基于互联网的“源-网-荷-储”生态体系

       能源互联网背景下，电力运行中电源、电网、负荷与储能四部分将以物联网、云计算和大数据技术为支撑，通过多种交互手段，更经济、高效、安全地提高电力系统的功率动态平衡能力，从而实现能源资源最大化利用的运营生态模式，“源-网-荷-储”生态体系如图3-2所示，主要内涵包括：

       (1)“源-源”互补。“源-源”互补强调不同电源之间的有效协调互补，通过灵活发电资源与清洁能源之间的协调互补，克服清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题，形成多能聚合的能源供应体系。

       (2)“源-网”协调。“源-网”协调要求提高电网对多样化电源的接纳能力，利用先进调控技术将分散式和集中式的能源供应进行优化组合，突出不同合之间的互补协调性，发挥微网、智能配电网技术的缓冲作用，降低接纳新能源电力给电网安全稳定运行带来的不利影响。

图3-2“源-网-荷-储”生态体系

       (3)“网-荷-储”互动。“网-荷-储”互动把需求侧资源的定义进一步扩大化，将储能、分布式能源视为广义的需求侧资源，从而将需求侧资源作为与供应侧相对等的资源参与到系统调控运行中，引导需求侧主动追寻可再生能源出力波动，配合储能资源的有序(智能) 充放电，从而增强系统接纳新能源的能力，实现减弃增效。

      (4)“源-网-荷-储”协调优化。通过多种能量转换技术及信息流、能量流交互技术，实现能源资源的开发利用和资源运输网络、能量传输网络之间的相互办调；将用户的多种用能需求统一为一个整体，使电力需求侧管理进步扩大化成为全能源领域的“综合用能管理”，将广义需求侧资源在促进清洁能源消纳、保证系统安全稳定运行方面的作用进一步放大化。

  互联网化的“源-网-荷-储”运行机制如图3-3所示，其协调优化主要运行模式和流程包括:

       (1)基础条件分析。在系统规划方案设计前，系统运营商需对建设目标区域进行经济现状评估及未来发展趋势预测，在此基础上，结合地理信息系统(geographic information system,GIS)、信息物理融合系统(cyber  physical system,CPS)等技术对用户的多种类能源需求做出预测，分析目前该地区已有的能源供应渠道和方式，这方面不仅包括用户的用电需求预测、负荷特征刻画及负荷发展特性预测，还包括用户供热需求、供水需求、天然气需求等多方面用能需求預测。此外，还应分析目标地区的气候地理条件，为集中式和分布式能源模块的选址提供数据信息支撑。

       (2)系统规划。以基础条件分析所获取的数据信息为依据，选择合适的地点开展分散能源模块和集中能源模块的构建，分散能源模块以分布式电源及其配套设施为主，集中能源模块以大规模清洁能源发电及灵活发点资源为主。在规划阶段就要充分考虑到未来的系统运营需求，分散能源模块要在能源供需内部自平衡的基础上，为集中能源模块提供有效补充作用；另外，集中能源模块的规划要为运行阶段清洁能源与灵活发电资源的互补协调提供基础。

图3 3“源阿有体”运行机制

       同时，系统运营商需完成能源传输模块构建，为集中和分散能源模块提供连接用户的能源通道，分散能源模块应通过微网与主能源系统相连，微网技术在其中起到缓冲和优化作用。此外，还需建设信息通信网络及云端信息处理系统。计算系统规划方案的可行性并在多个方案中实观选择、优化，同时汇总能源信息并制定优化的系统运行方案。

       (3) 系统运行。在系统运行阶段，系统运营商通过信息通信网络采集用户的全部用能信息及能源供应侧的基础数据，通过云端信息处理系统的分析处理为用户提供优化的用能方案，通过合理的电价机制及需求侧响应措施引导用户用电主动追踪清洁能源发电出力；同时根据发电侧数据信息设计合理的调度排序和出力安排，结合分散能源模块“自发自用、余量上网”的模式，实现系统的双侧协调优化、双向自适应过程。同时应充分发挥电力系统的纽带效应，优化其他能源模块(如供热、供水、燃气供应等) 的运行。

      在系统运营过程中，由于向用户承担了供电、供热、供气以及用电诊断、用能方案优化设计等职责，还为能源互联网覆盖区域内的用户提供了能源输送渠道，因此系统运营商的收益可包括电费、输配电费、能源信息服务费、供暖费及其他能源费用等。

      (4）全过程综合评价。在能源互联网项目建成运营3～5 年间，对该项目的运营情况进行评价分析，构建包括可再生能源使用效率、供电可靠性、设备使用率等多方面指标体系，运用综合评价方法进行对比分析，寻找项目缺陷并进行循环修正。能源互联网“源-网-荷-储”协调优化模式能够将能源互联网的能源开发、能源输送、能源需求与使用等几个环节协调统一为一个有机整体，协调优化不仅能够从更高的层面出发，实现能源资源的优化配置，同时还能促进清洁能源的高效开发利用，提高清洁能源在终端能源消费中的比重。