能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，電力運(yùn)行中電源、電網(wǎng)、負(fù)荷與儲(chǔ)能四部分將以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐，通過多種交互手段，更經(jīng)濟(jì)、高效、安全地提高電力系統(tǒng)的功率動(dòng)態(tài)平衡能力，從而實(shí)現(xiàn)能源資源最大化利用的運(yùn)營生態(tài)模式，“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”生態(tài)體系如圖3-2所示，主要內(nèi)涵包括：

       (1)“源-源”互補(bǔ)。“源-源”互補(bǔ)強(qiáng)調(diào)不同電源之間的有效協(xié)調(diào)互補(bǔ)，通過靈活發(fā)電資源與清潔能源之間的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，克服清潔能源發(fā)電出力受環(huán)境和氣象因素影響而產(chǎn)生的隨機(jī)性、波動(dòng)性問題，形成多能聚合的能源供應(yīng)體系。

       (2)“源-網(wǎng)”協(xié)調(diào)。“源-網(wǎng)”協(xié)調(diào)要求提高電網(wǎng)對多樣化電源的接納能力，利用先進(jìn)調(diào)控技術(shù)將分散式和集中式的能源供應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化組合，突出不同合之間的互補(bǔ)協(xié)調(diào)性，發(fā)揮微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)技術(shù)的緩沖作用，降低接納新能源電力給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來的不利影響。

圖3-2“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”生態(tài)體系

       (3)“網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)。“網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)把需求側(cè)資源的定義進(jìn)一步擴(kuò)大化，將儲(chǔ)能、分布式能源視為廣義的需求側(cè)資源，從而將需求側(cè)資源作為與供應(yīng)側(cè)相對等的資源參與到系統(tǒng)調(diào)控運(yùn)行中，引導(dǎo)需求側(cè)主動(dòng)追尋可再生能源出力波動(dòng)，配合儲(chǔ)能資源的有序(智能) 充放電，從而增強(qiáng)系統(tǒng)接納新能源的能力，實(shí)現(xiàn)減棄增效。

      (4)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化。通過多種能量轉(zhuǎn)換技術(shù)及信息流、能量流交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源資源的開發(fā)利用和資源運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、能量傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的相互辦調(diào)；將用戶的多種用能需求統(tǒng)一為一個(gè)整體，使電力需求側(cè)管理進(jìn)步擴(kuò)大化成為全能源領(lǐng)域的“綜合用能管理”，將廣義需求側(cè)資源在促進(jìn)清潔能源消納、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面的作用進(jìn)一步放大化。

  互聯(lián)網(wǎng)化的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”運(yùn)行機(jī)制如圖3-3所示，其協(xié)調(diào)優(yōu)化主要運(yùn)行模式和流程包括:

       (1)基礎(chǔ)條件分析。在系統(tǒng)規(guī)劃方案設(shè)計(jì)前，系統(tǒng)運(yùn)營商需對建設(shè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀評(píng)估及未來發(fā)展趨勢預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)、信息物理融合系統(tǒng)(cyber  physical system,CPS)等技術(shù)對用戶的多種類能源需求做出預(yù)測，分析目前該地區(qū)已有的能源供應(yīng)渠道和方式，這方面不僅包括用戶的用電需求預(yù)測、負(fù)荷特征刻畫及負(fù)荷發(fā)展特性預(yù)測，還包括用戶供熱需求、供水需求、天然氣需求等多方面用能需求預(yù)測。此外，還應(yīng)分析目標(biāo)地區(qū)的氣候地理?xiàng)l件，為集中式和分布式能源模塊的選址提供數(shù)據(jù)信息支撐。

       (2)系統(tǒng)規(guī)劃。以基礎(chǔ)條件分析所獲取的數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，選擇合適的地點(diǎn)開展分散能源模塊和集中能源模塊的構(gòu)建，分散能源模塊以分布式電源及其配套設(shè)施為主，集中能源模塊以大規(guī)模清潔能源發(fā)電及靈活發(fā)點(diǎn)資源為主。在規(guī)劃階段就要充分考慮到未來的系統(tǒng)運(yùn)營需求，分散能源模塊要在能源供需內(nèi)部自平衡的基礎(chǔ)上，為集中能源模塊提供有效補(bǔ)充作用；另外，集中能源模塊的規(guī)劃要為運(yùn)行階段清潔能源與靈活發(fā)電資源的互補(bǔ)協(xié)調(diào)提供基礎(chǔ)。

圖3 3“源阿有體”運(yùn)行機(jī)制

       同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)營商需完成能源傳輸模塊構(gòu)建，為集中和分散能源模塊提供連接用戶的能源通道，分散能源模塊應(yīng)通過微網(wǎng)與主能源系統(tǒng)相連，微網(wǎng)技術(shù)在其中起到緩沖和優(yōu)化作用。此外，還需建設(shè)信息通信網(wǎng)絡(luò)及云端信息處理系統(tǒng)。計(jì)算系統(tǒng)規(guī)劃方案的可行性并在多個(gè)方案中實(shí)觀選擇、優(yōu)化，同時(shí)匯總能源信息并制定優(yōu)化的系統(tǒng)運(yùn)行方案。

       (3) 系統(tǒng)運(yùn)行。在系統(tǒng)運(yùn)行階段，系統(tǒng)運(yùn)營商通過信息通信網(wǎng)絡(luò)采集用戶的全部用能信息及能源供應(yīng)側(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過云端信息處理系統(tǒng)的分析處理為用戶提供優(yōu)化的用能方案，通過合理的電價(jià)機(jī)制及需求側(cè)響應(yīng)措施引導(dǎo)用戶用電主動(dòng)追蹤清潔能源發(fā)電出力；同時(shí)根據(jù)發(fā)電側(cè)數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)合理的調(diào)度排序和出力安排，結(jié)合分散能源模塊“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”的模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的雙側(cè)協(xié)調(diào)優(yōu)化、雙向自適應(yīng)過程。同時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的紐帶效應(yīng)，優(yōu)化其他能源模塊(如供熱、供水、燃?xì)夤?yīng)等) 的運(yùn)行。

      在系統(tǒng)運(yùn)營過程中，由于向用戶承擔(dān)了供電、供熱、供氣以及用電診斷、用能方案優(yōu)化設(shè)計(jì)等職責(zé)，還為能源互聯(lián)網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶提供了能源輸送渠道，因此系統(tǒng)運(yùn)營商的收益可包括電費(fèi)、輸配電費(fèi)、能源信息服務(wù)費(fèi)、供暖費(fèi)及其他能源費(fèi)用等。

      (4）全過程綜合評(píng)價(jià)。在能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目建成運(yùn)營3～5 年間，對該項(xiàng)目的運(yùn)營情況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，構(gòu)建包括可再生能源使用效率、供電可靠性、設(shè)備使用率等多方面指標(biāo)體系，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對比分析，尋找項(xiàng)目缺陷并進(jìn)行循環(huán)修正。能源互聯(lián)網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式能夠?qū)⒛茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的能源開發(fā)、能源輸送、能源需求與使用等幾個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)統(tǒng)一為一個(gè)有機(jī)整體，協(xié)調(diào)優(yōu)化不僅能夠從更高的層面出發(fā)，實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置，同時(shí)還能促進(jìn)清潔能源的高效開發(fā)利用，提高清潔能源在終端能源消費(fèi)中的比重。