能源互联网下的源网荷互动体系及应用
“源网荷储”互动推动能源变革
“源网荷储” 互动推动能源变革摘要：经过长期发展，我国已成为世界上最大的能源生产国家和消费国家。
然而，以传统化石燃料为主导的能源结构，以高能耗和高污染为主导的工业结构以及偏爱低生产率和高浪费的能源使用方法带来了许多严重问题。
诸如破坏环境，污染和气候等问题，有必要促进能源改革以及向清洁和低碳能源的过渡。
关键词：“源网荷储”；能源变革；分析1、引言一项重要任务是促进以电力为枢纽的清洁能源的大规模发展，优化能源和电力供应的结构，并推动能源部门的结构改革。
清洁能源的生产停止，电力供应与电网发展之间缺乏整体协调，区域间输电通道的其余建设，峰值存储容量不足，市场不完善以及其他因素，限制清洁能源可持续健康发展的现象仍然存在。
发挥源网络配置平台的作用，创建互利的多面性机制，并鼓励能源市场部门参与交互式资源分配管理，这是解决此问题的关键。
重点是加强对“源网荷储”交互的管理，规范和可持续发展，以实现“更可靠，更环保，更高效，更有效的能源消耗以及更具交互性和共享性的能源服务。
2、以大规模源网荷储互动管控平台为支撑“源网荷储”的交互式管理是无缝的，支持高级技术应用程序。
实践中的主要重点是创建一个交互式互联网平台，用于管理和控制“源网荷储”，其主要特征是“互联网+清洁能源”。
有必要注意创建以下几个系统：2.1建设大规模供需互动系统大型用户，居民，分布式能源，电动汽车，储能装置等，引入集中和统一的交付方式，例如使用研发和货物管理终端管理模块来获取负载源分配信息，通过提高系统安全性，我们可以及时识别，预防和解决操作缺陷。
在发生严重的输电事故时，应进行紧急监控，由于负荷利用率的重要性，应停止间歇性负荷，例如大型用户，电厂辅助设备和大型泵，并确保负荷控制的协调和快速调整。
2.2建设信息通信系统集成大数据和云计算等现代信息技术的应用，以创建无处不在的信息通信系统，数据和数据源的密集集成，电源，网络和多个用户域上数据源的集成和分发，及时了解侧面和电源的状况更改功率点以及有关负载点的相关信息。
电网企业“源网荷储”友好互动系统运行管理体系
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-储”智慧能源微电网在高速公路建筑物上的应用研究
摘要：随着互联网和新型能源发电技术的成熟，能源互联网成为连接能源生产和能源消费，与源、网、荷、储、人等各能源参与方互联的基础平台，能够实现互联网式的双向交互、平等共享及服务增值。
"源-网-荷-储”各环节协调互动是实现能源互联的关键功能之一。
在髙速公路应用领域，该应用还缺乏有效的投资热情。
文章结合高速公路服务区的运营特点，介绍“源-网-荷-储”的应用环境，提出适合高速公路建筑物的光伏储能发电系统设计方案，并进行了能源、经济、社会、环境的效益分析。
关键词：光伏产业：新能源；发电“源■网■荷■储”智慧能源微电网在高速公路建筑物上的应用研究■文/张俊党的十九大提出加快电网基础设施网络建设，对推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系等也提出明确要求。
如何提供清洁稳定、绿色环保的电能，满足用户使用成为发电端需要思考的问题。
截至2019年底，我国高速公路总里程已突破14万公里，目前新能源在高速公路建筑物的应用还没有达到广泛使用的状态，而“源-网-荷-储”作为一种新能源技术正在被行业逐步接受，其设计多源信息融合、馈线级负荷预测、配电网运行控制等协调优化控制策略，从而提升主动配电网的安全可靠运行的能力、加强多样化负荷参与电网调峰，有助于分布式电源的合理配置与消纳。
1.光伏市场发展现状分析国家《关于太阳能发展“十三五”规划中期评估报告》，强调了光伏仍是国家重点支持的清洁能源，未来会得到更多支持。
党的十八大以来，我国能源发展成就显著，在国际能源治理格局中的作用不断提升，逐渐从“跟跑者”向“领跑者”转变，国家能源安全得到有效保障。
首先，我国既是全球第一大能源生产国，也是第一大能源消费国，形成了领先世界的绿色低碳发展国际竞争力。
其次，能源科技创新成果显著。
百万千瓦超临界煤电机组技术、非常规天然气勘探、特高压输电、“华龙一号”三代核电等也走在了世界前列。
再次，能源国际合作产生重大影响，“一带一路”能源合作亮点纷呈，逐步从全球能源治理的重要参与者、贡献者进一步向舞台中心迈进，不断提升国际能源领域的话语权和影响力。
电网企业“源网荷储”友好互动系统运行管理体系
电网企业“源网荷储”友好互动系统运行管理体系摘要：人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。
源网荷协调优化模式是能源互联网的核心和纽带，能够更为广泛地应用于整个能源行业，与能源互联网的技术与体制相结合，形成整个能源系统的协调优化运营模式。
本文就电网企业“源网荷储”友好互动系统运行管理体系展开探讨。
关键词：源网荷储；友好互动；管理引言为了满足未来电网对电能控制的复杂性和多样性要求，在局部消纳的基础上，以微网、智能小区为自治单元，形成自下而上的能量单元的互联。
提出一种源网荷储优化管理的能源路由器拓扑与控制，通过对各个端口的能量管理，实现源网荷储能量的优化管理。
1源网荷储友好互动系统运行的管理需求作为电力系统“源网荷储”协调优化模式的核心连接点，电网企业面临的问题更加多样化。
具体到江苏地区，一是特高压大规模馈入对江苏电网安全水平与抗事故能力提出更高要求。
二是可再生能源快速发展对江苏电网安全调控与平稳运行带来新挑战。
三是电动汽车快速发展对电网互动服务与协调控制带来新考验。
这些内外部环境的变化使得电网企业有必要进行治理体系的创新，实现治理能力现代化发展。
源网荷友好互动系统是一种全新的调控模式，系统结构。
现有电力管理规范对于源网荷友好互动系统的运行尚不能进行全面、具体的规制，尤其是在产权界定、合同约定等方面，可能产生不适用性，从而影响源网荷友好互动下需求响应的效果。
因此，急需对现行电力管理进行完善，针对可能存在的电力管理问题进行深入的研究和分析，从而对现行的电力进行更加完善的管理。
2电网企业源网荷友好互动的措施2.1基于状态感知和数据挖掘的网源荷储协调控制技术应用示范由于可调资源数量多、分布广，网源荷储协调控制采用分层分级的控制模式，即集中决策层–分布控制层–设备层3层架构。
集中决策层进行全局优化，分布控制层完成区域范围内的分布式协同控制。
协调控制系统面向主动配电网内多种可调资源，结合主动配电网不同的控制要求，建立多时间尺度多目标有功无功协调优化调度模型，实现对配电系统的多目标主动控制与管理。
能源领域5G 应用实施方案
附件能源领域5G应用实施方案5G具有高速率、低时延、大连接等特征，是支撑能源转型的重要战略资源和新型基础设施。
5G与能源领域各行业深度融合，将有效带动能源生产和消费模式创新，为能源革命注入强大动力。
为贯彻落实党中央、国务院关于加快推动5G应用的相关部署要求，拓展能源领域5G应用场景，探索可复制、易推广的5G应用新模式、新业态，支撑能源产业高质量发展，制定本实施方案。
一、总体要求（一）指导思想。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，坚持新发展理念，坚持以供给侧结构性改革为主线，以推动能源生产和消费革命为中心，以培育能源新技术、新模式、新业态为主攻方向，促进以5G为代表的先进信息技术与能源产业融通发展，拓展能源领域5G应用场景，有效提升能源数字化、网络化、智能化发展水平，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。
（二）发展目标。
未来3～5年，围绕智能电厂、智能电网、智能煤矿、智能油气、综合能源、智能制造与建造等方面拓展一批5G典型应用场景，建设一批5G行业专网或虚拟专网，探索形成一批可复制、易推广的有竞争力的商业模式。
研制一批满足能源领域5G应用特定需求的专用技术和配套产品，制定一批重点亟需技术标准，研究建设能源领域5G应用相关技术创新平台、公共服务平台和安全防护体系，显著提升能源领域5G应用产业基础支撑能力。
二、主要任务能源领域5G应用总体处于发展初期阶段，尚需深入挖掘应用场景、完善配套支撑体系、培育有竞争力的商业模式。
本实施方案基于当前发展阶段，梳理提出了相关方面认为具有一定发展前景的典型应用场景及其配套支撑技术、基础设施和安全保障体系建设任务。
随着技术进步，预期后续其他应用场景也将获得进一步拓展，并演化出丰富多彩、形态各异的新模式、新业态。
（一）进一步拓展能源领域5G应用场景1.智能电厂+5G研究面向智能电厂的5G组网和接入方案，开展电厂5G无线网覆盖建设，综合利用物联网、大数据、人工智能、云计算、边缘计算等技术，在确保电厂安全前提下，以需求为牵引，搭建适应电厂复杂环境的全域工业物联网和数据传输网络。
某智慧园区“源-网-荷-储”优化配置解决方案
某智慧园区“源-网-荷-储”优化配置解决方案发布时间：2021-12-09T05:47:43.830Z 来源：《科学与技术》2021年26期作者：王帅[导读] 智慧园区是低碳经济背景下开展多能源协同利用与综合能源服务的最佳应用场景之一，对实现国家“双碳”目标具有重要的战略意义。
王帅（1. 新疆金风科技股份有限公司，北京 100054 2. 金风低碳能源设计研究院，北京 10054）摘要：智慧园区是低碳经济背景下开展多能源协同利用与综合能源服务的最佳应用场景之一，对实现国家“双碳”目标具有重要的战略意义。
介绍了智慧园区的基本概念与能源互联网的主要特点，借助“源-网-荷-储”模式，聚焦智慧园区“源-网-荷-储”系统化的规划方法与关键要素，并依据项目实例，以优化系统配置为目标，提出解决方案。
关键词：智慧园区综合能源源-网-荷-储解决方案0 引言园区经济已经成为我国发展版图中重要的“增长极”，也是技术创新和现代化产业建设的排头兵。
现代社会的发展对能源的需求日益迫切，为解决能源与环境之间的矛盾，实现可持续发展，智慧园区、源-网-荷-储等模式应运而生，并将在未来迎来迅速发展[1]。
在“双碳”需求下，能源互联网技术将为智慧园区的建设提供有效支撑。
本文基于智慧园区的业务需求，利用能源互联网技术架构，结合面向智慧园区的“源-网-荷-储”运行模式进行规划，为实现智慧园区能源系统的协调运行，解决从能源生产、传输到能源消费等各个环节中存在的能效问题提出新的思路。
1 智慧园区及“源-网-荷-储”的内涵1.1 基本概念与主要特征智慧能源是互联网与能源生产、传输、存储、消费以及市场深度融合的产业发展新形态，具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。
智慧园区可通过能源互联网将各类型能源、负荷、储能、控制系统进行有效集成，并通过优化配置，实现多种能源的互补和充分利用，降低系统运行成本。
但由于能源的输入、输出方式多样，且不同种类的能源间存在壁垒，需要充分挖掘用能端、能源间的互动调控潜力，进行优化配置。
能源互联网“源–网–荷–储”协调优化运营模式及关键技术
[4-5]
综上所述，能源互联网的定义应当是：以互联 网技术为基础，以电力系统为中心，将电力系统与 天然气网络、供热网络以及工业、交通、建筑系统 等紧密耦合，横向实现电、气、热、可再生能源等 “多源互补” ，纵向实现“源网荷储”各环节高 度协调，生产和消费双向互动，集中与分布相结合 的能源服务网络。其中“源网荷储”协调优化 模式是能源互联网的关键运营模式。 1.2 能源互联网的主要特征 能源互联网将能源行业与互联网思维、互联网 技术高度融合，其特征主要有以下 4 点： 1）开放。能源互联网在产业层面与技术层面 都具有高度的开放特性，为能源行业与其他行业的 相互融合提供交流媒介，同时具备普适性的接入端 口，能够实现对分布式电源、储能等多种设备的适 应性对接，保证能量与信息的双向流动[17]。 2）互联。一方面，能源互联网能够保证局部 能源设备之间的互联互通，保证分散式能源模块的 内部供需自平衡；另一方面，能源互联网能够保证 分散式能源模块与集中式能源模块之间的互联协 调，发挥两者之间的互补协同作用，有效提高系统 运行的安全性与经济性。 3）对等。能源互联网将改变各能源传统网络 “自上而下”的组织形式，各参与主体即是“生产 者”又是“消费者” ，各能源设备都具备发出与接 收能量及能量信息的能力，在智能化的信息处理和 能量流动过程中，各能量节点都是平等的[18]。 4）分享。能源互联网终端包括大量能源信息 交互设备，这使得能源互联网成为各能量节点、 信息节点之间进行能量流和信息流双向流动的平 台，每个能源节点都有获取数据信息的权限与能 力，这将进一步促进能源资源在广域范围内的优化 配置[19]。
面向区域能源互联网的“源网荷”协同规划综述
面向区域能源互联网的“源网荷”协同规划综述一、概述随着全球能源结构的深刻变革，以可再生能源为主体的区域能源互联网正逐步成为能源领域发展的主流趋势。
区域能源互联网，作为能源领域与自动控制、信息处理、网络通讯等多领域深度融合的产物，其核心目标在于实现可再生能源的高效利用，提高可再生能源在一次能源生产和消费中的占比，从而推动能源结构的优化升级和可持续发展。
在这一背景下，面向区域能源互联网的“源网荷”协同规划显得尤为重要。
所谓“源网荷”即从能源供应、输配网络和负荷三个关键环节出发，进行统筹考虑和协同优化。
能源供应是区域能源互联网的基础和核心，涉及可再生能源的开发利用、化石能源的逐步替代以及能源储存技术的创新发展。
输配网络则是连接能源供应与负荷的关键桥梁，其高效性、可靠性和环保性直接关系到能源利用的整体效率和质量。
负荷作为能源消费端，其分布特点、结构优化以及与能源供应和输配网络的协同配合，同样是实现区域能源互联网高效运行的关键要素。
面向区域能源互联网的“源网荷”旨在通过综合考虑能源供应、输配网络和负荷的各个方面，实现三者的协同优化和高效配合，从而推动区域能源互联网的可持续发展和高效运行。
这一规划不仅对于提升能源利用效率、降低能源消费成本具有重要意义，同时也是推动能源结构转型、实现绿色低碳发展的重要途径。
1. 区域能源互联网的概念与重要性区域能源互联网，作为能源领域的一种新型业态，是指利用多能互补和智慧能源技术，为特定区域内多个建筑物提供冷、热、电等能源服务的综合能源系统。
其核心理念在于实现能源的横向冷热电耦合与纵向源网荷储互动，通过泛在互联的物联网平台，构建高效、清洁、智能的区域级能源供应体系。
区域能源互联网的重要性不言而喻。
它有助于提高整个区域能源系统的效率。
通过多能互补技术，实现不同能源形式之间的优化匹配，减少能源转换过程中的损失，提高能源利用效率。
区域能源互联网有助于增加可再生能源的利用。
通过将可再生能源接入系统，实现能源的清洁化、低碳化，有助于推动能源结构的转型。
能源互联网“源网荷储”协调优化运营模式及关键技术
能源互联网“源网荷储”协调优化运营模式及关键技术一、本文概述随着全球能源结构的转型和智能化的发展，能源互联网作为一种新型的能源体系架构，正逐渐展现出其巨大的潜力和价值。
能源互联网通过实现能源生产、传输、分配和消费的全面互联，旨在提高能源利用效率、保障能源安全、促进能源可持续发展。
其中，“源网荷储”作为能源互联网的核心组成部分，其协调优化运营模式及关键技术的研究与应用，对于推动能源互联网的健康发展具有重要意义。
本文旨在深入探讨能源互联网“源网荷储”协调优化运营模式及关键技术。
我们将对能源互联网的基本概念、发展历程及其重要性进行概述，明确研究背景和意义。
我们将重点分析“源网荷储”的内涵及其相互关系，探讨如何实现各环节之间的协调优化。
在此基础上，我们将进一步研究能源互联网的关键技术，如智能电网技术、储能技术、能源管理技术等，并分析这些技术在“源网荷储”协调优化中的应用。
我们将总结当前的研究成果和不足，展望未来研究趋势和发展方向，以期为能源互联网的持续发展提供有益的参考和借鉴。
通过本文的研究，我们期望能够为能源互联网的“源网荷储”协调优化运营模式提供理论支持和实践指导，推动能源互联网的创新发展，为实现全球能源结构的绿色转型和可持续发展做出贡献。
二、能源互联网发展现状与挑战能源互联网，作为现代科技与能源产业深度融合的产物，旨在构建一个高效、智能、可持续的能源体系。
其核心在于通过先进的信息技术，实现能源生产、传输、分配、消费等各个环节的互联互通和协调优化。
然而，尽管能源互联网展现出巨大的潜力和发展前景，其发展现状仍面临诸多挑战。
在能源生产方面，可再生能源的大规模接入和分布式电源的兴起，使得能源互联网的能源供给呈现出多元化、不确定性的特点。
这要求能源互联网必须具备高度的自适应能力和灵活性，以适应不断变化的能源供应情况。
在能源传输方面，能源互联网的构建需要建立一个覆盖广泛、高效智能的电力网络。
然而，现有的电网基础设施尚不能完全满足这一需求，尤其是在偏远地区和发展中国家。
源网荷储智能化调度控制系统的应用
源网荷储智能化调度控制系统的应用摘要：由于新能源电源进入电网后，电网的随机和波动性增大，现有的调度方案很难适应电网在精确性和实时性方面的要求，本项目拟研究一种新型的源一网－荷－储智能调度与控制体系，来对电源侧、电网侧等多种不同的应用进行最优选择，达到智能调度与控制的目的。
研究结果显示，该新型智能调控体系可显著提高电源、电网和储能容量，与优化前相比，其精准度和时效性分别提高11.4%和43.7%，为实现新能源规模化接入打下坚实的理论和技术基础。
关键字：源网荷储；智能化调度；控制系统引言新能源发电规模不断扩大，对构建以新能源为核心的电网提出了更高的要求。
随着新能源发电的随机性与间歇性特征的出现，电网受到的影响日益也随之增大，电网的波动与随机性也随之增强，电网供需两端的不确定性问题日益突出，使得常规的“源随荷动”的电网控制方式难以在控制精度与时效性上达到更高的要求。
为适应对电力网络精准调控的需要，权然等提出一种新型的“源一网－荷－储”协调调度模型，提出了对电力网络和源－荷－储一体化的最优调度方法，为进一步提升电力网络的调度精度打下了坚实的基础。
提出了一种新型的直流配电网源、网、荷、储多目标的最优调控方法，可以大幅降低供电系统的运营费用，降低供电系统的调节误差。
1 源网荷储市场响应机制新能源接入电力网络，本质上是新能源的不断增长，其接入方式与使用方式，将直接影响到电力网络调控的准确性与时效性，新型“双导向，双市场”响应机制包含：发电企业参与响应，负荷侧资源共享，以及峰谷定价等。
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。
1.1火力发电企业对应急反应的参与电站采用“报量保价”模式参加电力系统的运行，由调度部门依据“容量优先”进行运行，并对电站在运行中产生的电力价格给予一定的补助。
1.2负载端的共享机制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。
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大区互联电网安全运 行智能控制系统 （简称系统保护）
故障感知
优化决策
协调控制
大规模供需友好 互动系统
（简称负控2.0）
负控系统 （刚性可控负荷）
需求侧响应 （柔性负荷）
主动配电系统 （简称主动配网）
态势感知
虚拟 电厂
微电网
互动优化协调控制
泛在信息通信系统
通信信息网
安全与管控
统一信息建模
40
主动配电系统
含具备需求弹性的可调节负荷或可转移负荷；具备双向调节能力的电动汽车、储能、蓄能以及 微网等。
信息交互完善，源网荷可以感知自身信息和其他个体信息
9
可行性
空调负荷已开展实践
近年来，随着国民经济的快速发展和现代化程度提高，在京津冀、长三角、珠三角 等发达地区的夏季和冬季，空调负荷在高峰、尖峰负荷中的占比已经达到30%，局部超 过50%，是对高峰、尖峰负荷“贡献度”最大的电器设备。
单一可再生能源易 受地域、环境、气 象等因素影响
源随源动
源
多类型能源相关性互补 广域互补 大型储能平滑波动
源 荷
源
间歇性能源功率波动
荷随源动
荷
储能、电动汽车等可调度 的资源参与电网有功调节
空调、冰箱等作为需求侧 资源参与电力供需平衡
网
荷
网
小概率高风险的备用 容量不足
线路或设备潮流越限
用电量和可调容量均较大 的工业或商业用户，调度 模式为可中断负荷，直接 负荷控制，有序用电等。
投资小，通信和控制灵活
由于只反馈本地可观测量，难 与电网调度没有直接通讯
以体现系统控制的整体性，可 的负荷，特别是一些居民、
能出现负荷的过度控制或控制 商业等中小负荷，调度模
量不足，难以实现系统级精确 式适用电价价值或需求侧
控制。
竞价。
具备集中式控制的整体协调 能力和分布式控制的分散自 治灵活性，特别是适合于居 民负荷、商业负荷等中小负 荷参与调度运行
由于增加了第三方负荷聚合商，与负荷代理签约合同的任
从经济学的角度不可避免会产 意柔性负荷，负荷聚合商
生新的运行和管理成本。
与调度中心有通讯通道，
适用任意调度模式。
34
三、场景应用
统一模型
模型
“源-网-荷” 互动能力辨识
时间 互动 特性 构成
柔性互动环境 下的电网分析
方法
感知
时间特性 调节范围
安全约束
“源-网荷”柔性互 动协调控制 策略和技术
控制
基础理论
29
能量管理系统架构
EMS族群化
在“源”侧，为了实现大规模风电场和光伏电站的
自律调控，分别有风电场EMS （W-EMS）和光伏
太阳能
储能
C 用户
C
C
能量流 持续的信息流
风电
电动汽车
6
必要性
电力系统功率动态平衡能力亟待提高
源
• 以风电、光伏发电为 代表的可再生能源随 机性、间歇性和波动 性。
网
• 特高压直流传输容量大， 一旦失去，将对大受端 电网的安全稳定运行造 成的冲击。
荷
• 大规模电动汽车随机充 放电；
• 需求响应的大范围实施 将会增加功率平衡难度。
源
电站EMS（P-EMS）。
T-EMS
网
D-EMS
在“网”侧，为了实现输电网、变电站、配电网和 微网等的自律调控，分别有输电EMS （T-
W-EMS
EMS）、变电站EMS （S-EMS）、配电EMS （DEMS）和微网EMS （u-EMS）。
P-EMS
在“荷”侧，为了实现电动车集群、楼宇、家庭等 的自律调控，分别有电动车集群EMS （VEMS）、楼宇EMS （B-EMS）和家庭EMS （H-
1000MW）
大量电力盈余，被
切可中断负荷，AGC （约290万千瓦）
系统旋转备用投入约600MW
其他邻国买走
16
二、互动体系
互动内涵
技术框架
调度架构
17
互动内涵
扰动
网 网 源 源 荷
网随网动 荷随网动 荷随源动 源随源动 源随荷动
响应
网 荷 荷 源 源
荷 源
荷
源源
源随荷动
源 源
源
10:45-结束 上升约1500万千瓦
提前预测用户用电
根据需求响应，4家铝厂800MW
降低常规电源出力、
行为，大量民众外出观
负荷切出系统运行
铝厂重新并网、抽
看日食景观，少量负荷 因日食中断（减少约
位于图林根州的欧洲最大抽水蓄 能电站 由 0 增至 754MW（装 机
水蓄能电站调整运 行
300万千瓦）
大规模源网荷友好互动系统
电网 故障
应急
1
应急模式-毫秒级负荷控制
通过快速切除可中断负荷，应对特高压故障导致的频率稳定问题、断 面越限、联络线超计划和备用不足等问题。
大区互联电网安全运 行智能控制系统 （简称系统保护）
故障感知
优化决策
协调控制
大规模供需友好 互动系统
（简称负控2.0）
负控系统 （刚性可控负荷）
31Biblioteka 能量管理系统架构② 分布式架构
• 核心思想
• 利用嵌入用户用电设备的动态控制器 • 利用智能电表实时监视系统频率并相应
地调节用电设备
• 难点
• 只反馈本地可观测量，可能出现过度控 制或控制量不足的情况，难以实现电网 调度的系统级控制目标
• 各局部控制器为达到自身的预期目标， 可能使得不同控制器间相互冲突，恶化 控制的整体效果
刚
刚柔
并济
主动
柔 控制 柔
刚性
控制
电价 激励 引导
电价/激励型需求响应 阶段（起步）
合约下 紧急控制
紧急需求响应阶段 （规划中）
• 事先签署备用合同 • 快速切断负荷
虚拟调峰阶段 （执行中）
• 引导空调负荷转移 • 响应负荷补偿
有序削峰阶段 （执行中）
• 关停空调主机
• 调节出回水温度 • 调节水阀开度 • 调整风量等
方式二
阶跃调
13
可行性
3 电价激励引导
空调负荷已开展实践
成本
下发
空调1
评估
楼宇1
电网运行曲线
潜力
评估
方式一：电价机制
（峰谷、尖峰）
楼宇2
空调2
效果
反馈
测量
效益
方式二：激励机制
测算
（可中断补偿）
电价激励方式
楼宇n
空调n
公共楼宇群负荷
双向拟合负荷
14
可行性
4 合约下紧急控制
互联电网
特高压故障
电网扰动 紧急控制
万千瓦 最高负荷95%以上仅为21.5小时
8000
万千瓦
3000
1920
1930
2800
2250
2700
2000
1000
5000
0
8760
0
2011 2012 2013 2014 2015
江苏2015年负荷利用小时数曲线
江苏近5年最高空调负荷变化趋势
10
可行性
空调负荷已开展实践
公共楼宇空调负荷参与电网需求响应的四个阶段
大型受端电网故障应急
主动配电系统
UPFC
35
大规模源网荷友好互动系统
“十二五”期间，±800千伏锦屏-苏州特高压直流工程建成 投运，1000千伏淮南-南京-上海特高压交流工程、±800千 伏晋北-南京和锡盟-泰州特高压直流工程相继开工建设。
2016年，随着灵绍直流投产，华东直流受电规模进一步提 高至3600万千瓦，单一直流输送功率占到华东电网一般低谷 负 荷 的 7% 。 锦 苏 直 流 满 功 率 双 极 闭 锁 时 ， 最 低 频 率 约 49.53Hz ； 宾 金 直 流 满 功 率 双 极 闭 锁 时 ， 最 低 频 率 约 49.26Hz。
事件
空调负荷已开展实践
电厂1
电厂n
紧急调度
调度 中心
变电站1 变电站n 传统调度对象
一键式控制
楼宇1
空调1
楼宇n
空调n
公共楼宇群负荷
15
可行性
日食发生前光伏总出
力约1330万千瓦 20
实际
日食
总共下降约 830万千瓦
光伏出力/GW
0 0:00
5:00
10:00
光伏高渗透下德国电网应对日全食
在此后的75分钟内光伏出力 升至2000万千瓦，达最高值
袁晓冬 2016.4 南京
目录
01 背景和意义 02 互动体系 03 场景应用 04 总结
2
一、背景和意义
电力系统结构的转变
必要性
可行性
3
电力系统结构的转变
4
电网 水电
火电/天然气 核电
C
C
C
C
C 用户
C
C
能量流
断续的信息流
5
太阳能
储能
火电/ 天然气
水电
太阳能
C 电网
C
风电
储能 核电 风电
2015年江苏全省夏季空调负荷达2700万千瓦，用电峰谷差达2009万千瓦，占全省最高负荷
95%以上尖峰负荷（约400万千瓦）持续时间仅占全年用电小时数的0.25%。全省机组利用小时
不断下降，电网旋转备用越来越高。通过需求侧管理手段“移峰填谷”，是实现电网的经济高效
运行、提高电网品质的必由之路。 。
• 循环泵等
11
可行性