0551-62353701
從“源隨荷動”到“源網荷儲”，為保證電力供需平衡，促進新能源消納，電網面臨著嶄新的挑戰。近日，國家電網印發《國家電網有限公司電力需求響應工作兩年行動計劃（2020~2021年）》，不斷發掘、發揮需求側資源作用，擴大需求響應規模，催生多元化、規模化、市場化發展應用，讓電網更智能，用能更清潔，客戶更滿意。
用戶瞬間響應電網需求，高靈活性電網走到臺前。
高溫總是與夏季相伴，每到此時，用電負荷節節攀升，給電網造成巨大壓力。
然而，8月21日13時，正值上海市午間高溫時分，位于上海市浦東新區的魯能國際中心商務樓卻在主動降低用電負荷。在智慧能源管理系統的自動調節下，商務樓關閉了停車場部分照明燈，調整了中央空調的一些參數，這種狀態持續了一個小時。商務樓內的工作人員并沒有什么感覺，但這項智能化的操作降低了290千瓦的用電負荷。
8月中旬以來，上海中心氣象臺連續發布多次高溫黃色、橙色預警信號，上海市多區最高氣溫達到38攝氏度。持續高溫影響下，8月14日，上海電網用電負荷首次突破3300萬千瓦大關，達到3311萬千瓦，給電網帶來新挑戰。
為保障電網運行安全，8月21日13時至14時，國網上海市電力公司開展了削峰電力需求響應，響應負荷共計21.87萬千瓦，響應率104%。這是今夏上海實施的第一次削峰電力需求響應。當天，共有5個負荷集成商、304個用戶參與此次需求響應。
近年來，負荷側參與電網調峰、調頻的作用逐漸突顯。電網運行模式從傳統的“源隨荷動”向“源網荷儲”友好互動模式轉變，電力需求響應是促進源網荷儲友好互動的重要手段。
電力需求響應是指通過分時電價等市場價格信號或資金補貼等激勵機制，引導鼓勵電力用戶改變原有電力消費模式的用能行為，以促進電力供需平衡，保障電網穩定運行。國家電網積極開展適應于能源互聯網發展形態的電力需求響應工作，印發《國家電網有限公司電力需求響應工作兩年行動計劃（2020~2021年）》，充分發揮電力需求響應在促進發、輸、配、用全過程高效運行和精準投資中的重要作用，助力系統安全運行、經濟運行，實現系統效益最大化。
電力需求響應讓電源、電網、負荷側、儲能的關系更加和諧，也讓參與方受益頗多。魯能國際中心商務樓信息主管陸曉丹介紹：“我們利用樓宇原有的空調資源，通過中央空調交互終端實現空調負荷的柔性調控。這次降低的負荷，不僅沒有影響大樓的舒適度，而且我們還拿到了補貼，真是件一舉多得的好事。”
電網有削峰需求，也有填谷需求。近年來，我國電動汽車數量增長迅猛，充電需求旺盛。國家電網積極推廣有序充電樁，通過市場機制引導用電負荷移峰填谷。“國家電網通過峰谷價格機制鼓勵大家低谷多充電、高峰少充電。電動汽車與電網形成良性互動，對于優化電網運行曲線、提升電網運行經濟性也將有所助益。”北京電力交易中心相關業務負責人說。
如今，多能互補、智慧能源協調互動受到各界關注。
記者了解到，參加8月21日上海電力需求響應的客戶是由智慧能源服務平臺匯集、聚合起來的，參與主體涵蓋了工業生產移峰、自備電廠、冷熱電三聯供、冰蓄冷空調機組、電力儲能設施、公共充電站等多類型用戶。
在參加響應的主體中，一些商務樓宇被稱為“虛擬電廠”。“虛擬電廠并不是真正的電廠，而是進行了智慧用能控制改造的負荷側用戶，它可以是商務樓宇，也可以是工廠生產線。大樓和工廠裝載的智能終端可以在線監測用電需求，柔性調節用電負荷，實現對分布式資源的有效聚合和協調調控，達成與常規發電廠相近的效果。”國網上海客服中心需求側管理中心專家趙建立解釋道。
以商務樓宇為例，當電網發出降負荷指令時，智能終端可以柔性調節空調、電梯、儲能、三聯供機組的運行方式，既不影響用戶的用能體驗，又降低了用電負荷，一幢大樓即刻變身為一座為電網輸送電能的“發電廠”。
今年，國家電網推廣省級智慧能源服務平臺建設，聚集可調節負荷資源，挖掘需求響應價值。“省級智慧能源服務平臺發展成熟后，將聚集大量可調節負荷資源，并匯集各種能源數據。這些數據將為開展精準調節負荷提供重要支撐，讓源網荷儲互動更高效、更智能。”趙建立告訴記者。
智慧能源是未來的發展趨勢，對冷熱電氣進行優化互補運行控制，有利于提升電網負荷側調控能力，構建更經濟、更綠色、更安全的能源互聯網。
8月20日上午9時，江蘇揚州供電公司電力調度控制中心工作人員吳佳佳通過綜合能源協調控制系統，對揚州和昌運河東郡小區地源熱泵的控制模塊發出升溫2攝氏度指令，20分鐘后，地源熱泵的溫度從12攝氏度上升到14攝氏度，2個小時共“挪用”電量400千瓦時，實現對外部電網的緊急功率支撐。短時間的正負2攝氏度溫差調控，居民幾乎無感知，但創造了用戶與電網友好互動的新模式。
隨著電網與負荷側用戶的互動更廣泛、更精準，電網應對負荷尖峰的能力將顯著提高，供電可靠性大幅提升，用戶體驗越來越好。
近年來，光伏扶貧成為我國貧困地區脫貧致富的重要方式。一座座拔地而起的光伏扶貧電站，成了貧困群眾靠得住的“陽光銀行”。
光伏扶貧電站不斷增多，隨之而來的光伏消納問題也日益突顯。
營里鄉位于河北省與山西省交界處的太行山深山區，處于配電網末端，供電半徑長，用電量偏低。據統計，2019年營里鄉最大用電負荷為800千瓦，而當地光伏裝機容量已達1500千瓦，電量倒送和光伏消納問題突出，對電網設備的安全也造成了一定影響。
如何促進光伏就地消納的同時，又保證電網安全？6月19日，隨著一座虛擬變電站的建成投運，這個難題也迎刃而解。
針對營里鄉分布式電源集中但變電站布點不足的現狀，河北石家莊供電公司創新應用“開關站+儲能+邊緣控制服務中心”的技術手段，將當地5座光伏扶貧電站接入虛擬變電站能量管理系統，將其虛擬為一座變電站，利用10千伏出線為周邊用戶供電，為配電網末端供電提供雙重保障，實現源網荷儲的友好互動。
“剩余電量11%、剩余電量15%……”在光伏出力最大的中午時分，虛擬變電站內的儲能裝置將多余的光伏電量儲存起來，在光伏出力變小時再釋放電量，起到削峰填谷的作用。
打開虛擬變電站能量管理系統，儲能電池、光伏電站的運行狀況一目了然。石家莊供電公司發展策劃部專責馬樂介紹說：“虛擬變電站應用的設備都安裝了智能終端，能量管理系統可以對各項能量數據進行智能分析，自動感知光伏運行狀態，進一步優化儲能運行策略，促進源網荷儲協調優化。”
據了解，該虛擬變電站投資929萬元，占地650平方米，與傳統變電站相比節約投資73%，節省土地占用95%。虛擬變電站將10千伏營里線一分為四，營里鄉供電半徑也由29千米縮短至18千米。
“當發生線路故障時，能量管理系統可以智能排除非故障線路，并利用儲能電池儲存的電量供電2個小時以上。”馬樂進一步解釋說，營里鄉山路崎嶇，以前人工排查故障耗時久，故障搶修時間長，有了虛擬變電站，可以在短時間內隔離故障線路，構建出微電網，保障人們生產生活的基本用電。
在營里鄉，源網荷儲實現了完美協調互動，為促進分布式光伏消納提供了參考樣板。馬樂說：“光伏扶貧電站的消納難題并不是營里鄉獨有的，隨著光伏扶貧的快速推進，很多深山區的光伏扶貧電站都會面臨這個問題，虛擬變電站是解決這一問題的有效途徑。這種方式經濟實用，既能促進新能源消納，又能保障電網安全。”據測算，虛擬變電站投運后，營里鄉的光伏利用率可以提高20%。
在青海廣闊的戈壁灘上，一排排光伏板形成了壯觀的藍色海洋，一座座拔地而起的白色風機成了最美的點綴。
青海發展新能源優勢得天獨厚。這里光照時間長、輻射強度大，全省可利用荒漠面積10萬平方千米，太陽能發電技術可開發量30億千瓦；位于青海西部的柴達木盆地風能資源優越，風電技術開發量7500萬千瓦。截至6月底，青海以光伏和風電為主的新能源裝機達1608萬千瓦，占全省裝機的50%，是全國新能源裝機占比最高的省份。
新能源裝機規模如此之大，解決消納問題迫在眉睫。
促進新能源消納要“外送+就地消納”兩手抓。今年7月，青海―河南±800千伏壓特高壓直流工程正式送電，這是世界上首個以輸送新能源為主的特高壓輸電大通道，源源不斷地將青海的電能輸送到中東部地區。
除了外送，近年來，青海積極推廣清潔取暖、電動汽車等電能替代項目，提高就地消納能力。同時，從2018年開始，國網青海省電力公司依托電網行業優勢，著力開展“共享儲能”相關應用研究，打造儲能輔助服務市場，尋求“共享儲能”在技術應用和服務模式兩方面的創新突破，深入挖掘源網荷儲調節能力。
中國工程院院士杜祥琬表示，儲能是未來電力系統必要的組成部分，是不可少的。儲能可以實現能量的時移應用，平抑風、光的間歇性，即用即發，通過削峰填谷實現收益，將電力供需之間的實時耦合改為跨時段耦合，豐富電力平衡的手段，實現低密度、波動性能源的高密度、可控性應用，達到類常規電源效果，成為高競爭力的能源。
國網青海電力相關負責人介紹：“我們以電網為依托，將電源、用戶和電網三方儲能資源進行全網優化配置，使之既可為電源、用戶自身提供服務，也可以靈活調整運營模式，實現全網‘共享儲能’。”在這一新模式下，當新能源電量無法全額消納時，富余電量由共享儲能系統吸收存儲，待電網有接納空間時，系統再釋放所存儲的電量，從而有效促進新能源消納，進一步增強電網調峰能力。
共享儲能的發展需要依靠健康有序的市場機制。2018年8月，青海電力輔助服務市場建設正式啟動，當年9月，《青海電力調峰輔助服務市場運營規則》制訂完成，以市場化模式全力支持共享儲能有序發展。2019年6月18日，國家能源局西北監管局發布《青海電力輔助服務市場運營規則（試行）》，并向國家能源局報備，規范共享儲能市場化交易行為。
2019年至今，青海累計1家儲能電站和355家新能源電站參與共享儲能調峰輔助服務交易，儲能電站累計充電2989萬千瓦時，累計放電2376萬千瓦時，為探索新能源消納邁出了堅實一步。
源網荷儲協調控制發展是未來的發展趨勢，電網調度將以整體最優為目標，充分發揮各種資源優勢，促進清潔能源消納，構建出智能高效的能源互聯網生態圈。
