基于需求側(cè)響應(yīng)的能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究

1、基于需求側(cè)響應(yīng)的能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究摘要：能源互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源革命目標(biāo)的關(guān)鍵，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要手段。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，分散化的能源市場(chǎng)和能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得傳統(tǒng)的電力需求側(cè)響應(yīng)將逐步向綜合需求側(cè)響應(yīng)(integrateddemandresponseIDR)的方向發(fā)展。本技術(shù)報(bào)告從能源互聯(lián)網(wǎng)和IDR的基本概念出發(fā)，首先闡述IDR資源在能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用和IDR實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)，再結(jié)合電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換(vehicle-to-grid,V2G)對(duì)電網(wǎng)的影響為例來(lái)加以說(shuō)明。其次，從發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三個(gè)方面建立兼容需求側(cè)可調(diào)控資源

2、的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型，從理論上分析分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理能縮減大量電網(wǎng)成本，同時(shí)提高需求側(cè)的用戶滿意度。最后在分析能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)兼容性的基礎(chǔ)上，提出能源互聯(lián)網(wǎng)的源的布糊”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，總結(jié)其協(xié)調(diào)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，并提出相應(yīng)的政策建議及展望。關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)、需求側(cè)響應(yīng)、V2G、分布式能源、經(jīng)濟(jì)模型、協(xié)同優(yōu)化1、引言社區(qū)節(jié)能是一個(gè)公眾項(xiàng)目，也是彩生?S生態(tài)圈內(nèi)不以盈利為目的環(huán)保E化產(chǎn)品。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能十大數(shù)據(jù)”的方式重構(gòu)了社區(qū)能源管理模式聯(lián)通了線上線下資源，2015年，彩生活深圳事業(yè)部的110多個(gè)社區(qū)通過(guò)E能源技術(shù)改造和社區(qū)節(jié)能系統(tǒng)構(gòu)建，完成了10

3、00多萬(wàn)度的節(jié)電量。為進(jìn)一步深化社區(qū)節(jié)能改造，保持創(chuàng)新源動(dòng)力，E能源運(yùn)營(yíng)企業(yè)安彩華公司與浙江大學(xué)聯(lián)合成立了能源研究院，針對(duì)物業(yè)管理能源板塊的需求進(jìn)行專業(yè)化定向技術(shù)研發(fā)，在彩生活社區(qū)部分光照覆蓋較好的區(qū)域，比如樓頂和停車棚等區(qū)域引入太陽(yáng)能光伏發(fā)電，通過(guò)與政府合作，獲得資金支持，反哺社區(qū)發(fā)展。同時(shí)，線下亦在進(jìn)一步開發(fā)太陽(yáng)能發(fā)電及產(chǎn)熱、蓄能、電動(dòng)車充電樁、海水淡化、雨水收集與中水回用等技術(shù)的研發(fā)、使用。E能源難能可貴的是，它不僅通過(guò)開源節(jié)流產(chǎn)生的財(cái)富影響了資本市場(chǎng)，更重要的是它推動(dòng)了社區(qū)向積極、正面、可持續(xù)發(fā)展的方向前行。E能源將聯(lián)合所有可能幫助社區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的力量，探索環(huán)保低碳智慧社區(qū)的發(fā)展之路。相

4、信隨著第三方企業(yè)和更多資源涌入社區(qū)，創(chuàng)新模式將逐步形成，屆時(shí)E能源不僅可以達(dá)到收支平衡、自力運(yùn)營(yíng)，還能實(shí)現(xiàn)盈利，進(jìn)而達(dá)到惠及社區(qū)居民，推進(jìn)社區(qū)發(fā)展的目標(biāo)。而構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)不僅需要依靠能源技術(shù)自身的創(chuàng)新，同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)能源技術(shù)與其他領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的相互融合，也需要能源體制乃至能源生產(chǎn)消費(fèi)模式的變革。因此新一輪電力體制改革應(yīng)運(yùn)而生，即中發(fā)20159號(hào)文關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見，以下簡(jiǎn)稱意見，于2015年3月正式下發(fā)。意見中對(duì)于深化電力體制改革的總體思路符合我國(guó)國(guó)情和國(guó)家戰(zhàn)略方針，其目標(biāo)是建立一個(gè)真正有效的電力市場(chǎng)機(jī)制，培育市場(chǎng)主體，健全完善市場(chǎng)機(jī)制，使市場(chǎng)在配置電力資源中發(fā)揮決定性作用；核

5、心價(jià)值取向是建立一個(gè)綠色低碳、節(jié)能減排和更加安全可靠、實(shí)現(xiàn)綜合資源優(yōu)化配置的新型電力治理體系，推動(dòng)我國(guó)電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)及技術(shù)結(jié)構(gòu)的整體轉(zhuǎn)型。一方面，意見在深化電力體制改革的總體思路和基本原則中充分體現(xiàn)了清潔、高效、安全、可持續(xù)的電力系統(tǒng)發(fā)展方向以及堅(jiān)持節(jié)能減排的基本原則，明確了提高可再生能源發(fā)電和分布式電源并網(wǎng)比例、支持節(jié)能降耗機(jī)組上網(wǎng)、提高需求側(cè)管理水平、完善跨省跨區(qū)電力市場(chǎng)交易等重點(diǎn)任務(wù)，將發(fā)展綠色低碳、節(jié)能減排放在了十分重要的位置。另一方面，意見中指出要開放電網(wǎng)公平接入，完善并網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)以及要開放用戶側(cè)分布式電源市場(chǎng)。鼓勵(lì)支持分布式電源發(fā)展，支持新能源、節(jié)能降耗和資源綜合利用機(jī)組上

6、網(wǎng)。這為我國(guó)分布式電源以及新能源發(fā)電指明了發(fā)展方向，對(duì)我國(guó)促進(jìn)新能源發(fā)電消納利用以及電力資源大范圍優(yōu)化配置都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近幾年分布式能源如風(fēng)電、光伏等可再生清潔能源發(fā)展迅速，截至2015年全球風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到63GW,光伏裝機(jī)容量達(dá)到59GW,可再生能源已經(jīng)在全球的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占據(jù)了一定的比例，但可再生能源所具有的不可儲(chǔ)存、強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng)等特性，對(duì)現(xiàn)有的能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行造成一定的影響。因此，在可再生能源逐步替代傳統(tǒng)能源的混合能源時(shí)代，如何實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用，促進(jìn)可再生能源與傳統(tǒng)能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化，保證能源電力系統(tǒng)安全、低碳、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是目前亟需解決的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，

7、傳統(tǒng)的電力需求側(cè)響應(yīng)逐步向綜合需求側(cè)響應(yīng)（integrateddemandresponseIDR）方向發(fā)展14,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)側(cè)多類型能源協(xié)同互補(bǔ)，系統(tǒng)供需雙側(cè)資源協(xié)調(diào)互動(dòng)，具有能源生產(chǎn)與交易分散化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息透明化特征的新型能源供需體系10-13。IDR是能源互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)用戶深度參與系統(tǒng)調(diào)控，傳遞能源市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)，參與能源市場(chǎng)的重要切入點(diǎn)。本技術(shù)報(bào)告從能源互聯(lián)網(wǎng)和IDR的基本概念出發(fā)，首先闡述IDR資源在能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用和IDR實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換（V2G）對(duì)電網(wǎng)的影響為例來(lái)加以說(shuō)明。其次，從發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三個(gè)方面建立兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分

8、布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型，從理論上分析分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理能縮減大量電網(wǎng)成本，同時(shí)提高需求側(cè)用戶的滿意度。最后在分析能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)兼容性的基礎(chǔ)上，提出能源互聯(lián)網(wǎng)的源的布布”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，總結(jié)其協(xié)調(diào)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，并提出相應(yīng)的政策建議及展望。2、相關(guān)理論2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)和需求側(cè)響應(yīng)概述能源互聯(lián)網(wǎng)是一套完整的能源生態(tài)系統(tǒng)，如圖1所示，其中包括能源供給、能源需求響應(yīng)、傳輸、形式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)應(yīng)用、信息管理以及運(yùn)行調(diào)度控制等。在能源互聯(lián)網(wǎng)中能源供給和消費(fèi)的形式更為多樣化，相互之間的轉(zhuǎn)換也更為靈活多變，由此總結(jié)出能源互聯(lián)網(wǎng)的如下特征：1）能源形式的多元化和高滲透率；2）

9、大量的分布式能源接入使得能源的生產(chǎn)側(cè)、傳輸側(cè)和需求側(cè)在地理上不再分隔；3）更為靈活的能源交互需要跨區(qū)域的潮流分布和多源間的協(xié)同調(diào)度支持；4）多種能源間的交互需要海量的數(shù)據(jù)量測(cè)處理和多元應(yīng)用；5）社會(huì)的互動(dòng)參與成為影響能源互聯(lián)網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心內(nèi)容。加施可卡啊圖1能源互聯(lián)網(wǎng)示意大量的分布式資源接入用戶側(cè)，使得能源生產(chǎn)與消費(fèi)一體化程度更加明顯，而能源消費(fèi)也面臨更為多樣化的選擇。評(píng)價(jià)能源調(diào)配質(zhì)量的重要依據(jù)將主要參考用戶參與度,能源交易以及對(duì)不同能源形式的傾向性選擇，勢(shì)必帶來(lái)能源交易的自由化和多邊化發(fā)展綜合需求側(cè)響應(yīng)(integrateddemandresponseeIDR)的概念由傳統(tǒng)電力需求側(cè)響

10、應(yīng)(demandresponseDR)衍生而來(lái)，與能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及多能源市場(chǎng)具有強(qiáng)伴生關(guān)系，是電力需求側(cè)響應(yīng)理論在能源互聯(lián)網(wǎng)中的擴(kuò)展，其整體實(shí)施詞七M(jìn)電的改中先協(xié)MbM國(guó)0哺部調(diào)并以電力堤下生右揖仁抵空間小身時(shí)同小舜賽筆段異通過(guò),電電F解我金卡能(加帙計(jì)所也刊秀rkhi*蹤合能,程調(diào)控中心+燕林*萬(wàn)利71注*,律#.甌TT謠上-.:恒;油通:riiftF/M框架圖如圖2所示圖2IDR整體實(shí)施流程盧階屏f-可以說(shuō)，IDR是依托于用戶側(cè)的多能源智能管理系統(tǒng)，通過(guò)電力市場(chǎng)、天然氣市場(chǎng)、碳交易市場(chǎng)等多個(gè)能源市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)改變用戶綜合用能行為的機(jī)制和手段。IDR實(shí)施的目標(biāo)應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)能源互

11、聯(lián)網(wǎng)中供需雙側(cè)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化，提高用戶用能的可替代性，約束能源供應(yīng)側(cè)的市場(chǎng)力，平抑未來(lái)分散化能源市場(chǎng)中的價(jià)格波動(dòng)，提高能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源系統(tǒng)以及多能源市場(chǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行效率17-19。2.1.1 IDR在能源互聯(lián)網(wǎng)中的作用IDR是能源互聯(lián)網(wǎng)中能量流、信息流與價(jià)值流匯聚融合在用戶側(cè)的重要體現(xiàn),其實(shí)施能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)供需雙側(cè)資源的協(xié)同效益20-21o其在能源互聯(lián)網(wǎng)中價(jià)值和作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）提升經(jīng)濟(jì)性。IDR的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在2個(gè)層面：系統(tǒng)運(yùn)行層面，IDR能夠促使能量在不同層級(jí)能源系統(tǒng)中的切換和梯級(jí)利用，提升系統(tǒng)整體的用能效率22o同時(shí)，用戶側(cè)的多能源互補(bǔ)協(xié)同利用，能夠給系統(tǒng)調(diào)節(jié)供需平衡

12、提供軟托盤”，使得用戶用能需求產(chǎn)生更大的彈性，保證能源互聯(lián)網(wǎng)中高比例接入可再生能源，降低系統(tǒng)的調(diào)節(jié)成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行整體的經(jīng)濟(jì)性23o用戶用能層面，IDR的實(shí)施使用戶能夠?qū)Χ鄠€(gè)能源市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)做出反應(yīng)，依據(jù)價(jià)格信號(hào)調(diào)整自身不同類型能源使用需求和用能習(xí)慣，從而降低自身的用能成本，同時(shí)分布式儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱以及電動(dòng)汽車(electricvehicleEV)的接入，增加了用戶用能靈活性，使得用戶擁有更大容量的虛擬能量單元”，能夠直接參與輔助服務(wù)或者能量市場(chǎng)的交易，提高自身收益2402)提高靈活性。IDR的實(shí)施能夠增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，提高用戶在系統(tǒng)運(yùn)行和能源市場(chǎng)中的參與程度，充分挖掘用戶需求側(cè)的調(diào)節(jié)潛力

13、，實(shí)現(xiàn)未來(lái)多能源系統(tǒng)的供需協(xié)調(diào)優(yōu)化以及區(qū)域能源系統(tǒng)的自平衡，從而提高系統(tǒng)中可再生能源的接入比例以及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的靈活性。3)增強(qiáng)可靠性。保證可靠的能源供應(yīng)是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)之一25。在一種類型能源網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或者局部、個(gè)別時(shí)段的能源短缺時(shí)，IDR能夠激勵(lì)用戶在不同時(shí)段通過(guò)不同類型能源轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行能量補(bǔ)充，提高整個(gè)能源系統(tǒng)供能的可靠性。同時(shí)，多類型的能源存儲(chǔ)設(shè)備使得在需求側(cè)能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)，平抑高比例可再生能源能源系統(tǒng)中能源供給的波動(dòng)性26。2.1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)中IDR的關(guān)鍵技術(shù)在未來(lái)能源互聯(lián)的多能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，IDR需要借助一系列的支持技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)，主要包括多能源智能管理

14、技術(shù)以及綜合用能預(yù)測(cè)分析技術(shù)。(1)多能源智能管理技術(shù)在電力系統(tǒng)中，針對(duì)家庭能量管理(homeenergymanagementHEM)、自動(dòng)需求側(cè)響應(yīng)(auto-DR)等智能用電管理技術(shù)的研究都比較深入，以傳統(tǒng)DR為核心的智能用電已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)施階段31。多能源智能管理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)供需互動(dòng)，保證用戶基本用能需求和用能感受，實(shí)施IDR的關(guān)鍵技術(shù)之一，其基本邏輯框架如圖3所示。凄血空支HEZ：Lbec77科能家居數(shù)據(jù)用戶煤合用能救出多能海市場(chǎng)價(jià)外界用能訃境格也號(hào)數(shù)捱題據(jù)傳輸賞據(jù)倍蟲念F”內(nèi)邛設(shè)各6列忸k/國(guó)土誦叫1|各犬型能源用能效疆分UNI1二巾門用般座疏血年卜掂一最優(yōu)用能流心二二二二一一11rid

15、表示在t時(shí)間段與電網(wǎng)交換的功率值。此外，F(xiàn)i(P)=Cst(F)+C0p(F),Cst(F)為機(jī)組在發(fā)電時(shí)使用的燃料，Cop(F)為機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)使用的燃料。OMR)=ko(F)F&o,ko(F)為運(yùn)行維護(hù)參數(shù)，F(xiàn)為輸出功率。Cdep(F)=Gfcr/FCrT,Ci為發(fā)電機(jī)的安裝成本，fcr為資本回收系數(shù)，F(xiàn)Cr為發(fā)電機(jī)的額定發(fā)電功率，石為最大利用小時(shí)數(shù)環(huán)境成本CH為：NiMMCh八10”LkP(t)rid,k%id(t)(3)t=ii=1i=i式中：CH為環(huán)境污染排放治理成本；k為污染物類型編號(hào)；aik為不同機(jī)組類型的污染物排放系數(shù)；grid,k為系統(tǒng)發(fā)電的污染物排放系數(shù)；Pk為治理污染物所需

16、費(fèi)用。補(bǔ)償費(fèi)用CB為：Ntoouuoouu、Cb=，(w,tpw,t,w,tpw,ts,tps,ts,tps,t)(4)11式中：Cb為備用容量費(fèi)；p：,t為風(fēng)力發(fā)電調(diào)度值過(guò)大而引起的負(fù)荷缺額；pw,t為風(fēng)力發(fā)電調(diào)度值過(guò)小而引起的窩電量；p；t為光伏發(fā)電調(diào)度值過(guò)大引起的負(fù)荷缺額；p：,t為ou光伏發(fā)電調(diào)度值過(guò)小而引起的窩電量；入w,t為風(fēng)電過(guò)調(diào)度補(bǔ)償系數(shù)；2-w,t為風(fēng)電欠調(diào)度補(bǔ)償系數(shù)；7Tt為光伏發(fā)電過(guò)調(diào)度補(bǔ)償系數(shù)，兒s,t為光伏發(fā)電欠調(diào)度補(bǔ)償系數(shù)。需求側(cè)負(fù)荷約束：需求側(cè)負(fù)荷主要分為固定負(fù)荷、隨機(jī)負(fù)荷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷。固定負(fù)荷為用戶的最小負(fù)荷需求，可以根據(jù)歷史值預(yù)測(cè)；隨機(jī)負(fù)荷為用戶臨時(shí)需求負(fù)荷，

17、具有不可預(yù)測(cè)性；可轉(zhuǎn)移負(fù)荷為用戶將負(fù)荷從某個(gè)時(shí)間段轉(zhuǎn)移到此外時(shí)間段的負(fù)荷，具有可控制性，因此合理安排可轉(zhuǎn)移負(fù)荷是分布式能源系統(tǒng)中需求側(cè)管理的關(guān)鍵。OT(t,t+At)=+回心0Nt、OiT(t,t.=t)OimaX(.t)(5)i4Nt工OT(t,t+it)Oi0nax(it)=PiT(M)式中：O：(t,t+At)為時(shí)間段&內(nèi)轉(zhuǎn)移的負(fù)荷量；AO：為時(shí)間段At內(nèi)第i類負(fù)荷的單位轉(zhuǎn)移量；F：為時(shí)間段&內(nèi)可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的單元數(shù)量；O：max和Qmax分別為時(shí)間段占第i內(nèi)負(fù)荷的最大輸入量和輸出量；pT為轉(zhuǎn)移前第i類負(fù)荷的負(fù)荷量。通過(guò)研究分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行的問(wèn)題，綜合考慮發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用

18、成本三方面，較為全面地建立了兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型，并可以通過(guò)相關(guān)優(yōu)化算法如煙花算法、PSO算法相比、量子煙花算法等搜索全局最優(yōu)解，從而獲得基于需求側(cè)的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題的資源調(diào)控方法。從而說(shuō)明當(dāng)分布式能源參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理時(shí)，能有效的縮減系統(tǒng)總成本，充分發(fā)揮需求側(cè)的削峰填谷”作用，同時(shí)能提高需求側(cè)用戶的滿意度。2.4能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)2.4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)的兼容性分析在我國(guó)，引導(dǎo)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新能源電力系統(tǒng)發(fā)展轉(zhuǎn)變，仍然存在若干問(wèn)題亟待解決。而能源互聯(lián)網(wǎng)則是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵手段：1)雙側(cè)隨機(jī)問(wèn)題。電力系統(tǒng)

19、傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式下，用戶用電需求的隨機(jī)性較強(qiáng)，發(fā)電出力則相對(duì)可控。新能源電力系統(tǒng)背景下可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)，顯著增加了發(fā)電出力的隨機(jī)性，造成供需雙側(cè)的不匹配問(wèn)題，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。能源互聯(lián)網(wǎng)使得能源生產(chǎn)與消費(fèi)的界限模糊化，以分布式發(fā)電為主的分散式能源模塊將使用戶有能力實(shí)現(xiàn)能源供需的自我平衡，并且與集中模塊、能源輸送模塊等實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)協(xié)調(diào)，從而提高供需雙側(cè)的匹配度。2）規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題。當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)整體規(guī)劃失調(diào)，具體表現(xiàn)為電源與電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)、多類型電源規(guī)劃不協(xié)調(diào)、分布式電源規(guī)劃不協(xié)調(diào)等問(wèn)題囚-24。在系統(tǒng)規(guī)劃階段的失調(diào)嚴(yán)重影響了新能源電力系統(tǒng)整體可控性、新能源與多種能源之間的協(xié)調(diào)互補(bǔ)

20、。在這方面，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠突破空間限制，實(shí)現(xiàn)各規(guī)劃基本要素的可視化展示，多時(shí)間尺度下模擬各規(guī)劃方案的實(shí)際運(yùn)行效果，兼顧源啊徜確”四個(gè)方面的互補(bǔ)協(xié)調(diào)，并從中選擇最優(yōu)規(guī)劃力7K03）系統(tǒng)運(yùn)行可控性問(wèn)題。電力系統(tǒng)的各個(gè)組成環(huán)節(jié)既高度相關(guān)又相對(duì)獨(dú)立，新能源電力模塊的大規(guī)模并網(wǎng)使得系統(tǒng)中發(fā)電單元的數(shù)量急劇增長(zhǎng)，系統(tǒng)中受控設(shè)備受到隨機(jī)因素?cái)_動(dòng)的可能性進(jìn)一步增加，造成系統(tǒng)可控性降低，系統(tǒng)各單元之間協(xié)調(diào)、控制難度加大。能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與廣域能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)，依托多元智能能源輸送網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與傳統(tǒng)靈活可控發(fā)電資源的互補(bǔ)協(xié)調(diào)，進(jìn)一步加深其他能源模塊（天然氣、石油、水資源等）與電力系統(tǒng)之

21、間的相互融合，從而實(shí)現(xiàn)廣域范圍內(nèi)的多能源協(xié)同互補(bǔ)。通過(guò)這種互補(bǔ)協(xié)同來(lái)彌補(bǔ)由于新能源大規(guī)模接入帶來(lái)的系統(tǒng)運(yùn)行可控性降低。綜上所述，能源互聯(lián)網(wǎng)將是構(gòu)建和發(fā)展新能源電力系統(tǒng)的關(guān)鍵手段，而這種關(guān)鍵作用必須要有先進(jìn)的信息技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)作為支撐，也需要相應(yīng)的協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式來(lái)整合各市場(chǎng)元素、系統(tǒng)元素等。2.4.2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，能源開發(fā)、利用和管理模式都將發(fā)生本質(zhì)變化，能源供應(yīng)體系將呈現(xiàn)分散和集中能源模塊相結(jié)合的形式，在每個(gè)分散能源模塊自平衡、自優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分散模塊與集中模塊的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，進(jìn)而在能源供應(yīng)端自身以及能源供需雙側(cè)都達(dá)到協(xié)同優(yōu)化，提出能

22、源互聯(lián)網(wǎng)的源刊徜糊”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，IDR資源是能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控過(guò)程中的重要可控資源，是實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同的關(guān)鍵44o從傳統(tǒng)意義上講，源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式與技術(shù)是指電源、電網(wǎng)、負(fù)荷與儲(chǔ)能四部分通過(guò)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)行模式和技術(shù)，該模式是包含電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能”整體解決方案的運(yùn)營(yíng)模式。作為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和紐帶，電力系統(tǒng)的源-網(wǎng)-荷T諸”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式能夠更為廣泛地應(yīng)用于整個(gè)能源行業(yè)，與能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與體制相結(jié)合，形成整個(gè)能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化有

23、了更深層次的含義；源”包括石油、電力、天然氣等多種能源資源；網(wǎng)”包括電網(wǎng)、石油管網(wǎng)、供暖網(wǎng)等多種資源網(wǎng)絡(luò)；荷”不僅包括電力負(fù)荷，還有用戶的多種能源需求；而儲(chǔ)”則主要指能源資源的多種倉(cāng)倫通控治I網(wǎng)絡(luò)）油氣管網(wǎng)蜀望分布式發(fā)電貫源及儲(chǔ)能沒備供熱管網(wǎng)應(yīng)聯(lián)、Lt技立問(wèn)云算輸配電色也源互補(bǔ)光伏發(fā)巾雙”fW油氣升反以炭煤炭運(yùn)臨i汗茶火電互補(bǔ)協(xié)調(diào)光伏發(fā)電小則燃油發(fā)電機(jī)等小旗風(fēng)機(jī)di儲(chǔ)能設(shè)備直補(bǔ)辦調(diào)儲(chǔ)設(shè)施及儲(chǔ)備方法。能源互聯(lián)網(wǎng)源刎寶-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式的主要架構(gòu)如圖8所橫向多源互補(bǔ)圖8能源互聯(lián)網(wǎng)源可徜糊”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式為支撐上述能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化模式的流暢運(yùn)行，需要有一定的技術(shù)架構(gòu)作為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)不

24、同模塊之間的能量流與信息流互聯(lián)互通，根據(jù)能量流與信息流的流動(dòng)方向，能源互聯(lián)網(wǎng)源-網(wǎng)7奇-1協(xié)調(diào)優(yōu)化模式的技術(shù)架構(gòu)如圖9所示元能送絡(luò)乃智箱網(wǎng)能量流信息流圖9能源互聯(lián)網(wǎng)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”技術(shù)架構(gòu)如圖9所示，為實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)在廣域范圍內(nèi)的源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化，技術(shù)框架包含4個(gè)主要部分：1）在系統(tǒng)規(guī)劃部分，需要有專項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化各類型電源（包括集中式與分布式）的選址定容、微網(wǎng)及主網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，為源-網(wǎng)空-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。2）在系統(tǒng)運(yùn)行部分，需要有專項(xiàng)技術(shù)能夠在微觀層面上控制各分布式電源及儲(chǔ)能設(shè)備的充放電，實(shí)現(xiàn)用戶端各模塊的內(nèi)部自優(yōu)化、自適應(yīng)，提高各模塊的可控性。在宏觀層面上，形成新能源發(fā)電與傳

25、統(tǒng)化石能源發(fā)電出力的優(yōu)化組合，通過(guò)分布式發(fā)電、儲(chǔ)能設(shè)備等技術(shù)，引導(dǎo)用戶用電負(fù)荷主動(dòng)追蹤發(fā)電側(cè)出力。3）在系統(tǒng)信息通信部分，需要有專項(xiàng)信息交互技術(shù)保證信息流在各個(gè)能源模塊間的雙向自由流動(dòng)，收集各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行初步的分類、處理，隨時(shí)滿足用戶的初級(jí)數(shù)據(jù)需求，并且將收集來(lái)的數(shù)據(jù)輸入云端信息處理部分。4）在云端信息處理部分，需要有專項(xiàng)技術(shù)把能源供應(yīng)模塊、能源網(wǎng)絡(luò)模塊以及能源需求的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成、處理、分析以對(duì)外公布，同時(shí)反饋到優(yōu)化模塊來(lái)制定系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃，在較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間尺度上，將全能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息反饋到系統(tǒng)能源規(guī)劃模塊中，以進(jìn)一步循環(huán)優(yōu)化、修正系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。2.4.3 能源互聯(lián)網(wǎng)與新能

26、源電力系統(tǒng)銜接關(guān)鍵技術(shù)為進(jìn)一步強(qiáng)化能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在推動(dòng)新能源并網(wǎng)、構(gòu)建新能源電力系統(tǒng)方面的推動(dòng)作用，應(yīng)當(dāng)在目前已有的智能電網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，嵌套更為先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)之間的能量信息連接橋梁，同時(shí)配合廣域能源規(guī)劃技術(shù)、運(yùn)營(yíng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體優(yōu)化。1）能源模塊信息能量交互分析技術(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)框架下，各個(gè)模塊之間信息能量充分互聯(lián)互通，這需要以強(qiáng)有力的交互技術(shù)為基礎(chǔ)，該技術(shù)也是分散模塊自平衡模式、廣域能源供需協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行模式的關(guān)鍵技術(shù)支撐。主要包括信息交互和能量交互兩個(gè)方面。信息交互方面，未來(lái)主要的技術(shù)研發(fā)方向?yàn)樵贫舜髷?shù)據(jù)信息交互，包括大數(shù)據(jù)采集技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技

27、術(shù)等。將這些技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)、云存儲(chǔ)技術(shù)等相結(jié)合，將能源大數(shù)據(jù)采集到云端后，通過(guò)數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)篩選有用數(shù)據(jù)，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)多能源模塊的能源信息進(jìn)行深度信息挖掘。對(duì)于集中式能源模塊，可從云端系統(tǒng)獲取系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃安排、實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)等，參與調(diào)度計(jì)劃制定等過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)能量流動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整能量交互方面，依托主動(dòng)式配電網(wǎng)等技術(shù)，將分布式發(fā)電、儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車等視為能源生產(chǎn)與消費(fèi)相結(jié)合的能量單元，建立分散能源模塊與集中能源模塊之間的雙向能量流動(dòng)渠道，能量攜帶信息”將是未來(lái)的重點(diǎn)研究方向。2）能源資源協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)以電力系統(tǒng)為核心，同時(shí)還包括石油、天然氣、煤炭等多種一次能源系統(tǒng)，要充分發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對(duì)新能源電力系統(tǒng)建設(shè)的推動(dòng)作用，必須要在系統(tǒng)規(guī)劃階段就實(shí)現(xiàn)優(yōu)化協(xié)調(diào)，并將其作為系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)。廣域能源資源協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)也是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一，與能源供需協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃模式相對(duì)應(yīng)。在宏觀層面上，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)