浅谈配电网“源网荷”互动运行技术

D O I :10.3969/j.i s s n .1000-1026.2012.21.001智能电网“源—网—荷”互动运行控制概念及研究框架姚建国1,杨胜春1,2,王珂1,杨争林1,宋晓芳1(1.中国电力科学研究院(南京,江苏省南京市210003;2.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市430074摘要:开放互动是智能电网的重要特征之一。

现有的互动研究主要集中在源网协调和互动用电等局部方面,缺乏对未来电源、电网、负荷复杂互动环境下电网运行控制的整体思考和系统性研究。

文中提出“源—网—荷”互动的概念并讨论了互动内涵,认为电源、负荷与电网三者之间应进行协调互动以提高电网功率动态平衡能力。

在分析实现“源—网—荷”互动面临的挑战的基础上,提出了智能电网“源—网—荷”互动运行控制的研究框架,包括基础理论、复杂互动特性分析、复杂互动行为建模、互动能力辨识、电网互动安全运行分析理论与方法、柔性互动协调控制策略与技术等6个方向,并结合需求对各个研究方向进行了概括和展望。

关键词:“源—网—荷”互动;智能电网;可再生能源;柔性负荷;互动行为建模;互动能力辨识;安全分析;协调控制收稿日期:2012-07-10;修回日期:2012-10-04。

0引言能源安全事关国家安全,大力发展可再生能源已经成为全球共识,也是智能电网发展的重要标志性内容之一。

在能源开发利用方式上,可再生能源(如风电、光伏发电具有随机性、间歇性和波动性特点,在满足新能源规模化接入前提下,需要保障电网的实时功率动态平衡和安全稳定;可再生能源还具有分散性特点,靠近负荷侧就地接入并构成微网/分布式发电,也将成为未来电网的重要组成部分。

在多元能源综合利用上,未来电网的一次能源具有多样性,其时空分布和电源动态特性各异,如何实现多元能源系统间的良性互动和各种资源的综合高效优化利用,是当前和未来都需要解决的重要课题。

在能源消费结构上,具有与电网双向互动能力的电动汽车将改变现有负荷特性,使得电力用户同时也会成为电力供应方;储能的大量应用将给电网生产主要环节带来重大影响。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald53DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.21.053电网企业“源网荷储”友好互动系统运行管理体系①王文天(国网镇江供电公司 江苏镇江 212001)摘 要：作为电力系统“源网荷储”协调优化模式的核心连接点，电网企业有必要进行治理体系的创新，实现治理能力的现代化。

文章首先对电网企业源网荷友好互动系统背景进行了介绍，然后分析了“源网荷储”友好互动系统运行的管理需求，通过对源网荷友好互动系统运行中的不适应性进行系统检视，界定清晰相关电力设施的产权归属，健全合同保障机制以及加强源网荷友好互动系统建设的内部控制机制等措施来实现源网荷友好互动。

通过上述措施的实施，积极推动了管理机制的创新，取得了良好的管理效益。

关键词：源网荷储 友好互动 管理中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)07(c)-0053-03①作者简介：王文天（1971—），男，汉族，江苏镇江人，硕士，高级政工师，主要从事电力营销管理工作。

近年来，随着产业结构的不断转型和人民生活水平的不断提高，电力需求季节差异越发凸显，空调用电负荷不断攀升，用电尖峰越发明显。

同时江苏区外来电比例逐步增加，至2020年，江苏电网最大受电电力占全社会最大用电负荷的比例将由目前的20％上升到42％[1]。

为应对新形势和新要求，江苏省电力公司着力实施“大规模源网荷友好互动系统”，即遵循安全、友好、高效的原则，开展电源侧灵活调控和负荷侧快速响应，依托智能电网实现源荷动态匹配，提升特高压直流双极闭锁等严重故障情况下的电网弹性恢复能力，提升电网消纳可再生能源和充电负荷的弹性互动能力[2-4]。

该系统通过快速精准控制客户的可中断负荷，将大电网的事故应急处理时间从原先的分钟级提升至毫秒级。

与传统事故应急的由电网调度人员直接拉路切除整条线路负荷相比，该系统不仅处理速度大大加快，而且精准控制到特定大用户的特定负荷，最大程度地降低了对居民和重要用户的影响[5]。

源网荷一体化实践案例1. 引言随着我国经济的持续发展和能源需求的不断增长，电力系统的安全稳定运行和节能减排面临着严峻的挑战。

源网荷一体化作为一种新型的电力系统运行管理模式，旨在实现电力系统中发电、输电、变电、配电、用电等环节的高效协同和优化运行。

本文将通过实际案例分析，探讨源网荷一体化在电力系统的应用和实践。

2. 案例介绍2.1 案例一：某城市分布式电源接入某城市在推进新能源发展和分布式电源接入方面进行了积极的尝试。

他们对分布式电源进行了合理的规划和布局，将分布式电源与配电网进行有效融合，提高了分布式电源的利用率。

通过源网荷一体化平台，实现了对分布式电源的实时监控和调度，确保了电力系统的安全稳定运行。

2.2 案例二：某工业区能效管理与优化某工业区通过源网荷一体化平台，实现了对区域内电力设备的实时监测和管理。

通过对用电数据的分析和挖掘，发现了存在能源浪费的问题。

通过调整用电策略和实施节能措施，某工业区成功降低了能源消耗，提高了能源利用效率。

2.3 案例三：某大型光伏发电企业并网运行某大型光伏发电企业通过源网荷一体化平台，实现了与电网的高效互动。

在光伏发电高峰期，通过源网荷一体化平台的调度，实现了光伏发电与电网的实时平衡，提高了光伏发电的并网运行效率。

3. 实践与启示3.1 实践总结通过以上案例，我们可以看到源网荷一体化在电力系统的应用取得了显著的成效，主要体现在以下几个方面：1. 实现了电力系统中各环节的高效协同，提高了电力系统的运行效率。

2. 通过实时监控和调度，确保了电力系统的安全稳定运行。

3. 通过对用电数据的分析和挖掘，发现了存在能源浪费的问题，并采取了有效的节能措施。

4. 实现了新能源的高效利用，提高了能源利用效率。

3.2 启示1. 源网荷一体化是未来电力系统发展的重要方向，有助于提高电力系统的运行效率和安全性。

2. 政府和企业应大力推广源网荷一体化技术，加强相关技术的研发和创新。

3. 电力系统各环节应积极参与源网荷一体化实践，加强协同配合，实现互利共赢。

源网荷储工作心得体会“源网荷储”一体化发展模式应运而生，希望通过一体化建设、运营，有效保障新型电力系统安全可靠、高效经济的运行。

但正因为电力系统生产组织关系涉及到市场主体责权利格局的变化，“一体化”的“理想”将不可避免的要遭遇现实问题，实现各方责权利的再平衡也将成为实现“一体化”“理想”的重要抓手。

参与主体各方责权利分配不对称是制约一体化发展的现实问题。

自电力改革以来，电力系统实现了厂网分离，极大的促进了我国电力行业的发展。

然而现阶段这种厂网分离模式使得有意参与一体化发展的各方责权利不对称，成为制约一体化发展的现实问题。

储能以及配电网成本难以回收是制约发电企业推广一体化模式的主要问题。

我国发电企业有责任配合国家战略，推动能源转型以及新能源高质量发展。

在此责任背景下，叠加现阶段新能源发电较高的利润，发电企业更多的追求发展新能源发电，维护大系统安全稳定不是其关心的主要问题。

此外，对发电企业而言，如果一体化项目中的负荷是新增负荷，则可能存在负荷用电量较少的问题，而如果不是新增负荷，则容易出现私拉专线的问题。

远不如通过大电网消纳调节方便、经济、实惠。

同时储能以及配电网成本较高且回收渠道较少，电源企业参与一体化项目建设运营的动力较低，更多的希望建设新能源电源。

此外，有意愿参与建设投资一体化模式的社会资本可以大体分为三大类，其他能源国企（如中石油、中石化）、电气设备类企业（如华为、阳光电源等）、工商业大用户以及其他资本。

氢能技术的不成熟是中石油、中石化等能源国企未大规模推广一体化模式的主要原因。

在双碳目标的大背景下，传统的能源企业亟需寻找新的出路，如氢能、新能源发电以及充电桩等业务，这类企业大多具有一定的氢能技术基础，且这类企业有试错机会，因此此类企业愿意抢先布局氢能。

但出于对新行业投资风险的担忧以及现阶段氢能发展的不成熟，此类企业现阶段不会大面积铺开。

与发电企业类似、成本难以回收是制约民营电气设备类企业发展一体化模式主要原因，此类民营企业具有一定的电气设备制造以及控制基础，其业务布局组成了一体化的关键控制节点，与一体化模式高度重合。

源网荷一体化新模式1. 引言随着我国经济的快速发展，能源需求不断增长，电力系统面临着严峻的挑战。

为了提高电力系统的运行效率和可靠性，降低能源成本，促进可再生能源的消纳，我们需要探索一种新型的电力系统运行模式——源网荷一体化新模式。

2. 源网荷一体化新模式概述源网荷一体化新模式是指将电源、电网和负荷三者紧密结合，实现能源的高效利用和优化配置。

该模式通过技术创新和系统优化，提高电力系统的灵活性和韧性，降低系统运行成本，促进可再生能源的广泛应用。

3. 源网荷一体化新模式的主要特点源网荷一体化新模式具有以下主要特点：1. 高度集成：将电源、电网和负荷三者有机结合，形成一个统一的能源系统，实现资源的高效利用。

2. 灵活性强：通过实时监测和调度，实现电源、电网和负荷的动态平衡，提高电力系统的运行效率。

3. 韧性高：源网荷一体化新模式具有较强的应对外部扰动的能力，能够快速调整系统运行状态，确保电力供应的稳定性。

4. 成本低：通过优化能源配置和提高电力系统运行效率，降低能源成本，减轻用户负担。

5. 环保绿色：促进可再生能源的消纳，减少化石能源的使用，降低环境污染。

4. 源网荷一体化新模式的核心技术源网荷一体化新模式的核心技术主要包括：1. 智能监测与分析技术：通过实时监测电力系统的运行状态，采集相关数据，进行大数据分析，为调度提供决策依据。

2. 能源优化配置技术：根据电力系统的实际需求，优化能源的分配和调度，实现资源的高效利用。

3. 需求响应技术：通过激发用户的需求潜力，实现负荷的灵活调节，协助电力系统平衡。

4. 储能技术：利用储能设备，平滑电力系统的供需波动，提高系统的稳定性。

5. 可再生能源消纳技术：通过技术手段，提高可再生能源的消纳能力，促进清洁能源的发展。

5. 源网荷一体化新模式的实施策略为了推进源网荷一体化新模式的实施，建议采取以下策略：1. 政策支持：制定相关政策，鼓励源网荷一体化新模式的研究、示范和推广。

电网企业 "源网荷储 "友好互动系统运行管理体系【摘要】作为"源网荷储"协调优化模式的主要核心结点，在电力系统中，电网企业必须创新监管体系，实现治理能力现代化。

本文首先介绍了电网企业源网友好交互系统的背景，然后通过对源网友好交互系统运行调整的系统验证，分析了"源网荷储"友好交互系统运行的管理要求，明确了相关电力设施的所有权，完善了合同保障机制，强化了源网友好交互系统建设的内部控制机制，通过上述措施的实施，积极推进管理机制创新，取得了良好的管理效益。

【关键词】源网荷储；友好互动；管理近年来，随着产业结构的不断变化和人民生活水平的不断提高，电力需求的季节性差异日益突出，空调用电负荷持续增加，用电高峰日益明显。

为应对新形势、新要求，电力企业致力于实施大规模源网荷友好互动系统，即按照安全、友好、高效的原则，实施灵活的能源控制和快速负荷响应，依托智能电网实现源头电荷动态匹配，提高电网在直流特高压双极关闭等严重故障情况下的复原能力，提高电网分布式可再生能源和充电负荷的交互能力。

该系统通过快速准确地控制客户的中断负载，将大型电网的应急处理时间从原来的分钟级提升到毫秒。

与传统的事故应急响应相比，由电网调度员直接拉出全线负荷，系统不仅处理速度快得多，而且精确控制了用户的具体负荷，特别减少了对居民和关键用户的影响。

源网荷协调优化模型是能源互联网的核心环节，可以更广泛地应用于整个能源行业，结合能源互联网的技术和系统，形成整个能源系统的协调优化运行模式。

1.源网荷储友好互动系统运行的管理需求电力企业在源网荷储模式的协同优化方面所面临的问题要更加的复杂和多元化。

其本身超高压材料就对电网安全水平和事故预防能力提出了更高的要求。

再加上当下新能源以及可再生资源的发展，给电网的安全控制以及平稳运行带来了极大的挑战。

新时代的电动车也应运而生，在一定程度上对电网的交互服务以及协调能力提出了新的问题。

源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究摘要:随着社会经济的不断发展,在我国构建以新能源为主的新电力的大环境下,为了满足新电力发展的需要,本文介绍了一种构建主配一体的新思路。

在此基础上,构建适用于广泛区域内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统结构,并将云计算与局域化的方式结合在一起,将主电网与配电网的调度与控制功能进行了有机的整合,从而提高了源网荷储互动的主配一体调度控制能力以及新能源的消纳水平。

关键词:源网荷储;主配一体;调度控制系统引言伴随着市场可再生能源的不断增加，新能源发电规模不断扩大，对构建以新能源为核心的新型电力系统提出了更高的要求。

随着新能源电力的随机性与间歇性特征的出现，电网系统受到的影响与日俱增，电网的随机性与波动性也随之增强，使得常规的“源网荷储”式电网控制模式难以在控制精度与时效性上达到更高的要求。

本文针对目前我国电力市场对电力市场的精细控制要求，研究基于电力市场的电力市场中源网荷储联合调度新模式，并研究其在电力市场中的应用，为进一步提升电力市场的精准控制水平提供理论依据和技术支撑。

一、源网荷储市场响应机制新能源接入电网，本质上是市场对新能源的不断增长，其接入方式与使用方式，将直接影响到电网调控的准确性与时效性。

为此，必须明确“双导向、双市场”的新能源并网需求特征，构建“双导向、双市场”的新能源并网响应机制。

新的“双导向，双市场”响应机制包含：发电企业参与响应，负荷侧资源参与，以及峰谷价格的激励机制。

在此基础上，利用多种调控手段，引导新能源用户积极改进，减少其对电网运行稳定的冲击。

（1）电厂参与电厂采用“报量保价”方式参加电网调度系统的运行，在“容量优先”的基础上，由调度局对电厂在运行过程中产生的电量给予一定的补助。

（2）负荷侧资源参与由调度机构以市场用电情况为依据，划分出不同的用电时段，在负载侧发电量处于高峰时，优先消费清洁能源的发电量，减少电厂的发电量，增加新能源的消费比率。

引言近年来，以风、光等可再生能源为主的分布式电源和储能设备大规模接入配电网，传统“无源”的配电网逐步转变为“有源”配电网。

相比于传统“无源”配电网，“有源”配电网的潮流特征和故障电流特征均发生显著改变，易发生线路过电压、设备过载、短路电流越限，保护配置也相对困难。

这一系列问题制约了分布式可再生能源的进一步接入和消纳。

在传统“无源”配电网中，调控手段（如变压器有载调压、电容器投切）相对有限，难以解决复杂“有源”配电网中产生的新问题。

另一方面，电力电子技术、通信控制技术、储能技术发展迅猛，充分利用这些技术，对“有源”配电网开展“主动”管理，可以有效改善配电网系统运行，促进可再生能源消纳。

根据CIGRE Working Group C6.11的定义，主动配电网是利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，基于灵活的拓扑结构，实现自主协调控制间歇式新能源与储能装置等分布式能源单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行，提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资。

目前欧美等发达国家已有许多主动配电网示范项目正在开展，如欧盟IGREENGrid项目、IDE4L项目，英国CLASS项目，纽约FICS项目等。

这些示范工程以提高可再生能源的消纳和提高供电可靠性为主要目的，并充分利用配电网中的已有资源、降低投资。

2017年6月，国家能源局正式批准“浙江嘉兴城市能源互联网综合试点示范项目”，其中海宁尖山地区作为重点，预期把一个集中的、单向的电网，转变成源网荷储互动合作的区域能源互联网。

本文将以此为背景，从现状分析、工程方案设计、项目意义等几个角度，对在海宁尖山新区开展的“基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网试点工程”进行详细阐释，为相关主动配电网工程设计提供借鉴。

1海宁尖山新区电网现状分析尖山新区占地面积30km2，是嘉兴地区光伏产业集聚的高新技术园区，区域内有220kV安江变电站与110kV尖山变电站［包含110/35/10.5kV主变压器1台（编号为1号），容量50MVA；110/20kV主变压器2台（编号为2号和3号），容量2×80MVA］2个电源点。

源网荷储是什么？源网荷储是以“电源、电网、负荷、储能”为整体规划的新型电力运行模式。

过去，电网系统调控主要采取“源随荷动”的模式，当用电负荷突然增高时，一旦电源侧发电能力不足，就会出现供需不平衡以致严重影响电网的安全运行。

随着构建新型电力系统步伐加快，以风电、光伏为代表的新能源在能源系统结构中比重不断提升，但其波动性、间歇性和随机性特点也给电网稳定运行带来挑战。

而“源网荷储”可促进供需两侧精准匹配，最大化利用清洁能源，有效解决清洁能源消纳及其产生的电网波动性等问题，提高电力系统综合效率。

与传统电网相比，新型电力系统的电网发展将形成以大电网为主、多种电网形式并存的模式。

未来，多层次微电网将在家庭、社区、公园等不同规模地区形成，解决大规模新能源和新负荷大规模接入、即插即用的问题。

“源网荷储一体化” 是一种可实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式，从而更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力，是构建新型电力系统的重要发展路径。

整体来看，“源网荷储一体化”的运行模式可充分发挥发电侧、负荷侧的调节能力，促进供需两侧精准匹配，保障电力可靠供应。

具体说来，过去电网系统调控主要采取“源随荷动”的模式，其问题在于当用电负荷突然增高时，一旦电源发电能力不足，就会出现供需不平衡以致严重影响电网的安全运行。

推行“源网荷储一体化”，首先是要最大化调动（或发挥）负荷侧调节响应能力，让用户深度参与到系统运行的调节中来，通过捕捉灵敏的价格信号充分挖掘并引导用户积极性，增加负荷侧调节的灵活性。

其次，在发电侧要增加各类电源的调节能力并将其充分释放，实现电力系统调节资源共享，这就需要提高新能源的发电占比、促进能源就近生产和利用并增加储能系统的规模化应用。

托区域（省）级电力辅助服务、中长期和现货市场等体系建设，引入电源侧、负荷侧、独立电储能等市场主体，全面放开市场化交易，推动建立市场化交易用户参与承担辅助服务的市场交易机制，培育用户负荷管理能力，提高用户侧调峰积极性。

智能电网“源-荷”协同调度框架及实现陈刚发表时间：2018-05-02T11:06:35.743Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：陈刚[导读] 摘要：由于目前“电能的大规模存储“仍是世界性难题，要保证电网安全稳定运行，就必须保持发电和负荷在任何位置、任何时刻均处于平衡状态，这对电网运行的能量管理和运行控制提出了极大的挑战。

（包头供电局内蒙古包头市 014030）摘要：由于目前“电能的大规模存储“仍是世界性难题，要保证电网安全稳定运行，就必须保持发电和负荷在任何位置、任何时刻均处于平衡状态，这对电网运行的能量管理和运行控制提出了极大的挑战。

关键词：智能电网；源－网－荷；协同调度；当大规模的间歇式可再生能源发电并入电网、越来越普及的电动汽车随机接入电网，如何才能保障智能电网安全可靠地运行？“源、网、荷”协同的智能电网能量管理和运行控制至关重要，采用“分布自治-集中协调”的架构和决策机制，通过能量管理系统家族实现分散自律控制，通过控制中心能量管理实现源网荷的协同。

一、“源—网—荷”互动的内涵“源—网—荷”柔性互动是指电源、负荷与电网三者间通过多种交互形式，实现更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力的目标。

“源—网—荷”互动本质上是一种能够实现能源资源最大化利用的运行模式。

如图1（ａ）所示，传统电力系统运行控制模式是电源跟踪负荷变化进行调整，尚未形成明显的互动关系。

未来电网由于电源、电网和负荷均具备了柔性特征，将形成全面的“源—网—荷”互动，呈现源源互补、源网协调、网荷互动和源荷互动等多种交互模式（见图1（ｂ））。

图1“源－网－荷”互动内涵1.源源互补，未来电网的一次能源具有多样性（如水电、风电、光伏发电、生物质发电、海洋能发电等），其时空分布和动态特性均存在一定的相关性和广域互补性，通过源源互补可以弥补单一可再生能源易受地域、环境、气象等因素影响的缺点，并利用互联大电网中多种能源的相关性、广域互补性和平滑效应来克服单一新能源固有的随机性和波动性的缺点，从而有效提高可再生能源的利用效率，减少电网旋转备用，增强系统的自主调节能力。