关于源网荷储项目系统分析与发展的探究

2021年，国家发展改革委、国家能源局印发《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》(发改能源规〔2021〕280号)中要求，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实“四个革命、一个合作”能源安全新的战略，将源网荷储一体化和多能互补作为电力工业高质量发展的重要举措，致力于构建以清洁、低碳、安全、高效为特征的新型电力系统。以此为核心驱动力，全面加速能源行业转型升级与可持续发展，为实现我国“双碳”目标，提升风电、光伏等可再生能源利用水平和新型电力系统运行效率，更好地发挥源网荷储一体化与多能互补在保障能源安全中的作用。

源网荷储项目的类型和构成

源网荷储一体化是指通过优化整合电源、电网、负荷、储能资源，以最新的新能源技术、通信控制系统和电力系统体制机制创新为支撑，构建源网荷储高度融合的新型电力系统，提高电力系统的灵活性和可靠性，实现能源的高效利用及供应和需求的平衡。目前按照相关政策，主要有区域(省)级、市(县)级、工业园区(居民区)级源网荷储一体化3种模式。

▌源网荷储项目的类型

(1)区域(省)级别源网荷储一体化。通过整合区域(省级)电力体系，引入包括电源、用电负荷、电化学储能等在内的多元化市场主体，旨在全面加速市场化交易的自由化进程，促进电力市场高效运作，利用灵活的价格机制引导各类市场主体进行动态调整与多向互动，强化全网的统一调度能力，确保市场运行的高效与协同。构建源网荷储间灵活高效、协同互动的电力运行与市场体系，深度挖掘并充分发挥区域电网的调节潜力，确保电源、用户、储能及虚拟电,厂等多元主体有效融入市场机制，实现资源最优配置与言效利用。

(2)市(县)级别源网荷储一体化。以城市为基础，梳理城市重要负荷，为实现清洁取暖与清洁能源消纳的深度融合，推进源网荷储一体化示范项目的实施，同时满足供暖的清洁化需求，共同推动能源行业绿色转型与可持续发展。结合清洁取暖和清洁能源消纳工作开展市、县级源网荷储一体化示范，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)工业园区(居民区)级别源网荷储一体化。在国内城市各类型场景，通过分布式光伏、并网型微电网以及电动汽车充电基础设施等，开展分布式光伏发电与新能源电动汽车灵活充放电相结合的(居民级别)小型源网荷储一体化建设。在用电负荷大的工业区、风光资源条件好的地区，采用就近接入，就地消纳方式，进一步推动源网荷储一体化项目以及绿色园区的创新建设。

▌源网荷储项目的构成

源网荷储一体化项目，主要以提高电源侧的新能源消纳水平和强化负荷侧的绿色电力供应能力，通过配置储能来改善负荷用电特性和新能源出力特性，实现源网荷储的有序、高效协同调节。

源。包括火电、风电、光伏、水电等，根据区域(省)、市(县)、工业园区(居民区)范围内发电资源类型，重点整合风电和光伏新能源项目，综合场址风电资源、光伏资源、地形地貌、地质情况、交通及施工条件、环保影响因素等，对新能源项目的建设条件进行综合分析，对新能源电量消纳占比、总用电量进行比例约束，确保新能源综合利用率，兼顾新能源项目与负荷的距离，在一定范围半径内，筛选优质新能源项目。

网。由变电站、配电站、输配电设备、输电线路和供电设施所组成的电力系统。通过专用的配电网和变电站，包括项目本身内部及与公用电网的联络线路，配套建设相应的继电保护、安全自动、通信、调度自动化装置。

荷。根据区域(省)、市(县)、工业园区(居民区)范围内的产业结构和需求，综合节能减排、绿电比例、碳汇等要求，统筹增量负荷当前和后续发展情况，用最大负荷和年用电量反推项目不同阶段规。

储(含抽水蓄能)。结合一体化项目内部电气特性和新能源消纳要求等条件，确保集约高效，满足调峰填谷，确保系统稳定,运行通信。建设源网荷储一体化项目综合管控系统，实现项目内部各侧协调互济和统一调控，并服从和接受公用电网的统一调

▌源网荷储一体化项目的实施内容

(1)电源情况。源网荷储一体化项目建设时序与规模，要与负荷投产时间和当前及未来需求的增长相匹配。考虑进一步扩大电源规模的同时，更要综合电网发展及消纳空间的分析，根据各风电场、光伏电站场址的发电量估算及投资匡算等综合分析建设条件和成本。

(2)新能源场址的选择。明确所属区域、场址中心地理坐标和场址面积，尽可能将场址中心靠近源网荷储一体化项目。做好新能源区域敏感因素、地形地貌、海拔高度等调査与实际情况。通过风资源、光资源及地形条件等进行分析，开展风机，光伏场区布置和确定风机单机容量，预测年上网电量等。

(3)电源建设时序与规模。根据负荷预测情况，考虑电量占源网荷储一体化项目的比重，确保用电量不低于20%，同时根据风电、光伏项目的工程建设周期，确定投产规模，预测风电、光伏利用小时数和发电量占比。重点分析主要技术路线及设备选型、接入系统方案等。

(4)以风电为例分析利用小时数和年发电量的确定利用小时数。风电场的发电小时数与风机所处位置风资源情况密切相关。在规划风机机位时，全面细致地考量项目所在地的地形地貌、主导风向，同时综合评估风机近区的障碍物等相关影响因素。由于风机可以高效地将风能转化动能、动能转化为电能，当风穿过风电机组的叶轮后，其速度会显著降低并引发湍流现象，这种影响需要经过一段距离后才能逐渐减弱并恢复自然风速，若在场地条件允许情况下，在主风方向上尽量增加风机之间的距离，进一步减少风机相互影响。

(5)年发电量。根据风电场风资源情况、地形地貌、建设环境、交通运输和接入系统等条件，估算场区发电量。风电场理论发电量需扣除湍流影响、叶片污染、风电机组利用率、功率曲线折减、场用电线损等能量损耗、气候停机、周围风电场影响和软件计算误差等因素后，即为风电场的年上网电量。

(6)电网情况。①变电容量测算问题。结合各类型源网荷储一体化项目增量情况，需考虑采用科学合理的电压等级，配套建设相应变电站。结合源网荷储一体化项目的电力电量平衡结果、容载比、主变容量缺额容量等进行测算。②变电站和产业建设时序问题。源网荷储一体化项目即要规划新建，又要考虑终期规模。根据源网荷储项目自身开发时序和产业投产时序，考虑在规模最大的1台主变故障情况下，考虑剩余1台主变的负载率要满足负荷供电要求。

与主网连接方案及产权分界

源网荷储一体化项目要综合考虑负荷情况及规划变电站情况，主要为是否新建或者利用原有剩余间隔，并与主电网只存在1个接入点。产权分界点可设在变电站进线间隔处的龙门架等位置，区分源网荷储一体化项目的自有运行和拥有的产权。

负荷情况

负荷情况要根据用户生产特性和各类用电负荷性质的调查结果。也可参考已投产项目的生产特性，兼顾自身负荷调节能力，也可结合不同时段的价格信息和新能源出力情况，动态调整负荷用电特性。达到调节能力跟随新能源消纳需求与价格信息双向调用。此外，负荷侧调节能力不足时，也可利用储能系统进行调节。

储能情况

(1)储能系统。储能系统可以将电能转化为化学能、动力势能、电磁能，且在后续需要时，迅速精确地将这些能量形式重新转化为电能，实现能量的灵活释放与利用。增加一定比例的储能系统，能够缓解电网的调峰压力，减少新能源电源的弃风和弃光电量，并且利用储能的充放电特性，能够提高新能源电源的利用效率和经济效益。

(2)储能系统的必要性。由于新能源出力具有随机性、波动性的特征，传统运行模式无法为系统提供充足稳定的供电容量。容易出现需要新能源出力时，由于风电、光伏的不可控，不能及时供应电能，在产能稳定时，又因风电、光伏出力较大，形成弃电现象。储能系统能够缓解风电、光伏发电项目在电网端的不稳定性。

(3)储能系统选型。电化学储能主要指采用锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池、全钒液流电池进行电化学储能。电磁储能也是电力储能技术的一种，包括超导储能、超级电容储能形式。根据目前技术，电化学储能运用范围也较广，是除了抽水蓄能外，各类储能技术中应用最广、发展最快的储能技术。

源网荷储项目控制系统情况

▌二次系统建设内容

源网荷储一体化项目要根据实际情况进行继电保护和安全自动装置的配置，确保电力运行的安全稳定。其中主要有线路保护、母线保护、断路器失灵保护、智能录波器、安全稳定自动装置、电能质量在线监测装置等。

▌系统通信

各类源网荷储一体化项目的系统通信，是整个系统的信息传输系统，负责一体化项目内电力运行的信息联通，并作为一个整体接受电网的统一调度管理，主要有调度组织关系、系统通信方案、光缆路由和系统组织。同时，电网调度管理安全性，根据电力系统的分级调度管理体制，还要设立调度自动化系统，

▌一体化项目调控平台建设方案

设立智能调度功能，负责对项目内的源网荷储进行统一协调智能调度，将根据区域(省)级、市(县)级、园区(居民区)级的能源供给及消耗的发电预测、负荷预测，生成调度指令，并将调度指令分解后传送到各个新能源电站、电网、储能及用能设施，各新能源电站、电网、储能及用能设施的能量管理模块接受功率调度命令，将功率分解后，将功率指令发送给各机组。

构建碳资源管理功能，通过区域(省)级、市(县)级、工业园区(居民区)级中的源网荷储，提高能源、碳排放等数据的计量、核算精度和可信度，推进生产方式绿色化、数字化升级，全面促进能源结构管理能力提升。

源网荷储一体化项目未来的发展

(1)将传统电力系统发一输一变一配一用的方式，转变成源网荷储一体化、多能互补模式。实现跨区域、跨省及各类工业园、工商业、社区等不同类型、不同规模的领域，解决规模化新能源与新型负荷大量接入的问题，提高新能源发电消纳占比。

(2)源网荷储一体化技术通过整合，实现了数据的高效管理和利用。充分发挥负荷侧的调节能力，为后续电力系统多元商业模式的建立和虚拟电厂的发展提供创新理念。

(3)发展区域(省)、市(县)、工业园区(居民区)源网荷储可实现新能源就近消纳，提升新能源消纳能力和增强源网荷储协调水平。在能耗双控及“双碳”目标约束下，进一步增强了绿色电力开发与消纳，降低碳排放，促进能源与生态协调发展提供新路径。

(4)在源网荷储一体化的基础上，综合利用现代化的信息手段，结合人工智能、数字化、大数据等技术，通过建设智能化、智慧化网架结构，实现能源的高效利用。

源网荷储与传统电网的对比

传统电网的问题在于用电负荷突然增高时，发电企业的快速适应响应不够及时，会出现用电、发电不匹配，且传统电网未建立起有效的储能机制，导致对用电企业的电力供应不足，致使电网调度存在不安全性。源网荷储是一种“源网荷互动”模式，由一个智能化的调度平台统一控制，实现源网荷同步，通过风电、光伏不同资源互补，从而更经济、安全稳定的改善电力系统功率动态均衡能力，减少传统电网对大网的依赖性，减轻大网的尖峰调节压力。

(1)提高新能源消纳能力，在负荷大的用电企业合理半径之内，开发优质的风电、光伏等新能源，采取就近消纳的模式，减轻了新能源的波动性、间歌性、随机性给电网带来的风险，通过优化配置，结合用电企业的负荷自调节能力，实现源荷联动机制，既减轻对电网的冲击又提高新能源消纳能力，

(2)降低电网运行风险。源网荷储一体化项目建设智能化、智慧化的综合性调度平台，通过电源的出力特性、功率预测和储能的今理匹配，可以实现电网的电力供应平稳、持续，降低电网运行风险。

(3)降低用电成本。通过建设储能系统，结合电力负荷的峰平波谷不同时段电价，充分发挥储能的作用，在低谷时储存电能，在高峰时释放电能，从而降低用户的用电成本。

(4)提高能源利用效率。源网荷储一体化项目有效整合各类能源，提高风光发电的互补优势，不断提高能源利用效率，减少弃风、弃光风险。

结语

源网荷储一体化发展模式是指在能源领域，通过整合电力、互联网和储能技术，形成一种新型的能源供应链模式。该模式的核心是通过互联网技术实现能源的智能化管理和优化调度，同时利用储能技术实现能源的高效利用和储存，实现能源的可持续发展。