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本文來(lái)源：《國家電網(wǎng)報》

作者：楊勝春中國電力科學(xué)研究院有限公司

原標題：《“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控——能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧大腦》

能源互聯(lián)網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和能源消費，是源、網(wǎng)、荷、儲、人等各能源參與方互聯(lián)的基礎平臺，能夠實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)式的雙向交互、平等共享及服務(wù)增值。其中，“源-網(wǎng)-荷-儲”各環(huán)節協(xié)調互動(dòng)是實(shí)現能源互聯(lián)的關(guān)鍵功能之一。

如何基于能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)理解“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)運行？“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控又將為支持能源互聯(lián)網(wǎng)智能、高效和綠色運行提供哪些技術(shù)思路和解決方案？

能源互聯(lián)網(wǎng)具有哪些特點(diǎn)

能源互聯(lián)網(wǎng)代表電網(wǎng)發(fā)展的更高階段，是以電為中心，以堅強智能電網(wǎng)為基礎平臺，將先進(jìn)信息通信技術(shù)、控制技術(shù)與先進(jìn)能源技術(shù)深度融合應用，支撐能源電力清潔低碳轉型和多元主體靈活便捷接入的智慧能源系統。具體而言，能源互聯(lián)網(wǎng)具有哪些特點(diǎn)？

綠色低碳是能源轉型發(fā)展的根本理念。建設能源互聯(lián)網(wǎng)能夠在能源生產(chǎn)、傳輸、消費等各環(huán)節實(shí)現低碳環(huán)保目標，保障清潔能源充分消納。

安全是能源發(fā)展的基本要求。能源互聯(lián)網(wǎng)系統結構堅強、安全可靠，安全態(tài)勢感知能力、預防抵御事故風(fēng)險能力和自愈能力強。

能源互聯(lián)網(wǎng)各環(huán)節廣泛互聯(lián)，能源網(wǎng)絡(luò )分布寬廣，集中式、分布式等各類(lèi)設施及主體能夠廣泛接入，跨地域、跨能源品種互通互濟，能源系統與信息系統、社會(huì )系統可實(shí)現融合發(fā)展。

能源互聯(lián)網(wǎng)能夠有效推動(dòng)電力、冷、熱、氣及可再生能源等不同形式的能源互聯(lián)互動(dòng)，能源配置和綜合利用效率高、經(jīng)濟效益好；不同能源間協(xié)同優(yōu)化、有效互補，源網(wǎng)荷儲協(xié)調，各類(lèi)主體友好互動(dòng)。

能源自由互聯(lián)與共享將是未來(lái)能源互聯(lián)體系的全新運營(yíng)模式。能源互聯(lián)網(wǎng)具備靈敏感知、智慧決策、精準控制等能力，數字化、智能化水平高，各類(lèi)設施“即插即用”。構建基于能源互聯(lián)網(wǎng)的新型綜合交易體系，打造開(kāi)放式能源互聯(lián)交易平臺，可以實(shí)現各類(lèi)能源平等交易與共享，服務(wù)用戶(hù)多元需求，推動(dòng)市場(chǎng)開(kāi)放，打造共贏(yíng)生態(tài)。

能源互聯(lián)網(wǎng)以堅強網(wǎng)架為基礎、以信息平臺為支撐、以智能控制為手段，能夠承載資源優(yōu)化配置，可有效支撐可再生能源大規模開(kāi)發(fā)利用和各種用能設施“即插即用”，從環(huán)節上實(shí)現“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調互動(dòng)，從服務(wù)上保障個(gè)性化、綜合化、智能化服務(wù)需求，促進(jìn)能源生態(tài)圈形成和新業(yè)態(tài)、新模式發(fā)展。

“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)運行

帶動(dòng)能源系統資源優(yōu)化配置

作為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和紐帶，電力系統的“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)運行模式能更廣泛地應用于整個(gè)能源行業(yè)，對帶動(dòng)整個(gè)能源系統的資源優(yōu)化配置至關(guān)重要。

面向電力系統的“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)運行是指電源、電網(wǎng)、負荷和儲能之間通過(guò)源源互補、源網(wǎng)協(xié)調、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲互動(dòng)和源荷互動(dòng)等多種交互形式，更經(jīng)濟、高效和安全地提高電力系統功率動(dòng)態(tài)平衡能力，本質(zhì)上是一種實(shí)現能源資源最大化利用的運行模式和技術(shù)。其主要內涵包括以下幾方面。

源源互補：不同電源之間的有效協(xié)調互補，即通過(guò)靈活發(fā)電資源與清潔能源之間的協(xié)調互補，解決清潔能源發(fā)電出力受環(huán)境和氣象因素影響而產(chǎn)生的隨機性、波動(dòng)性問(wèn)題，有效提高可再生能源的利用效率，減少電網(wǎng)旋轉備用，增強系統的自主調節能力。

源網(wǎng)協(xié)調：在現有電源、電網(wǎng)協(xié)同運行的基礎上，通過(guò)新的電網(wǎng)調節技術(shù)有效解決新能源大規模并網(wǎng)及分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)的“不友好”問(wèn)題，讓新能源和常規電源一起參與電網(wǎng)調節，使新能源朝著(zhù)具有友好調節能力和特性（即柔性電廠(chǎng)）的方向發(fā)展。

網(wǎng)荷互動(dòng)：在與用戶(hù)簽訂協(xié)議、采取激勵措施的基礎上，將負荷轉化為電網(wǎng)的可調節資源（即柔性負荷），在電網(wǎng)出現或者即將出現問(wèn)題時(shí)，通過(guò)負荷主動(dòng)調節和響應來(lái)改變潮流分布，確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟可靠運行。

網(wǎng)儲互動(dòng)：充分發(fā)揮儲能裝置的雙向調節作用。儲能就像大容量的“充電寶”，在用電低谷時(shí)作為負荷充電，在用電高峰時(shí)作為電源釋放電能。其快速、穩定、精準的充放電調節特性，能夠為電網(wǎng)提供調峰、調頻、備用、需求響應等多種服務(wù)。

源荷互動(dòng)：智能電網(wǎng)由時(shí)空分布廣泛的多元電源和負荷組成，電源側和負荷側均可作為可調度的資源參與電力供需平衡控制，負荷的柔性變化成為平衡電源波動(dòng)的重要手段之一。引導用戶(hù)改變用電習慣和用電行為，可匯聚各類(lèi)柔性、可調節資源參與電力系統調峰和新能源消納。

促進(jìn)新能源主動(dòng)消納

提升電力系統平衡調節能力

源、網(wǎng)、荷、儲資源廣泛存在于能源互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)環(huán)節，具有參與主體數量眾多、分布分散且源荷雙側不確定性強等特點(diǎn)。唯有在調度層面把握和控制電源、電網(wǎng)、負荷和儲能之間的互動(dòng)，才能提高能源互聯(lián)網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性?？梢哉f(shuō)，“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控相當于能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧大腦。

為了引導“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)，調度層面應借助物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數據、人工智能、區塊鏈、移動(dòng)互聯(lián)等支撐技術(shù)，構建“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控體系。這一體系包括兩個(gè)層面：充分認識互動(dòng)對象，分析其互動(dòng)特性，建立互動(dòng)模型，并計算互動(dòng)對象的互動(dòng)潛力，以及在不同的市場(chǎng)機制、外界環(huán)境下能發(fā)揮出多大的響應能力；提升不確定性環(huán)境下的分析和調控能力，掌握“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)環(huán)境下的電網(wǎng)安全分析方法，突破協(xié)同優(yōu)化技術(shù)和互動(dòng)控制技術(shù)等，從整體上把握互動(dòng)環(huán)境下電網(wǎng)調控運行分析方法的脈絡(luò )，攻克互動(dòng)領(lǐng)域的基本理論問(wèn)題與關(guān)鍵性技術(shù)。

“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)有利于提高新能源消納水平，提升不確定性增強條件下電力系統的平衡調節能力。實(shí)際應用中，“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控將在哪些能源互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中發(fā)揮作用？

“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控可通過(guò)源源互補、源荷互動(dòng)等形式，結合電源側不同類(lèi)型間的協(xié)調互補特性、柔性負荷的靈活可調節特性和儲能資源的充放電特性等，在新能源大發(fā)時(shí)鼓勵負荷多用（儲存）電，提高新能源的主動(dòng)消納能力。當前，華東電網(wǎng)、華北電網(wǎng)和寧夏、山西等省級電網(wǎng)都開(kāi)展了“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同提升新能源消納的研究和應用。據測算，如將這一模式推廣到全國，每年可多消納風(fēng)光電量25億千瓦時(shí)以上。

互動(dòng)調控可促進(jìn)削峰填谷，即通過(guò)源網(wǎng)協(xié)調、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲互動(dòng)等形式，采用實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)和開(kāi)發(fā)利用可中斷負荷等手段，以市場(chǎng)機制引導負荷側的用電行為，在不影響用電體驗的前提下給電網(wǎng)增加額外的平衡資源。這有利于減少電網(wǎng)峰谷差，尤其可以解決電網(wǎng)短時(shí)尖峰負荷問(wèn)題。以華東電網(wǎng)為例，若基于源網(wǎng)荷儲互動(dòng)運行，可有效削減短時(shí)尖峰負荷1500萬(wàn)千瓦，顯著(zhù)提高電網(wǎng)投資效率。

當受新能源大發(fā)、負荷快速攀升、電網(wǎng)事故等因素影響導致系統備用不足時(shí)，源荷互動(dòng)、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲互動(dòng)可通過(guò)負荷和儲能側的靈活調節解決電力平衡難題。

互動(dòng)調控還可提升電網(wǎng)事故應急處置能力。在跨區電力通道發(fā)生故障、失去大電源等大功率缺失的極端狀況下，僅靠發(fā)電側的調節能力不能滿(mǎn)足全網(wǎng)功率平衡的需求。此時(shí)，精準切負荷、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲互動(dòng)可將電網(wǎng)的故障處置調控資源擴大到海量的柔性負荷，調用全網(wǎng)可調節資源共同參與事故處置，有助于保障電網(wǎng)安全穩定運行。

“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)調控有利于電源側減少發(fā)電煤耗，提高新能源消納水平；促進(jìn)電網(wǎng)削峰填谷，保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行；有利于減少負荷被動(dòng)切除，提高用電滿(mǎn)意度。應注意的是，實(shí)現“源-網(wǎng)-荷-儲”互動(dòng)不僅要實(shí)現各類(lèi)新技術(shù)的突破，更需要完善與之配套的宏觀(guān)政策措施、市場(chǎng)機制、商業(yè)模式，做到技術(shù)與政策的有機結合。