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能源互聯網連接能源生產和能源消費，是源、網、荷、儲、人等各能源參與方互聯的基礎平臺，能夠實現互聯網式的雙向交互、平等共享及服務增值。其中，“源-網-荷-儲”各環節協調互動是實現能源互聯的關鍵功能之一。
如何基于能源互聯網的特點理解“源-網-荷-儲”互動運行？“源-網-荷-儲”互動調控又將為支持能源互聯網智能、高效和綠色運行提供哪些技術思路和解決方案？
能源互聯網具有哪些特點
能源互聯網代表電網發展的更高階段，是以電為中心，以堅強智能電網為基礎平臺，將先進信息通信技術、控制技術與先進能源技術深度融合應用，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，能源互聯網具有哪些特點？
綠色低碳是能源轉型發展的根本理念。建設能源互聯網能夠在能源生產、傳輸、消費等各環節實現低碳環保目標，保障清潔能源充分消納。
安全是能源發展的基本要求。能源互聯網系統結構堅強、安全可靠，安全態勢感知能力、預防抵御事故風險能力和自愈能力強。
能源互聯網各環節廣泛互聯，能源網絡分布寬廣，集中式、分布式等各類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、社會系統可實現融合發展。
能源互聯網能夠有效推動電力、冷、熱、氣及可再生能源等不同形式的能源互聯互動，能源配置和綜合利用效率高、經濟效益好；不同能源間協同優化、有效互補，源網荷儲協調，各類主體友好互動。
能源自由互聯與共享將是未來能源互聯體系的全新運營模式。能源互聯網具備靈敏感知、智慧決策、精準控制等能力，數字化、智能化水平高，各類設施“即插即用”。構建基于能源互聯網的新型綜合交易體系，打造開放式能源互聯交易平臺，可以實現各類能源平等交易與共享，服務用戶多元需求，推動市場開放，打造共贏生態。
能源互聯網以堅強網架為基礎、以信息平臺為支撐、以智能控制為手段，能夠承載資源優化配置，可有效支撐可再生能源大規模開發利用和各種用能設施“即插即用”，從環節上實現“源-網-荷-儲”協調互動，從服務上保障個性化、綜合化、智能化服務需求，促進能源生態圈形成和新業態、新模式發展。
“源-網-荷-儲”互動運行
“源-網-荷-儲”互動運行帶動能源系統資源優化配置
作為能源互聯網的核心和紐帶，電力系統的“源-網-荷-儲”互動運行模式能更廣泛地應用于整個能源行業，對帶動整個能源系統的資源優化配置至關重要。
面向電力系統的“源-網-荷-儲”互動運行是指電源、電網、負荷和儲能之間通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式，更經濟、高效和安全地提高電力系統功率動態平衡能力，本質上是一種實現能源資源最大化利用的運行模式和技術。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調互補，即通過靈活發電資源與清潔能源之間的協調互補，解決清潔能源發電出力受環境和氣象因素影響而產生的隨機性、波動性問題，有效提高可再生能源的利用效率，減少電網旋轉備用，增強系統的自主調節能力。
源網協調：在現有電源、電網協同運行的基礎上，通過新的電網調節技術有效解決新能源大規模并網及分布式電源接入電網時的“不友好”問題，讓新能源和常規電源一起參與電網調節，使新能源朝著具有友好調節能力和特性（即柔性電廠）的方向發展。
網荷互動：在與用戶簽訂協議、采取激勵措施的基礎上，將負荷轉化為電網的可調節資源（即柔性負荷），在電網出現或者即將出現問題時，通過負荷主動調節和響應來改變潮流分布，確保電網安全經濟可靠運行。
網儲互動：充分發揮儲能裝置的雙向調節作用。儲能就像大容量的“充電寶”，在用電低谷時作為負荷充電，在用電高峰時作為電源釋放電能。其快速、穩定、精準的充放電調節特性，能夠為電網提供調峰、調頻、備用、需求響應等多種服務。
源荷互動：智能電網由時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的重要手段之一。引導用戶改變用電習慣和用電行為，可匯聚各類柔性、可調節資源參與電力系統調峰和新能源消納。
促進新能源主動消納 提升電力系統平衡調節能力
源、網、荷、儲資源廣泛存在于能源互聯網各個環節，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。唯有在調度層面把握和控制電源、電網、負荷和儲能之間的互動，才能提高能源互聯網的安全性和經濟性。可以說，“源-網-荷-儲”互動調控相當于能源互聯網的智慧大腦。
為了引導“源-網-荷-儲”互動，調度層面應借助物聯網、5G、大數據、人工智能、區塊鏈、移動互聯等支撐技術，構建“源-網-荷-儲”互動調控體系。這一體系包括兩個層面：充分認識互動對象，分析其互動特性，建立互動模型，并計算互動對象的互動潛力，以及在不同的市場機制、外界環境下能發揮出多大的響應能力；提升不確定性環境下的分析和調控能力，掌握“源-網-荷-儲”互動環境下的電網安全分析方法，突破協同優化技術和互動控制技術等，從整體上把握互動環境下電網調控運行分析方法的脈絡，攻克互動領域的基本理論問題與關鍵性技術。
“源-網-荷-儲”互動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。實際應用中，“源-網-荷-儲”互動調控將在哪些能源互聯網場景中發揮作用？
“源-網-荷-儲”互動調控可通過源源互補、源荷互動等形式，結合電源側不同類型間的協調互補特性、柔性負荷的靈活可調節特性和儲能資源的充放電特性等，在新能源大發時鼓勵負荷多用（儲存）電，提高新能源的主動消納能力。當前，華東電網、華北電網和寧夏、山西等省級電網都開展了“源-網-荷-儲”協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，每年可多消納風光電量25億千瓦時以上。
互動調控可促進削峰填谷，即通過源網協調、網荷互動、網儲互動等形式，采用實行峰谷分時電價和開發利用可中斷負荷等手段，以市場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增加額外的平衡資源。這有利于減少電網峰谷差，尤其可以解決電網短時尖峰負荷問題。以華東電網為例，若基于源網荷儲互動運行，可有效削減短時尖峰負荷1500萬千瓦，顯著提高電網投資效率。
當受新能源大發、負荷快速攀升、電網事故等因素影響導致系統備用不足時，源荷互動、網荷互動、網儲互動可通過負荷和儲能側的靈活調節解決電力平衡難題。
互動調控還可提升電網事故應急處置能力。在跨區電力通道發生故障、失去大電源等大功率缺失的極端狀況下，僅靠發電側的調節能力不能滿足全網功率平衡的需求。此時，精準切負荷、網荷互動、網儲互動可將電網的故障處置調控資源擴大到海量的柔性負荷，調用全網可調節資源共同參與事故處置，有助于保障電網安全穩定運行。
“源-網-荷-儲”互動調控有利于電源側減少發電煤耗，提高新能源消納水平；促進電網削峰填谷，保證電網安全經濟運行；有利于減少負荷被動切除，提高用電滿意度。應注意的是，實現“源-網-荷-儲”互動不僅要實現各類新技術的突破，更需要完善與之配套的宏觀政策措施、市場機制、商業模式，做到技術與政策的有機結合。
（供圖及作者單位：中國電力科學研究院有限公司）
如何基于能源互聯網的特點理解“源-網-荷-儲”互動運行？“源-網-荷-儲”互動調控又將為支持能源互聯網智能、高效和綠色運行提供哪些技術思路和解決方案？
能源互聯網具有哪些特點
能源互聯網代表電網發展的更高階段，是以電為中心，以堅強智能電網為基礎平臺，將先進信息通信技術、控制技術與先進能源技術深度融合應用，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，能源互聯網具有哪些特點？
綠色低碳是能源轉型發展的根本理念。建設能源互聯網能夠在能源生產、傳輸、消費等各環節實現低碳環保目標，保障清潔能源充分消納。
安全是能源發展的基本要求。能源互聯網系統結構堅強、安全可靠，安全態勢感知能力、預防抵御事故風險能力和自愈能力強。
能源互聯網各環節廣泛互聯，能源網絡分布寬廣，集中式、分布式等各類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、社會系統可實現融合發展。
能源互聯網能夠有效推動電力、冷、熱、氣及可再生能源等不同形式的能源互聯互動，能源配置和綜合利用效率高、經濟效益好；不同能源間協同優化、有效互補，源網荷儲協調，各類主體友好互動。
能源自由互聯與共享將是未來能源互聯體系的全新運營模式。能源互聯網具備靈敏感知、智慧決策、精準控制等能力，數字化、智能化水平高，各類設施“即插即用”。構建基于能源互聯網的新型綜合交易體系，打造開放式能源互聯交易平臺，可以實現各類能源平等交易與共享，服務用戶多元需求，推動市場開放，打造共贏生態。
能源互聯網以堅強網架為基礎、以信息平臺為支撐、以智能控制為手段，能夠承載資源優化配置，可有效支撐可再生能源大規模開發利用和各種用能設施“即插即用”，從環節上實現“源-網-荷-儲”協調互動，從服務上保障個性化、綜合化、智能化服務需求，促進能源生態圈形成和新業態、新模式發展。
“源-網-荷-儲”互動運行
“源-網-荷-儲”互動運行帶動能源系統資源優化配置
作為能源互聯網的核心和紐帶，電力系統的“源-網-荷-儲”互動運行模式能更廣泛地應用于整個能源行業，對帶動整個能源系統的資源優化配置至關重要。
面向電力系統的“源-網-荷-儲”互動運行是指電源、電網、負荷和儲能之間通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式，更經濟、高效和安全地提高電力系統功率動態平衡能力，本質上是一種實現能源資源最大化利用的運行模式和技術。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調互補，即通過靈活發電資源與清潔能源之間的協調互補，解決清潔能源發電出力受環境和氣象因素影響而產生的隨機性、波動性問題，有效提高可再生能源的利用效率，減少電網旋轉備用，增強系統的自主調節能力。
源網協調：在現有電源、電網協同運行的基礎上，通過新的電網調節技術有效解決新能源大規模并網及分布式電源接入電網時的“不友好”問題，讓新能源和常規電源一起參與電網調節，使新能源朝著具有友好調節能力和特性（即柔性電廠）的方向發展。
網荷互動：在與用戶簽訂協議、采取激勵措施的基礎上，將負荷轉化為電網的可調節資源（即柔性負荷），在電網出現或者即將出現問題時，通過負荷主動調節和響應來改變潮流分布，確保電網安全經濟可靠運行。
網儲互動：充分發揮儲能裝置的雙向調節作用。儲能就像大容量的“充電寶”，在用電低谷時作為負荷充電，在用電高峰時作為電源釋放電能。其快速、穩定、精準的充放電調節特性，能夠為電網提供調峰、調頻、備用、需求響應等多種服務。
源荷互動：智能電網由時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的重要手段之一。引導用戶改變用電習慣和用電行為，可匯聚各類柔性、可調節資源參與電力系統調峰和新能源消納。
促進新能源主動消納 提升電力系統平衡調節能力
源、網、荷、儲資源廣泛存在于能源互聯網各個環節，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。唯有在調度層面把握和控制電源、電網、負荷和儲能之間的互動，才能提高能源互聯網的安全性和經濟性。可以說，“源-網-荷-儲”互動調控相當于能源互聯網的智慧大腦。
為了引導“源-網-荷-儲”互動，調度層面應借助物聯網、5G、大數據、人工智能、區塊鏈、移動互聯等支撐技術，構建“源-網-荷-儲”互動調控體系。這一體系包括兩個層面：充分認識互動對象，分析其互動特性，建立互動模型，并計算互動對象的互動潛力，以及在不同的市場機制、外界環境下能發揮出多大的響應能力；提升不確定性環境下的分析和調控能力，掌握“源-網-荷-儲”互動環境下的電網安全分析方法，突破協同優化技術和互動控制技術等，從整體上把握互動環境下電網調控運行分析方法的脈絡，攻克互動領域的基本理論問題與關鍵性技術。
“源-網-荷-儲”互動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。實際應用中，“源-網-荷-儲”互動調控將在哪些能源互聯網場景中發揮作用？
“源-網-荷-儲”互動調控可通過源源互補、源荷互動等形式，結合電源側不同類型間的協調互補特性、柔性負荷的靈活可調節特性和儲能資源的充放電特性等，在新能源大發時鼓勵負荷多用（儲存）電，提高新能源的主動消納能力。當前，華東電網、華北電網和寧夏、山西等省級電網都開展了“源-網-荷-儲”協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，每年可多消納風光電量25億千瓦時以上。
互動調控可促進削峰填谷，即通過源網協調、網荷互動、網儲互動等形式，采用實行峰谷分時電價和開發利用可中斷負荷等手段，以市場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增加額外的平衡資源。這有利于減少電網峰谷差，尤其可以解決電網短時尖峰負荷問題。以華東電網為例，若基于源網荷儲互動運行，可有效削減短時尖峰負荷1500萬千瓦，顯著提高電網投資效率。
當受新能源大發、負荷快速攀升、電網事故等因素影響導致系統備用不足時，源荷互動、網荷互動、網儲互動可通過負荷和儲能側的靈活調節解決電力平衡難題。
互動調控還可提升電網事故應急處置能力。在跨區電力通道發生故障、失去大電源等大功率缺失的極端狀況下，僅靠發電側的調節能力不能滿足全網功率平衡的需求。此時，精準切負荷、網荷互動、網儲互動可將電網的故障處置調控資源擴大到海量的柔性負荷，調用全網可調節資源共同參與事故處置，有助于保障電網安全穩定運行。
“源-網-荷-儲”互動調控有利于電源側減少發電煤耗，提高新能源消納水平；促進電網削峰填谷，保證電網安全經濟運行；有利于減少負荷被動切除，提高用電滿意度。應注意的是，實現“源-網-荷-儲”互動不僅要實現各類新技術的突破，更需要完善與之配套的宏觀政策措施、市場機制、商業模式，做到技術與政策的有機結合。
（供圖及作者單位：中國電力科學研究院有限公司）
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