一个典型的综合能源系统的规划和设计通常要根据项目负荷的基本情况、当前用能负荷需求、可利用资源（风、光、电等）情况及系统设计要求等，结合用户的特殊需求，确定最优规划设计方案。

   在这个过程中，如果对用能需求预测不足，负荷设计短缺，系统就无法满足用能需求，相反，如果需求预测过高，就会导致设备闲置，延长投资回收期。由此，对用能负荷需求的预测，很大程度上决定了一个综合能源项目设计的成败。

精确负荷预测需精细计算

   精确的能源需求预测是合理制定项目规划的基础，综合能源系统必须根据能源需求的种类、大小及运行特点，对用户作出用能需求预测。

   其难点在于，系统涉及电、气、冷、热等多种能源形式，一方面各类能源的物理特性存在差异，另一方面不同能源负荷之间会相互影响，传统单一能源系统采用的负荷预测方法难以直接套用在综合能源系统上。

   西安大兴新区三民村再生水源热泵集中供热供冷综合智慧能源项目是目前在运营的、全国单体规模最大的污水源热泵项目之一。该项目建筑的供暖面积达到200万平方米，规模比较大，供暖负荷计算的准确性对设备容量与项目初投资以及系统运行费用的影响均较大，故在施工图阶段，在居住建筑及围护结构热工性能都确定后，对供暖的负荷需求进行了准确的计算，并且结合了已有相似在运行项目冬季供暖实际情况，才最终确定了参数设计，为热源设备及系统合理确定、优化运行策略恰当制定，提供了合理准确的基础数据。

用能负荷存在不确定性

   对于园区级、城市级、区域级等体量较大的综合能源服务项目而言，用能负荷的不确定性更是增加了项目的规划设计难度。一些项目建设单位在谈及近两年的建设经验时都提到：设备投入应根据用户负荷需求，避免初期设备投入成本过高，设备空置。

   有项目方感慨，一些新建园区的综合能源项目投资配套中初期投资较大，业主初期用能需求低，后期用能逐步增加，并且存在不确定性，如果避免初期投资大的风险，后期运行存在一定风险，如按照常规财务预测标准，例如首年投产即要盈利的标准，则很难达到预期收益。

   赣江新区是国务院批复设立的国家级新区，该区域儒乐湖新城供冷供热综合智慧能源项目投资约16.5亿元，供冷供热建筑面积约1232万平方米。该项目拟建10个能源站，由于项目整体规模较大，因此能源站根据用户负荷增长情况分两个阶段建设，计划八年内建设完成。

   儒乐湖新城供冷供热综合智慧能源项目方表示，该项目经济评价依据新区总体规划及详规进行测算，可能存在新区建设进度及用户负荷需求滞后的风险。

   针对这一问题，该项目采取了以下几项措施：一是聘请有资质的咨询机构对项目区域内用户用冷、用热进行研究，并与项目供冷、供热量进行比较分析，充分掌握各类用户对项目日供冷，供热量的需求情况，不断完善用户负荷报告；二是坚持按照“统一规划，分期实施”原则，根据负荷预测增长情况开展能源站及配套管网建设；三是与用户在用冷、用热合同协议中明确供冷、供热使用时间和违约责任。

动态平衡负荷规避设计风险

   综合能源系统的设备种类众多，不仅涉及柴油发电机、光伏发电机组、风力发电机组等分布式电源，也包含电制冷机、热泵等供冷、供热设备，同时还包含储能电池、储热装置、蓄冰装置等储能设备等。用户用能需求则涉及冷、热、电、气等多种形式，相对传统的能源架构，对能源运行可靠性要求更高。因此，投资者和建设者需要深入了解系统的负荷动态特性，并确保综合能源系统能够在保证系统可靠性的同时将投资和运行成本降低到可行的水平。

   基于综合能源系统能源需求形式多样化的特点，一些规划设计理念提出利用不同能源设备的耦合设计，通过热、电、气等不同能源形式之间的互相转换，实现负荷设计的动态平衡。如此一来，基于不同能量载体（如冷、热和电）的供需平衡情况，运营企业可以在不牺牲客户舒适度的前提下采用多种负载转移方法，以维持供需平衡，从而规避负荷设计上的一些风险。

数字化平台优化负荷预测

   综合能源服务项目需要对用户用电负荷、制冷负荷、热负荷三种用能需求实现准确预测，在多样化的用能特征和用户节能要求下，一些项目存在预测工作复杂、人工介入多、预测准确率不高等问题，影响能源控制优化。

   为应对以上问题，目前，越来越多的数字化平台开始涌现，帮助实现用能负荷的精准预测，在项目规划设计阶段节省大量的时间和人力成本。

   当前，在综合能源规划设计软件的研究和应用方面，国内外均取得了一定的成果。例如，起源于美国国家可再生能源实验室的HOMER综合能源仿真建模软件主要功能包括系统仿真、优化以及敏感性分析，以净现值成本最低为寻优目标，能够为区域内新能源并网、供热、用氢需求规划设计方案，同时可以研究利率大小、碳排放收益等经济性因素与配置结果的关联程度，以对后续的设计和配比作出预测和准备。在项目可行性研究甚至更早期阶段即对项目的经济性作出有效分析，助力实现成本最低的设计方案。

   此外，在项目运行阶段，一些综合能源数字化管理平台可以通过采集和分析项目运行数据，不断精准化负荷预测，优化项目运行以提高系统节能效率，降低运行成本，同时为未来同类型项目的规划设计提供可靠的数据参考。

   江苏红豆工业园是园区综合能源服务的典型项目，该项目通过搭建园区综合能源管控系统，利用“智能大脑”逐步实现对用能负荷的精准预测。

   该项目“智能大脑”将园区内热电厂、光伏、储能、电网、用户等数据实时接入，建立能源数据中台，突破能源系统信息孤岛壁垒，根据末端感知层上传的数据和天气、负荷等相关预测数据，基于数学模型优化“能源路径”，建立从运行成本、绿色环保、能源效率等多维度出发的多能互补协调优化控制系统，给出运行方式优化和决策建议，实现各能源系统互联互通、互补互济，从而降低用能成本。

   在数字化平台应用初期，由于数据量有限，一些项目可能还存在负荷预测不准和模型校验不充分等问题，未来随着运营过程中不断积累数据，数字化综合能源管理平台将进一步赋能综合能源项目规划设计和优化运行。