源-网-荷-储

该工程依托于2016年国家重点研发计划“工业园区多元用户互动的配用电系统关键技术研究与示范”建设，突破工业园区多能流源网荷储一体化规划、互动机制设计、负荷灵活控制和综合能量管理等技术，构建了大型工业园区冷/热/电/气、源-网-荷-储协同的综合能源数字化系统示范工程。

在大规模接入分布式电源的背景下，兰考电网大范围直连工商用户、工业园区、充电站桩、负荷侧储能等多种形式资源，已发展成为源-网-荷-储多元素共存的县域能源互联网，有源化、强波动性、大峰谷差特征愈发凸显。与此同时，常规电站管理模式下开展大规模电力能源高效互动并实现各方技术经济目标面临巨大挑战。由此，兰考电网以数字孪生和人工智能等先进技术为依托，构建基于物理机理与数据驱动的设备数字孪生体，形成从数字孪生体生成到实时数据传输感知的完整闭环，实现孪生系统与实际电网的精准同步；以源网荷储协调优化的有功调度需求为导向，构建可编辑的“历史—平行—未来”多时态运行场景，实现县域电网多时态、高保真、准实时的运行推演，为决策者提供清晰准确的参考运行状态，并为快速应对随机性多目标运行管理提供决策支撑.

围绕“碳达峰、碳中和”目标，能源电力系统“源-网-荷-储”全环节低碳化面临新的要求和挑战，高比例可再生能源发电已成为必然趋势。考虑可再生能源发电的不确定性对电力系统安全稳定运行的影响，利用具备多能互补特性的虚拟电厂(virtual power plant，VPP)是改善该问题的有效途径。为此，提出一种多能互补虚拟电厂优化调度策略。首先，充分考虑多种能源之间的耦合关系，构建计及“源-网-荷-储”全环节的虚拟电厂运行机制；其次，根据所提运行机制，提出以低碳经济为目标的多能互补优化调度模型，通过对各类型装置进行协调调度，促进可再生能源的消纳；最后，以某地区含可再生能源发电在内的多能互补虚拟电厂为参考案例进行仿真分析，验证所提策略的有效性。

分布式电源并网给配电网的规划带来不确定因素，为了使配电网规划更加合理，提出同时考虑源–储的风–光–荷不确定场景协调出力的规划策略。采用拉丁超立方采样建立风–光–荷时序模型，针对场景缩减效率低以及准确性差的问题，在K-medoids算法的基础上提出AP-TD-K-medoids的三层缩减方法。以经济效益、电压偏差、渗透率以及风光消纳为指标，建立多目标规划模型；提出一种改进的多目标粒子群优化算法，在自适应权重的基础上，引入小生境共享机制和精英归档策略逐一更新非劣解，采用信息熵序数偏好法与灰色关联度法相结合的方式对规划方案进行评价。在IEEE33节点的配电系统上进行仿真，结果验证了所建模型和所提算法的合理性与有效性。

随着新型电力系统快速发展，其呈现出源-网-荷-储多向协同、灵活互动的形态，对客户侧的交互效率和互动水平也提出更高的要求。基于传统电力线载波技术的数据采集方案无法满足不断增加的台区业务功能和分钟级数据采集需求，为实现分钟级实时数据采集，文章针对传统数据采集方案进行改进，通过优化采集模型和优化采集策略2个维度设计一套高可靠的分钟级采集方案。通过现场测试验证，所提方案大幅提升用电信息采集的效率，为不断增加的台区业务需求提供重要数据支撑，对推动用电信息采集系统及设备的数智化发展、提升双向互动用电服务能力和用户体验等方面具有重要意义。

能源结构的调整与智能电网的发展，使配电网成为支持需求侧响应、承载大量分布式电源与可平移负荷的重要平台。配电网供方主导、单源辐射状的运行模式发生根本性变化，供需互动、源-网-荷-储多元协调的智能化新型配电系统逐步形成。 作为实践“电能替代”战略的终端环节，智能配电网以电力为纽带，以先进的互燃气系统、热力联网信息技术、储能及多种能源转换技术为基础，实现与交通系统、系统等领域的互联。 通信、大数据人工智能等技术的发展应用使配电信息物理系统逐步完善未来的智能配电网将发展为物理系统与信息系统高度融合的智能化系统以“管住中间、放开两端”为主导思想的新一轮电力体制改革开展，使配电网成为汇集发电聚合商、配网运营商、负荷聚合商等多利益经济体的交易平台。各利益主体间竞争与合作并存的多方博弃，将深刻影响着未来配电网规划建设、运行调度等谱多环节。

新元素、新需求:小规模、大数量、多元化、分布式、智能化.;传统用户侧发展成源-网-荷-储多元素共存的复杂聚合体，突破地理约束(微网一虚拟电厂);用户侧分布式能源资源DER具有潜在的巨大经济和社会价值，其难点在于如何协同;

综合能源公司一直致力于新能源综合利用开发及智能微电网技术应用。该公司联合知名高校利用两年时间进行了“源-网-荷-储”集成优化能源系统设计开发，综合应用分布式光伏发电、风力发电、电池储能、分布式供热、电力需求侧相应等技术手段，突破了短期风功率预测、电网互动管理等多项技术难题，优化协调“源-网-荷-储”系统中相关设备运行，提升局部电网运行水平，实现对光储充微电网系统的在线监测、历史数据存储、发电预测、负荷预测、日前优化调度功能；实现微网与配网之间的模拟互动管理，微网向配网上传功率计划，并参与上网电价竞价，根据配网交易结果制定日前调度计划，提高清洁能源就地消纳能力同时解决其产生的电网波动性等问题，改善电网电能质量。

“双碳”目标对数据中心提出了高效率、高可靠、低碳排放的需求。因此，构建了一种接入可再生能源和大规模储能的数据中心全直流供电系统，并对其进行了综合评价。首先，分析数据中心供电系统“源-网-荷-储”各环节的特点和需求，综合考虑系统效率、可用性、经济性、环保性4个维度，建立了评价指标体系。然后，利用AHP（层次分析法）和模糊综合评价法，开发了DCES（数据中心能源系统）架构评价工具。最后，通过DCES将全直流供电系统与传统交流供电系统进行对比评价，结果表明，提出的全直流供电系统尽管经济性稍差，但综合评价指标更优，可作为未来数据中心新型供电系统的一个可选方案。

传统电网架构中，能量单向流动，储能环节薄弱，负荷调节手段单一，不适合波动性较大的可再生能源大规模接入。能源互联网将实现可再生能源，尤其是分布式可再生能源的大规模利用和共享，通过更好地利用广域分布式电源的时空互补性以及储能设备与需求侧可控资源之间的系统调节潜力，做到“横向源-源互补，纵向‘源-网-荷-储’协调控制”，从而平抑分布式可再生能源间歇特性对局部电网的冲击。能源互联网系统下将大幅降低弃风弃光现象。 国网河南电科院积极履行社会责任，以助理打赢蓝天保卫战为目标，协同河南电力凋控中心发挥电网在能源调度供应链中的枢纽作用，以政府授权为基础，以污染物排放和能源数据监测为主要手段，全国首创基于能源供应链的绿色调度管理。河南电力发挥在电力调度、数据监测方面的技术优势，搭建 “燃煤机组污染物排放信息”、“供热机组供热信息”、“工业企业用电信息”、“储能、新能源运行信息”四大在线监测平台；经省政府授权对污染物排放较多的火电机组、热电联应急组以及高污染企业进行污染物排放监测，对新能源发电和上网进行监控，优化和重构电力调度供应链关键环节的数据流，通过全省现场监测和核查，提高能源数据准确率和传递效率；制定内外协作、合作共管的电网绿色调度管控机制，压缩超标排放火电机组发电时长，监控超限企业停运期间用电情况，通过电网调度的核心枢纽作用，在提升新能源发电并网比例的同时，有效降低高污染企业的污染物排放。 河南电力通过基于能源供应链的绿色调度成果实施应用，2018年至2019年，统调燃煤机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物平均排放浓度大幅下降，远低于国家标准，分别是国家标准的26%、48%、61%。两年减排烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为1.18万吨、3.08万吨、3.13万吨。在全省年发电耗煤约占煤炭消耗总量46%的情况下，燃煤发电三项大气污染物排放总量仅占全社会排放总量的5%。 两年来，低排放、大容量机组年发电利用小时数较低效机组平均高出近500小时，累计节煤115万吨；秋冬季大气污染攻坚阶段，基于平台开展电力绿色调度，减少京津冀大气污染传输通道城市燃煤机组发电26亿千瓦时，减少电煤消耗120万吨。以平台为依托，按照政府要求，秋冬季污染应急管控期间，累计配合实施停限电7152次，配合到位率100%。累计压减重污染高排放企业用电量59亿千瓦时，相当于在能源消费终端减少散烧煤370万吨、减排二氧化碳673万吨、减少污染物排放205万吨。河南电力绿色调度取得了广泛的社会效益，彰显了责任央企形象。