和销售面。

在产品类别上，以IEMS及其家族产品为核心，逐步延伸开发多能系统规划评估、大数据挖掘分析、AI技术应用等产品类别，并拓展咨询服务、售后服务、技术培训服务等增值产品，提高营收能力。

同时，重点结合碳交易市场、电力现货市场等完善价值层增值服务功能，创新能源互联网共享经济商业模式，通过为用户提供能源信息化服务，提高用户能源使用效率、降低用能成本和碳排，并帮助用户利用平台进行能碳交易而获利，从而与用户共享经济效益，吸引客户接入城市能源互联网平台，通过提供产品和服务获得收益。

在城市中应用预期经济效益可达每年几亿至十几亿，减碳效益可达每年百万吨级，企业节能效率可提高3至5个百分点。

6. 知识产权情况

已获得20项专利授权。

三、合作需求

受让方可基于本项技术，结合所应用地点实际情况，设计并研发（IEMS）软件产品，并在城市/园区能源互联网中心取得应用。

在以IEMS及家族产品作为核心产品进行开发的同时，受让方还可开发部分延伸产品，包括多能系统规划评估、大数据挖掘分析、AI技术应用等，并提供咨询服务、售后服务、技术培训服务等。

具体需求包括：

1、提供技术工程化、产品化所需的资金、场地、实验条件、团队等，帮助孵化资源；

2、寻找合适的园区、城市等应用场景；

3、寻求资源对接。

本项技术目前正在与山西省朔州市进行对接，借由山西能源互联网建设大背景，向朔州市产业研究院进行转化。

四、团队介绍

清华大学电机系复杂能源网络能量管理与运行调控团队已有40余年历史，在电网能量管理领域有超过30年的研究积累，是我国最早开始电网能量管理与运行控制研究的单位之一，产品应用面覆盖100余个国/网/省/地级电网。团队在学术界和工业界都取得国际领先成果，先后领衔获得3次国家科学技术奖（一等奖1次，二等奖2次），2次获中国高校十大科技进展，30余次获省部级科技奖励。近年来，团队在国内率先提出并探索多能流能量管理，以及复杂电网智能机器调度员等新方向。团队于2017年发布了国内外首套多能流综合能量管理系统（IEMS），2018年受主编邀请在IEEE Electrification杂志上发表了国际上首篇介绍IEMS的学术论文，2019年主持建成了国内外首个大型城市能源互联网示范工程。

北京清源智慧科技有限公司是该团队多能流能量管理方向成果转化成立的创新创业公司，秉承“数字赋能、智慧引领、需求导向”的创业理念，致力于打造全球领先的能源互联网产品和服务，为政府、能源供应商、能源运营商、工商业园区、高耗能企业、楼宇商厦等客户，提供覆盖规划/运行/交易/运维全环节、能流/碳流/信息流相融合的能源数字化和智慧化一揽子解决方案，支撑国家的双碳战略，推动行业的节能减排，实现用户的增收节支。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021200

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