《RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS》：Ready or not: From technology-level readiness to system-level readiness
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可再生能源渗透率的不断提高增加了对集成能源系统（Integrated Energy Systems, IES）的兴趣，在该系统中，多种能源载体和转换技术以协调方式运行。尽管有这一趋势，当前的发展实践仍主要关注于单项技术的成熟度。相比之下，其交互的成熟度尚未得到
可再生能源渗透率的不断提高增加了对集成能源系统（Integrated Energy Systems, IES）的兴趣，在该系统中，多种能源载体和转换技术以协调方式运行。尽管有这一趋势，当前的发展实践仍主要关注于单项技术的成熟度。相比之下，其交互的成熟度尚未得到充分评估。现有的评估技术、集成和系统成熟度的方法在能源领域中的应用并不均衡，且关于集成性能的可靠信息很少可用。本文对成熟度评估方法进行了跨部门综述，并提取了可迁移至集成能源系统（IES）的实践。基于该综述，本文提出了一种基于热带代数（tropical algebra）公式的结构化方法，用于评估集成能源系统（IES）的成熟度，该公式旨在保留就绪度评估的关键属性。该框架结合了：（i）使用混合GAMES-设计结构矩阵模型进行系统识别，（ii）技术就绪水平（TRL）评分，（iii）基于显式接口级决策准则的集成就绪水平（IRL）评估过程，（iv）基于热带代数的系统就绪水平（SRL）公式，以避免就绪度反转和系统成熟度高估，以及（v）向系统设计者和创新提供者提供有针对性的设计和成熟度建议。一个潜在海上能源项目的案例研究展示了整个过程。该案例说明了该方法如何识别集成瓶颈，评估替代技术选择，并捕捉由运营决策引起的集成成熟度变化。
1. Introduction
欧洲绿色协议（EGD）设定了到2050年实现气候中和的目标，要求到2030年可再生能源占比42.5%，并推动能源系统互联互通。可再生能源（RES）的高渗透率给电网带来了供需平衡、爬坡需求和系统稳定性等挑战。多载体能源系统（MCES）通过集成电力、天然气和热能等多种能源载体，提供了提高灵活性和可靠性的解决方案。然而，当前发展实践主要关注单项技术的成熟度，而忽略了集成和系统级就绪度。现有就绪度指标如技术就绪水平（TRL）、集成就绪水平（IRL）和系统就绪水平（SRL）在航空航天和国防领域已成功应用，但在能源领域应用有限。本文旨在通过跨部门综述，开发一个基于热带代数（tropical algebra）的框架，用于评估集成能源系统（IES）的成熟度，并提供设计和成熟度建议。论文结构概述如下：第2节介绍基本概念，第3节综述能源领域现状，第4节综合其他部门经验，第5节描述框架，第6节案例研究，第7节讨论，第8节结论。
2. Background and conceptual landscape
2.1 Technology readiness level
技术就绪水平（TRL）起源于NASA，由Mankins在1995年明确定义为9个级别，从基本原理（TRL 1）到完全运行（TRL 9）。TRL已被美国国防部（DoD）、欧洲空间局（ESA）和美国能源部（DOE）等机构采用，成为研发创新政策的标准术语。然而，TRL不涉及集成要求或困难，因此需要集成成熟度指标。
2.2 Integration readiness level
集成就绪水平（IRL）于2006年开发，旨在满足集成成熟度指标（IMM）的要求，提供两个组件之间集成成熟度的度量，降低集成风险，并考虑系统需求。IRL同样采用9级量表，涉及物理属性、交互、兼容性、可靠性、质量和性能。
2.3 System readiness level
系统就绪水平（SRL）结合TRL和IRL，通过矩阵乘法计算系统级成熟度。SRL最初公式为SRL = IRL × TRL，然后归一化。SRL也采用9级量表。制造就绪水平（MRL）等其他就绪度指标也被提出，但本文主要关注技术和集成层面。
2.4 Challenges for integrated energy systems
集成能源系统（IES）面临术语定义模糊、系统边界不明确以及IRL数据缺乏等挑战。创新提供者往往优先提升TRL，忽略了集成成熟度，导致“死亡谷”现象。缺乏标准化跨部门集成数据成为大规模多载体能源系统（MCES）项目可行性的关键障碍。
3. Readiness concepts in energy systems
基于PRISMA-ScR框架的综述，搜索了107篇记录，最终纳入71篇论文。对能源领域应用进行了分类。
3.1 TRL-driven assessments
多项研究应用TRL评估能源技术，如废物处理厂、核聚变、波浪能、生物质、碳捕集与储能等。这些评估通常依赖专家判断和有限证据，缺乏集成和系统级视角，可能导致一致性不足或过于乐观的估计。
3.2 Unique adaptations and aspects
针对TRL的局限性，出现了多种适应性改进，如针对智能电网软件的软件TRL、需求响应TRL（DR TRL）、燃料电池和储能系统的定制工具。此外，一些研究结合了财务维度、商业就绪水平（CRL）和制造就绪水平（MRL），以及平衡就绪水平（BRL）框架，考虑了技术、监管、市场、接受度和组织等五个维度，强调了系统层面分析的重要性。
3.3 SRL attempts
在能源领域，SRL的应用尝试包括：智能电网水平框架、化石能源示范项目中的TRL和IRL矩阵、热能存储系统、以及基于ETIP SNET用例的智能电网SRL量化。这些方法依赖专家输入，缺乏明确的集成和系统定义，以及严格的数学基础。
4. Synthesis: cross-sector lessons and gaps
4.1 Aerospace
航空航天部门提供了可迁移的经验，包括IRL的制定要求、NASA的TRL工作簿、总技术就绪水平（TTRL）概念（结合TRL、MRL、IRL、SRL和“-ilities”），以及基于模型的系统工程（MBSE）进行TRL评估。专利信息分析和制造能力就绪水平等也为框架提供了补充。
4.2 Defence/Military
国防部门中，Sauser等定义了IRL和SRL的基础，包括技术生命周期阶段和接口分析步骤。Tzau提出了每个IRL级别需考虑的问题，并强调接口分析的重要性。其他研究通过SWOT分析、设计成熟度与TRL的关系、复合就绪度指标等，提供了支持性见解。
4.3 Manufacturing/Software
制造和软件部门展示了就绪度评估的可迁移性，如基于SRL的智能交通系统模型、软件密集型系统的系统工程TRA、制造技术就绪水平（MTRL）分类、基于AHP的MRL评分等，但大多不直接适用于IES。
4.4 Other methodological contributions
关键方法论贡献包括：对SRL矩阵公式的数学性质批判，指出序数数据相乘会导致不一致和就绪度反转；提出最小-最小（min-min）或热带代数方法以改进计算；使用设计结构矩阵（DSM）和Petri网表示系统架构；以及嵌套（Nesting）方法将子系统视为单个组件以简化计算。
4.5 Limitations of the scoping review
综述存在局限性，包括搜索策略限制、未进行质量评估、跨部门比较困难等，这些在框架设计中已考虑。
5. Toward a framework for integrated energy systems
5.1 Foundations
