能(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網(wang)(wang)連接(jie)能(neng)源(yuan)生(sheng)產和能(neng)源(yuan)消費,是源(yuan)、網(wang)(wang)、荷、儲(chu)、人等各能(neng)源(yuan)參與方互(hu)(hu)(hu)聯(lian)的基(ji)礎平臺,能(neng)夠實現(xian)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網(wang)(wang)式的雙(shuang)向交互(hu)(hu)(hu)、平等共享(xiang)及服務(wu)增值。其中,“源(yuan)-網(wang)(wang)-荷-儲(chu)”各環節協調互(hu)(hu)(hu)動(dong)是實現(xian)能(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)的關鍵功能(neng)之一(yi)。
如(ru)何基于能(neng)(neng)(neng)源互(hu)(hu)聯網的特點理(li)解(jie)“源-網-荷(he)-儲”互(hu)(hu)動運行?“源-網-荷(he)-儲”互(hu)(hu)動調控(kong)又將為支持能(neng)(neng)(neng)源互(hu)(hu)聯網智能(neng)(neng)(neng)、高效和綠色運行提供哪些(xie)技術思(si)路和解(jie)決方案?
能源互聯網具有哪些特點
能(neng)源(yuan)(yuan)互聯網代表(biao)電(dian)(dian)(dian)網發展的更高階段(duan),是以(yi)電(dian)(dian)(dian)為(wei)中(zhong)心,以(yi)堅(jian)強智能(neng)電(dian)(dian)(dian)網為(wei)基礎平臺,將先(xian)進(jin)信(xin)息通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)、控(kong)制技(ji)術(shu)與先(xian)進(jin)能(neng)源(yuan)(yuan)技(ji)術(shu)深度融(rong)合應用,支(zhi)撐能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)力(li)清潔低(di)碳轉型和多元主體靈(ling)活便捷接入的智慧能(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)統。具(ju)體而言,能(neng)源(yuan)(yuan)互聯網具(ju)有哪(na)些特(te)點?
綠色低(di)碳是能源轉型(xing)發展的根本理(li)念。建設(she)能源互聯網(wang)能夠在能源生產、傳輸(shu)、消費等各環節實現低(di)碳環保目(mu)標,保障清潔能源充分消納。
安(an)全是能(neng)源發展(zhan)的(de)基(ji)本要求。能(neng)源互(hu)聯網系(xi)統結(jie)構(gou)堅強、安(an)全可靠,安(an)全態(tai)勢感知能(neng)力、預防抵御(yu)事故風險能(neng)力和自愈(yu)能(neng)力強。
能(neng)(neng)源互(hu)(hu)聯網(wang)各環節廣泛互(hu)(hu)聯,能(neng)(neng)源網(wang)絡分布寬廣,集中(zhong)式(shi)、分布式(shi)等各類(lei)設施及主體(ti)能(neng)(neng)夠廣泛接入,跨地域、跨能(neng)(neng)源品種(zhong)互(hu)(hu)通互(hu)(hu)濟(ji),能(neng)(neng)源系(xi)(xi)(xi)統(tong)與信(xin)息系(xi)(xi)(xi)統(tong)、社會系(xi)(xi)(xi)統(tong)可實現融(rong)合發展(zhan)。
能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯網能(neng)(neng)(neng)(neng)夠有(you)(you)效(xiao)推(tui)動(dong)電力、冷、熱、氣(qi)及可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)等不(bu)同形式的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯互(hu)動(dong),能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)配置和(he)綜合(he)利用效(xiao)率高、經濟效(xiao)益好;不(bu)同能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)間協(xie)同優化(hua)、有(you)(you)效(xiao)互(hu)補,源(yuan)網荷儲協(xie)調,各類(lei)主體友好互(hu)動(dong)。
能(neng)源自(zi)由(you)互(hu)聯與(yu)共享(xiang)將(jiang)是未來能(neng)源互(hu)聯體系的(de)全新運營模式(shi)。能(neng)源互(hu)聯網(wang)具備(bei)靈敏感知、智(zhi)慧決策、精準控制等能(neng)力,數(shu)字化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)水(shui)平(ping)高,各(ge)類(lei)設施“即插即用(yong)”。構建基于能(neng)源互(hu)聯網(wang)的(de)新型綜合交易(yi)體系,打(da)造開放式(shi)能(neng)源互(hu)聯交易(yi)平(ping)臺,可以實現各(ge)類(lei)能(neng)源平(ping)等交易(yi)與(yu)共享(xiang),服(fu)務用(yong)戶多元需求,推(tui)動(dong)市場開放,打(da)造共贏生(sheng)態。
能源互(hu)(hu)聯網以(yi)堅(jian)強網架為基礎、以(yi)信息平臺(tai)為支撐、以(yi)智能控制為手段,能夠承(cheng)載資(zi)源優化(hua)配置(zhi),可有效支撐可再(zai)生(sheng)(sheng)能源大規模(mo)開發(fa)利(li)用(yong)和各種(zhong)用(yong)能設(she)施“即插即用(yong)”,從環節上實現“源-網-荷-儲”協調互(hu)(hu)動,從服務上保障(zhang)個性化(hua)、綜合化(hua)、智能化(hua)服務需求,促進能源生(sheng)(sheng)態圈形成和新業態、新模(mo)式發(fa)展。
“源-網-荷-儲”互動運行 帶動能源系統資源優化配置
作為能源互(hu)聯(lian)網的(de)核心和紐帶(dai),電力系(xi)統的(de)“源-網-荷(he)-儲”互(hu)動(dong)運(yun)行模式能更廣(guang)泛地應用于(yu)整(zheng)個能源行業,對帶(dai)動(dong)整(zheng)個能源系(xi)統的(de)資源優化配(pei)置至關(guan)重要。
面(mian)向電力系統(tong)的“源(yuan)(yuan)(yuan)-網(wang)(wang)-荷-儲(chu)”互(hu)動運行是指電源(yuan)(yuan)(yuan)、電網(wang)(wang)、負荷和(he)儲(chu)能之間通過(guo)源(yuan)(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)補(bu)、源(yuan)(yuan)(yuan)網(wang)(wang)協調、網(wang)(wang)荷互(hu)動、網(wang)(wang)儲(chu)互(hu)動和(he)源(yuan)(yuan)(yuan)荷互(hu)動等多種(zhong)交(jiao)互(hu)形式,更(geng)經濟、高(gao)效和(he)安全(quan)地提高(gao)電力系統(tong)功率動態平衡能力,本質上是一(yi)種(zhong)實現能源(yuan)(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)(yuan)最大化利用的運行模式和(he)技術。其(qi)主要內(nei)涵包括以下幾方面(mian)。
源(yuan)源(yuan)互補:不同電(dian)源(yuan)之間的(de)有效協調(diao)互補,即通過靈活發(fa)(fa)電(dian)資源(yuan)與清潔(jie)能源(yuan)之間的(de)協調(diao)互補,解決清潔(jie)能源(yuan)發(fa)(fa)電(dian)出力受環境(jing)和氣象(xiang)因素影響而產生的(de)隨機性、波動性問(wen)題,有效提高可再(zai)生能源(yuan)的(de)利用效率,減少電(dian)網旋轉(zhuan)備(bei)用,增(zeng)強系統的(de)自主調(diao)節能力。
源(yuan)網協(xie)調(diao):在現(xian)有電(dian)源(yuan)、電(dian)網協(xie)同運(yun)行的(de)基礎上,通(tong)過新(xin)(xin)的(de)電(dian)網調(diao)節(jie)(jie)技術(shu)有效解決新(xin)(xin)能源(yuan)大規模并(bing)網及分(fen)布(bu)式電(dian)源(yuan)接入電(dian)網時的(de)“不友好(hao)”問(wen)題(ti),讓新(xin)(xin)能源(yuan)和(he)常規電(dian)源(yuan)一起參與電(dian)網調(diao)節(jie)(jie),使新(xin)(xin)能源(yuan)朝著具有友好(hao)調(diao)節(jie)(jie)能力和(he)特性(即柔(rou)性電(dian)廠)的(de)方向發展。
網(wang)荷(he)(he)互動:在與用(yong)戶簽訂協議、采取激勵措施的基礎上,將(jiang)負(fu)(fu)荷(he)(he)轉(zhuan)化(hua)為電網(wang)的可(ke)調(diao)節資源(即柔性負(fu)(fu)荷(he)(he)),在電網(wang)出現或者(zhe)即將(jiang)出現問題時,通過(guo)負(fu)(fu)荷(he)(he)主(zhu)動調(diao)節和響應來改(gai)變潮(chao)流分布,確保電網(wang)安全經濟可(ke)靠運行(xing)。
網儲互動:充(chong)分發揮(hui)儲能裝置的(de)雙向調節(jie)作用(yong)。儲能就像大容量的(de)“充(chong)電(dian)(dian)(dian)寶”,在用(yong)電(dian)(dian)(dian)低(di)谷時(shi)作為負荷充(chong)電(dian)(dian)(dian),在用(yong)電(dian)(dian)(dian)高峰時(shi)作為電(dian)(dian)(dian)源釋放電(dian)(dian)(dian)能。其快速、穩定、精準的(de)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)調節(jie)特性(xing),能夠為電(dian)(dian)(dian)網提供調峰、調頻、備用(yong)、需求響應等多種服務(wu)。
源荷(he)互動:智能電網由時空分布廣泛的多元電源和(he)負荷(he)組成,電源側(ce)和(he)負荷(he)側(ce)均可(ke)(ke)作為(wei)(wei)可(ke)(ke)調度(du)的資(zi)源參與電力供需平(ping)衡控制,負荷(he)的柔性變化成為(wei)(wei)平(ping)衡電源波動的重要(yao)手段(duan)之(zhi)一。引導用(yong)戶(hu)改(gai)變用(yong)電習慣和(he)用(yong)電行為(wei)(wei),可(ke)(ke)匯聚(ju)各類柔性、可(ke)(ke)調節資(zi)源參與電力系統(tong)調峰和(he)新能源消納。
促進新能源主動消納 提升電力系統平衡調節能力
源(yuan)(yuan)(yuan)、網(wang)、荷(he)、儲(chu)資源(yuan)(yuan)(yuan)廣(guang)泛存在于能源(yuan)(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)各個環(huan)節,具(ju)有參與(yu)主體(ti)數量眾多(duo)、分(fen)布分(fen)散且源(yuan)(yuan)(yuan)荷(he)雙側不確(que)定(ding)性強等特點。唯有在調度層面把(ba)握和控(kong)制電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)、電(dian)網(wang)、負荷(he)和儲(chu)能之間的互動,才能提高能源(yuan)(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)的安全性和經濟性。可以(yi)說,“源(yuan)(yuan)(yuan)-網(wang)-荷(he)-儲(chu)”互動調控(kong)相(xiang)當于能源(yuan)(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)的智慧大腦。
為了引導“源(yuan)-網(wang)-荷(he)-儲(chu)”互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong),調度層面應借助物聯網(wang)、5G、大數據、人工(gong)智(zhi)能、區塊鏈、移動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)互(hu)(hu)聯等支撐技(ji)(ji)術(shu),構建“源(yuan)-網(wang)-荷(he)-儲(chu)”互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)調控(kong)體系。這一(yi)體系包括兩個層面:充(chong)分認識互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)對(dui)象,分析(xi)其互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)特性,建立互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)模型,并計(ji)算互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)對(dui)象的(de)互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)潛力(li)(li),以及在不同(tong)的(de)市場機制、外界環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)能發揮出多(duo)大的(de)響應能力(li)(li);提(ti)升不確定性環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)的(de)分析(xi)和調控(kong)能力(li)(li),掌握“源(yuan)-網(wang)-荷(he)-儲(chu)”互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)的(de)電網(wang)安全分析(xi)方法(fa),突破協(xie)同(tong)優(you)化技(ji)(ji)術(shu)和互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)控(kong)制技(ji)(ji)術(shu)等,從(cong)整體上(shang)把握互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)電網(wang)調控(kong)運(yun)行分析(xi)方法(fa)的(de)脈(mo)絡,攻克互(hu)(hu)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)領域的(de)基本(ben)理論問題與關鍵性技(ji)(ji)術(shu)。
“源(yuan)-網-荷(he)-儲(chu)”互動有(you)利于提高新能源(yuan)消納(na)水平,提升不(bu)確定性增強(qiang)條件下電力系統的(de)平衡調節(jie)能力。實際應用中,“源(yuan)-網-荷(he)-儲(chu)”互動調控將在哪些能源(yuan)互聯網場景中發揮(hui)作用?
“源-網-荷-儲(chu)(chu)(chu)”互(hu)(hu)動(dong)調控可(ke)通過源源互(hu)(hu)補(bu)、源荷互(hu)(hu)動(dong)等(deng)形式,結合電(dian)源側不同(tong)類型間的(de)協調互(hu)(hu)補(bu)特性(xing)(xing)、柔性(xing)(xing)負荷的(de)靈活可(ke)調節特性(xing)(xing)和(he)(he)儲(chu)(chu)(chu)能資源的(de)充放電(dian)特性(xing)(xing)等(deng),在新能源大發時(shi)鼓勵負荷多用(儲(chu)(chu)(chu)存(cun))電(dian),提(ti)高新能源的(de)主動(dong)消(xiao)納(na)能力。當(dang)前,華東(dong)電(dian)網、華北電(dian)網和(he)(he)寧夏、山西(xi)等(deng)省級電(dian)網都開展(zhan)了“源-網-荷-儲(chu)(chu)(chu)”協同(tong)提(ti)升(sheng)新能源消(xiao)納(na)的(de)研(yan)究和(he)(he)應用。據測算(suan),如將(jiang)這一模式推廣(guang)到全(quan)國,每年可(ke)多消(xiao)納(na)風光電(dian)量25億(yi)千(qian)瓦時(shi)以上。
互動(dong)(dong)調控可促(cu)進削(xue)峰填谷,即(ji)通過(guo)源(yuan)網協調、網荷互動(dong)(dong)、網儲互動(dong)(dong)等(deng)(deng)形式,采用(yong)實行峰谷分時電(dian)(dian)價和開發利用(yong)可中斷負(fu)荷等(deng)(deng)手段,以市場(chang)機(ji)制(zhi)引導負(fu)荷側的(de)用(yong)電(dian)(dian)行為,在不(bu)影響(xiang)用(yong)電(dian)(dian)體(ti)驗(yan)的(de)前提(ti)(ti)下給電(dian)(dian)網增(zeng)加額外(wai)的(de)平(ping)衡資(zi)源(yuan)。這(zhe)有(you)利于(yu)減少電(dian)(dian)網峰谷差,尤其(qi)可以解決電(dian)(dian)網短時尖(jian)峰負(fu)荷問(wen)題。以華東電(dian)(dian)網為例,若基(ji)于(yu)源(yuan)網荷儲互動(dong)(dong)運行,可有(you)效削(xue)減短時尖(jian)峰負(fu)荷1500萬千瓦,顯著提(ti)(ti)高電(dian)(dian)網投資(zi)效率(lv)。
當受新能源大發、負荷快速攀升(sheng)、電網(wang)事故等因素影響導致系統(tong)備用不足(zu)時(shi),源荷互動(dong)、網(wang)荷互動(dong)、網(wang)儲互動(dong)可(ke)通過負荷和儲能側(ce)的靈活調節解決電力平衡難題。
互動調(diao)控還可(ke)提升電網事(shi)故應急處(chu)置(zhi)能力(li)。在(zai)跨區電力(li)通道發(fa)生故障(zhang)、失去大(da)電源(yuan)等大(da)功率(lv)缺(que)失的極(ji)端狀況下(xia),僅(jin)靠發(fa)電側的調(diao)節能力(li)不能滿足全網功率(lv)平衡的需求。此時,精準切(qie)負荷(he)、網荷(he)互動、網儲互動可(ke)將電網的故障(zhang)處(chu)置(zhi)調(diao)控資源(yuan)擴大(da)到海(hai)量的柔性(xing)負荷(he),調(diao)用全網可(ke)調(diao)節資源(yuan)共同(tong)參與事(shi)故處(chu)置(zhi),有助于保(bao)障(zhang)電網安全穩定運行(xing)。
“源-網(wang)-荷-儲”互(hu)動調控有(you)利于(yu)電(dian)源側減少發電(dian)煤(mei)耗,提高新能(neng)源消納水平;促進(jin)電(dian)網(wang)削峰填谷,保證電(dian)網(wang)安全經濟運(yun)行;有(you)利于(yu)減少負荷被(bei)動切除,提高用電(dian)滿意度。應(ying)注意的(de)(de)(de)是,實(shi)現“源-網(wang)-荷-儲”互(hu)動不(bu)僅要(yao)實(shi)現各類(lei)新技術的(de)(de)(de)突(tu)破,更需要(yao)完善與之配套(tao)的(de)(de)(de)宏觀政(zheng)策(ce)措施、市場機(ji)制、商業模式,做到技術與政(zheng)策(ce)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)結合(he)。