一文解读“源网荷储一体化”
“双碳目标”加快推进新型电力系统的构建
随着气候变化成为全人类共同的议题，碳排放成为世界各国关注的焦点。在2020年的联合国气候峰会上，我国正式提出了“30·60”双碳目标。2021年10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》（以下简称《方案》），围绕贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和的重大战略决策，加快实现生产生活方式绿色变革，推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上，确保如期实现2030年前碳达峰目标，并向2060年碳中和理想迈进。
据统计，2020年我国能源行业产生的二氧化碳排放占总排放量的72.7%左右，而电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的40%左右，电力行业的碳达峰、碳中和进度将直接影响“双碳”目标实现的进程。
2020年我国碳排放结构图
(资料来自清华大学气候变化与可持续发展研究院）
因此，必须加快构建以新能源为主体的新型电力系统，大力提升新能源消纳和存储能力。但是新能源发电的波动性、间歇性、随机性特征十分明显，高比例接入电网系统时，需要电网系统的智能化、灵活性发生根本性变化。
此时，提升电网系统的调节支撑能力，实现源网荷储各要素友好协同就显得尤为重要。
“源网荷储一体化”如何助力新型电力系统？
《方案》中明确提到要“加快建设新型电力系统”。为了构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，要大力推动“新能源+储能”、 支持分布式新能源合理配置储能系统，并积极发展源网荷储一体化和多能互补。
“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。
通过以上手段，“源网荷储一体化”有望推动电网调控从“源随荷动”向“源网荷储协同互动”转变，为加快建设新型电力系统提供有力推手。
“源网荷储一体化”具体模式
“源网荷储一体化”在我国其实已经有多次实践，其中产生了许多宝贵经验。冀北、江苏和上海等省份都根据省情实际开展了新兴市场主体的探索建设。上海电网是国内最大的城市电网，目前上海市已在黄浦、世博、张江和上海经研院办公区建成4个源网荷储一体化运行示范项目，聚合需求响应调节能力参与调峰辅助服务。
根据国家发展改革委、国家能源局发布的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，“源网荷储一体化”实施路径主要有三种具体模式：
1）区域（省）级源网荷储一体化
依托区域（省）级电力辅助服务，引入电源侧、负荷侧、独立电储能等市场主体，通过价格引导各类市场主体灵活调节，提高用户侧调峰积极性。依托现代信息通讯及智能化技术，加强全网统一调度，建立源网荷储灵活高效互动的电力运行与市场体系，充分发挥区域电网的调节作用，落实电源、电力用户、储能、虚拟电厂参与市场机制。
2）市（县）级源网荷储一体化
在重点城市开展源网荷储一体化坚强局部电网建设，梳理城市重要负荷，研究局部电网结构加强方案，提出保障电源以及自备应急电源配置方案。结合清洁取暖和清洁能源消纳工作，研究热电联产机组、新能源电站、灵活运行电热负荷一体化运营方案。
3）园区（居民区）级源网荷储一体化
以现代信息通讯、大数据、人工智能、储能等新技术为依托，运用“互联网+”新模式，调动负荷侧调节响应能力。在城市商业区、综合体、居民区，依托光伏发电、并网型微电网和充电基础设施等，开展分布式发电与用户储能灵活充放电相结合的园区（居民区）级源网荷储一体化建设。
园区（居民区）级源网荷储一体化项目是分布最为广泛的一类项目，分布式和集中式电源均可参与，技术难度相对较小，也是未来新型电力系统最为基础的组成形式。
发展“源网荷储一体化”的技术突破点
“源网荷储一体化”发展的必备条件之一是先进技术的突破，这其中包含多能互补技术、电力调度技术、“云大物移智链边”技术、储能技术等各个关键技术领域的创新和发展。在这其中，“云大物移智链边”技术及储能技术因近几年刚走上发展的快车道，被尤为关注。
1）“云大物移智链边”技术
在新型电力系统下，电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。
2）储能技术
除此以外，储能技术目前正在大规模市场化应用的进程中，辅助市场的激励作用还没有完全体现，也没有形成绝对优势的储能技术。并且，在发电侧、用电侧广泛运用的电化学储能还面临着储能安全技术的突破难点，据不完全统计，2011年-2021年10年间，全球共发生32起储能电站起火爆炸事故。认识到储能还处于产业发展早期阶段。既不能因噎废食停滞不前，也不能盲目上马，埋下安全隐患。
目前的市场情况下，诸多机构已针对新型电力系统提出了各类解决方案，如南瑞集团的EMS能量管理系统、华自科技的PCS储能变流器、玫克生能源的绿电来操作系统，都为“大云物移智链”及储能技术在“源网荷储一体化”中的运行提供了有效技术支撑，通过智能调控，达到能源多样化、电网智能化、负荷平均化、储能安全化的目的。
玫克生能源绿电来操作系统
在加快构建新型电力系统的道路上，“源网荷储一体化”运行是关键的一环，不仅可以有效实现能源资源的最大化利用，更能全面提升电网系统的综合调节支撑能力。可以预见的是，在践行“双碳”战略的进程中，在推进电力行业碳达峰的目标下，“源网荷储一体化”正成为至关重要的解决方案。
