趙鵬鴿，韓道強(qiáng)，孟令海

（河南九域騰龍信息工程有限公司，河南 鄭州 450000）

1 新型電力系統(tǒng)背景下源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的概述

1.1 新型電力系統(tǒng)的概念和意義

新型電力系統(tǒng)是指在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了先進(jìn)的能源技術(shù)、智能化的信息與通信技術(shù)以及靈活的市場機(jī)制，構(gòu)建起更加智能、高效、綠色和可持續(xù)的電力供應(yīng)體系。新型電力系統(tǒng)旨在滿足人們?nèi)找嫣嵘碾娏π枨?，推?dòng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以及適應(yīng)未來能源發(fā)展的需求[1]。

2021 年3 月15 日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上作出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要指示，黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，為新時(shí)代能源電力高質(zhì)量發(fā)展提供了根本遵循，指明了前進(jìn)方向[2]。2023 年6 月2 日，由國家能源局主辦，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國能源傳媒集團(tuán)有限公司承辦的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》發(fā)布儀式在京舉行?！端{(lán)皮書》全面闡述新型電力系統(tǒng)的發(fā)展理念、內(nèi)涵特征，制定“三步走”發(fā)展路徑，并提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的總體架構(gòu)和重點(diǎn)任務(wù)[3]。從國家發(fā)展的角度來說，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)不僅契合了“雙碳戰(zhàn)略”的能源發(fā)展之目標(biāo)，還與諸如節(jié)約優(yōu)先戰(zhàn)略、綠色低碳戰(zhàn)略等相契合。此外，無論是在能源策可持續(xù)性發(fā)展方面，還是在提升能源效率、打造電力供應(yīng)的可靠性、促進(jìn)電力市場的發(fā)展等方面，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展能夠提高能源利用效率、保障能源供應(yīng)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和推動(dòng)環(huán)境保護(hù)，對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化具有積極意義等。

1.2 源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的概念和內(nèi)容

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)是指在新型電力系統(tǒng)中，將能源源頭（如可再生能源發(fā)電）、電力網(wǎng)絡(luò)、用電負(fù)荷和能量儲(chǔ)存系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，通過智能化的監(jiān)測、調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)這些要素之間的相互協(xié)調(diào)與互動(dòng)，以優(yōu)化能源的生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)和儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效、靈活、可靠和可持續(xù)運(yùn)行[4]。

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：第一，能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同。源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)需要將分散的能源源頭（如太陽能、風(fēng)能、水能等）與中心化的電力網(wǎng)絡(luò)緊密協(xié)調(diào)。第二，電力網(wǎng)絡(luò)與用電負(fù)荷的協(xié)同。新型電力系統(tǒng)中，用電負(fù)荷需要具備靈活性，以適應(yīng)可再生能源的波動(dòng)性和不確定性。第三，電力網(wǎng)絡(luò)與能量儲(chǔ)存的協(xié)同。能量儲(chǔ)存系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，可以存儲(chǔ)多余的可再生能源，并在需要時(shí)釋放能量[5]。

2 新型電力系統(tǒng)背景下源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)建設(shè)存在的問題

2.1 能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)存在問題

能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展中面臨的問題和挑戰(zhàn)有如下幾點(diǎn)。第一，能源源頭集中度不高。之所以出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，是因?yàn)樵谀承┑貐^(qū)，特定類型的能源源頭（如可再生能源）可能集中存在，而在其他地區(qū)可能不足。這樣的狀況可能會(huì)出現(xiàn)能源供給不均衡的現(xiàn)象，無論是電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸還是供應(yīng)都可能受到很大的限制，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。第二，跨區(qū)域輸電難。出現(xiàn)跨區(qū)域輸電難的現(xiàn)象，不僅與能源源頭的分布不均，需要進(jìn)行跨區(qū)域輸電以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置有關(guān)，還與跨區(qū)域輸電要面臨輸電損耗、線路建設(shè)和運(yùn)維成本等問題，需要克服技術(shù)和經(jīng)濟(jì)難題等有關(guān)。第三，可再生能源供應(yīng)具有波動(dòng)性。我們都知道，當(dāng)前可再生能源的發(fā)電和應(yīng)用受地理?xiàng)l件、風(fēng)能和太陽能的波動(dòng)性和間歇性等特性的影響，可以說可再生能源的供電極具不穩(wěn)定性，這樣的不穩(wěn)定勢必會(huì)影響電力網(wǎng)絡(luò)的匹配和調(diào)度，影響電力系統(tǒng)的供應(yīng)穩(wěn)定性等。

2.2 電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與用電負(fù)荷之間存在問題

在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展背景下，電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與用電負(fù)荷之間存在的問題和挑戰(zhàn)有如下幾點(diǎn)。第一，供需匹配問題是電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與用電負(fù)荷之間存在問題的首要問題。電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和用電負(fù)荷的需求之間可能存在供需不匹配的情況。由于電力負(fù)荷的波動(dòng)性和不確定性，電力網(wǎng)絡(luò)在某些時(shí)間和地點(diǎn)可能面臨過剩或不足的情況，導(dǎo)致電力供應(yīng)的不穩(wěn)定性。第二，負(fù)荷峰谷差異是影響電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與用電負(fù)荷之間穩(wěn)定關(guān)系的關(guān)鍵因素。電力網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷峰谷差異可能較大，尤其是在城市等高度集中的地區(qū)。在負(fù)荷峰值時(shí)段，電力網(wǎng)絡(luò)可能面臨較大的負(fù)荷壓力，需要進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)建和升級(jí)，而在負(fù)荷谷值時(shí)段，可能存在電力浪費(fèi)的情況。第三，能效與浪費(fèi)影響了電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與用電負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)性。由于電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸和配送損耗，以及用電負(fù)荷的不合理安排，可能導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。例如，在電力傳輸過程中，由于線路損耗，電力能量的損耗較大，需要優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和運(yùn)行，以提高能源利用效率。

2.3 電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與電力能量儲(chǔ)存之間存在問題

在新型電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與電力能量儲(chǔ)存之間的協(xié)同面臨的問題和挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)。第一，儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模和布局缺乏計(jì)劃性。電力能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的規(guī)模和布局需要與電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)相適應(yīng)。然而，由于儲(chǔ)能技術(shù)的成本和技術(shù)限制，可能存在儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模較小或儲(chǔ)能設(shè)施分布不均勻的情況，這可能影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和供需平衡。第二，儲(chǔ)能技術(shù)的選擇和應(yīng)用缺乏實(shí)踐。電力能量儲(chǔ)存系統(tǒng)可以采用多種技術(shù)，如電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)水等。不同的儲(chǔ)能技術(shù)在性能、成本和適用場景方面存在差異，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的儲(chǔ)能技術(shù)，以最大程度地提高能源利用效率。第三，儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)的集成探索缺乏實(shí)踐。電力能量儲(chǔ)存系統(tǒng)需要與電力網(wǎng)絡(luò)緊密集成，以實(shí)現(xiàn)能量的高效儲(chǔ)存和釋放。然而，儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入和集成可能面臨技術(shù)、管理和市場層面的挑戰(zhàn)，需要解決儲(chǔ)能設(shè)備的連接、通信和調(diào)度等問題。

2.4 電力信息與電力通信技術(shù)支持之間存在問題

在新型電力系統(tǒng)中，電力信息與電力通信技術(shù)之間存在的問題和挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)。第一，通信技術(shù)的適配性缺乏。電力信息與電力通信技術(shù)需要相互適配，以確保數(shù)據(jù)的高效傳輸和準(zhǔn)確交換。然而，由于電力系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)量龐大、通信距離較遠(yuǎn)以及環(huán)境復(fù)雜等因素，通信技術(shù)的適配性可能成為一個(gè)挑戰(zhàn)。第二，數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)面臨風(fēng)險(xiǎn)。具體來說，電力信息涉及對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、用電負(fù)荷等重要數(shù)據(jù)的監(jiān)測和傳輸，數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護(hù)尤為重要。通信技術(shù)需要具備高度的安全性和防護(hù)措施，以防止數(shù)據(jù)泄露、篡改和黑客攻擊。此外，電力信息來自不同的設(shè)備和系統(tǒng)，可能具有不同的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和互操作性，確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，需要解決數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和交換的技術(shù)問題。第三，通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性需要考慮。電力信息的傳輸需要依賴于穩(wěn)定可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。然而，通信網(wǎng)絡(luò)可能受到天氣、自然災(zāi)害或惡意干擾等因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致通信中斷和故障，影響電力信息的及時(shí)傳遞和處理。

3 新型電力系統(tǒng)背景下實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)建設(shè)的有效策略

3.1 加快推進(jìn)電力能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)

加快推進(jìn)電力能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。

從建設(shè)的規(guī)劃性和技術(shù)的選擇方面來說，電力企業(yè)和參與電力企業(yè)若干建設(shè)的單位需要優(yōu)化能源源頭。例如，可以制定明確的能源發(fā)展規(guī)劃，合理布局可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，充分考慮資源優(yōu)勢、用電負(fù)荷需求和電力網(wǎng)絡(luò)的承載能力；或者是優(yōu)先發(fā)展清潔、低碳、高效的可再生能源，減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴，提高能源供給的綠色比例；積極支持新能源技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，如微電網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、人工智能等，這些技術(shù)可以促進(jìn)能源源頭與電力網(wǎng)絡(luò)的智能互動(dòng)和優(yōu)化能源配置。

從建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)和推進(jìn)分布式能源接入方面來說，推動(dòng)電力網(wǎng)絡(luò)智能化升級(jí)，采用先進(jìn)的信息與通信技術(shù)，建立智能調(diào)度和監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源、負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，并且智能電力網(wǎng)絡(luò)可以更好地適應(yīng)能源波動(dòng)和用戶需求，將大力提高電力系統(tǒng)的靈活性。

3.2 加快推進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)與用電負(fù)荷的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)

加快推進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)與用電負(fù)荷的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)行和用電負(fù)荷優(yōu)化的重要舉措。首先，電力企業(yè)需要重視智能電力調(diào)度與管理。一方面，引入先進(jìn)的智能電力調(diào)度和管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電力網(wǎng)絡(luò)和用電負(fù)荷的狀態(tài)，預(yù)測負(fù)荷需求，做出正確決策，提高運(yùn)行效率。另一方面，可以通過推廣智能用電設(shè)備等方式，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的彈性調(diào)整，通過電價(jià)激勵(lì)和優(yōu)惠政策，引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰使用，平衡電力供需。其次，電力企業(yè)需要建設(shè)靈活的電力網(wǎng)絡(luò)。例如，電力企業(yè)可以加強(qiáng)電力網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和改造，提高電網(wǎng)的承載能力和靈活性；推廣新能源互聯(lián)網(wǎng)、微電網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的分布式控制和管理，以適應(yīng)用電負(fù)荷的多樣化需求等。最后，電力企業(yè)需要制定用電負(fù)荷管理政策，并在此基礎(chǔ)上建立智能電價(jià)機(jī)制和能源市場化體系。建立用電負(fù)荷管理的政策和制度，可以在明確電力用戶的用電責(zé)任和義務(wù)的基礎(chǔ)上，通過定期評(píng)估和監(jiān)測用電負(fù)荷狀況，制定相應(yīng)的用電負(fù)荷調(diào)整措施，確保電力系統(tǒng)的供需平衡。

3.3 加快推進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)與電力能量儲(chǔ)存的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)

加快推進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)與電力能量儲(chǔ)存的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)行和能源供應(yīng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵一步。首先，電力企業(yè)要增加儲(chǔ)能的容量。例如，電力企業(yè)可以通過加大對(duì)各種類型儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用投入，以提高儲(chǔ)能設(shè)施的容量和效率，尤其是在電池儲(chǔ)能技術(shù)方面，電力企業(yè)需要根據(jù)其成本和性能不斷改進(jìn)，以滿足日益增長的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能需求。其次，電力企業(yè)需要打造智能儲(chǔ)能調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)能和儲(chǔ)能的互聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)該目的，電力企業(yè)可以通過先進(jìn)的控制和調(diào)度技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)施的靈活運(yùn)行，可以根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況和可再生能源供應(yīng)，合理調(diào)度儲(chǔ)能設(shè)施的充放電，優(yōu)化能源利用，可以通過高壓直流輸電和能量樞紐等技術(shù)，將不同地區(qū)的儲(chǔ)能系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)能儲(chǔ)能互補(bǔ)，增加電力系統(tǒng)的靈活性。最后，電力企業(yè)需要在規(guī)劃的基礎(chǔ)上，積極對(duì)接國家政策和市場機(jī)制。在電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)中，電力企業(yè)需要充分考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入需求，制定儲(chǔ)能設(shè)施布局和配套政策，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同發(fā)展。

3.4 加快推進(jìn)電力信息與電力通信技術(shù)支持的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)

加快推進(jìn)電力信息與電力通信技術(shù)支持的協(xié)同互動(dòng)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)智能化、高效運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。首先，電力企業(yè)需要加強(qiáng)信息技術(shù)與通信技術(shù)融合的建設(shè)，加強(qiáng)智能電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。加強(qiáng)信息技術(shù)與通信技術(shù)融合的建設(shè)，是為了促進(jìn)電力信息技術(shù)與通信技術(shù)的深度融合，建立統(tǒng)一的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸和通信的穩(wěn)定運(yùn)行。而加強(qiáng)智能電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，是為了推進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)的智能化升級(jí)，引入先進(jìn)的信息與通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、能源供需和用電負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度，提高電力系統(tǒng)的智能化程度。其次，在推動(dòng)智能用電設(shè)備的普及時(shí)，電力企業(yè)需要重視提升數(shù)據(jù)的安全性。推動(dòng)智能用電設(shè)備的普及，雖然可以實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的靈活調(diào)整和響應(yīng)，提升電力用能的優(yōu)化和節(jié)約，但是海量的數(shù)據(jù)存在著無限的漏洞，這樣的漏洞會(huì)給電力企業(yè)帶來安全挑戰(zhàn)。為此，電力企業(yè)需要配套地建立健全電力信息和通信技術(shù)的安全保障體系，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的加密和隱私保護(hù)，防范數(shù)據(jù)泄露和黑客攻擊。

4 結(jié)語

在新型電力系統(tǒng)中，源（能源源頭）、網(wǎng)（電力網(wǎng)絡(luò)）、荷（用電負(fù)荷）和儲(chǔ)（能量儲(chǔ)存系統(tǒng)）之間的協(xié)同互動(dòng)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、高效、靈活的電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。這種協(xié)同互動(dòng)的目標(biāo)是優(yōu)化能源的生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)和儲(chǔ)存，以適應(yīng)日益復(fù)雜多樣的電力市場和環(huán)境要求，源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)是推動(dòng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要策略，通過有效的協(xié)同互動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模集成，提高電力系統(tǒng)在電力能源的傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而促進(jìn)電力行業(yè)向更加智能化、綠色化和可持續(xù)的方向發(fā)展。