關于源網荷儲項目系統分析與發展的探究

2021年，國家發展改革委、國家能源局印發《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》(發改能源規〔2021〕280號)中要求，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，落實“四個革命、一個合作”能源安全新的戰略，將源網荷儲一體化和多能互補作為電力工業高質量發展的重要舉措，致力于構建以清潔、低碳、安全、高效為特征的新型電力系統。以此為核心驅動力，全面加速能源行業轉型升級與可持續發展，為實現我國“雙碳”目標，提升風電、光伏等可再生能源利用水平和新型電力系統運行效率，更好地發揮源網荷儲一體化與多能互補在保障能源安全中的作用。

源網荷儲項目的類型和構成

源網荷儲一體化是指通過優化整合電源、電網、負荷、儲能資源，以最新的新能源技術、通信控制系統和電力系統體制機制創新為支撐，構建源網荷儲高度融合的新型電力系統，提高電力系統的靈活性和可靠性，實現能源的高效利用及供應和需求的平衡。目前按照相關政策，主要有區域(省)級、市(縣)級、工業園區(居民區)級源網荷儲一體化3種模式。

▌源網荷儲項目的類型

(1)區域(省)級別源網荷儲一體化。通過整合區域(省級)電力體系，引入包括電源、用電負荷、電化學儲能等在內的多元化市場主體，旨在全面加速市場化交易的自由化進程，促進電力市場高效運作，利用靈活的價格機制引導各類市場主體進行動態調整與多向互動，強化全網的統一調度能力，確保市場運行的高效與協同。構建源網荷儲間靈活高效、協同互動的電力運行與市場體系，深度挖掘并充分發揮區域電網的調節潛力，確保電源、用戶、儲能及虛擬電,廠等多元主體有效融入市場機制，實現資源最優配置與言效利用。

(2)市(縣)級別源網荷儲一體化。以城市為基礎，梳理城市重要負荷，為實現清潔取暖與清潔能源消納的深度融合，推進源網荷儲一體化示范項目的實施，同時滿足供暖的清潔化需求，共同推動能源行業綠色轉型與可持續發展。結合清潔取暖和清潔能源消納工作開展市、縣級源網荷儲一體化示范，研究熱電聯產機組、新能源電站、靈活運行電熱負荷一體化運營方案。

(3)工業園區(居民區)級別源網荷儲一體化。在國內城市各類型場景，通過分布式光伏、并網型微電網以及電動汽車充電基礎設施等，開展分布式光伏發電與新能源電動汽車靈活充放電相結合的(居民級別)小型源網荷儲一體化建設。在用電負荷大的工業區、風光資源條件好的地區，采用就近接入，就地消納方式，進一步推動源網荷儲一體化項目以及綠色園區的創新建設。

▌源網荷儲項目的構成

源網荷儲一體化項目，主要以提高電源側的新能源消納水平和強化負荷側的綠色電力供應能力，通過配置儲能來改善負荷用電特性和新能源出力特性，實現源網荷儲的有序、高效協同調節。

源。包括火電、風電、光伏、水電等，根據區域(省)、市(縣)、工業園區(居民區)范圍內發電資源類型，重點整合風電和光伏新能源項目，綜合場址風電資源、光伏資源、地形地貌、地質情況、交通及施工條件、環保影響因素等，對新能源項目的建設條件進行綜合分析，對新能源電量消納占比、總用電量進行比例約束，確保新能源綜合利用率，兼顧新能源項目與負荷的距離，在一定范圍半徑內，篩選優質新能源項目。

網。由變電站、配電站、輸配電設備、輸電線路和供電設施所組成的電力系統。通過專用的配電網和變電站，包括項目本身內部及與公用電網的聯絡線路，配套建設相應的繼電保護、安全自動、通信、調度自動化裝置。

荷。根據區域(省)、市(縣)、工業園區(居民區)范圍內的產業結構和需求，綜合節能減排、綠電比例、碳匯等要求，統籌增量負荷當前和后續發展情況，用最大負荷和年用電量反推項目不同階段規。

儲(含抽水蓄能)。結合一體化項目內部電氣特性和新能源消納要求等條件，確保集約高效，滿足調峰填谷，確保系統穩定,運行通信。建設源網荷儲一體化項目綜合管控系統，實現項目內部各側協調互濟和統一調控，并服從和接受公用電網的統一調

▌源網荷儲一體化項目的實施內容

(1)電源情況。源網荷儲一體化項目建設時序與規模，要與負荷投產時間和當前及未來需求的增長相匹配。考慮進一步擴大電源規模的同時，更要綜合電網發展及消納空間的分析，根據各風電場、光伏電站場址的發電量估算及投資匡算等綜合分析建設條件和成本。

(2)新能源場址的選擇。明確所屬區域、場址中心地理坐標和場址面積，盡可能將場址中心靠近源網荷儲一體化項目。做好新能源區域敏感因素、地形地貌、海拔高度等調査與實際情況。通過風資源、光資源及地形條件等進行分析，開展風機，光伏場區布置和確定風機單機容量，預測年上網電量等。

(3)電源建設時序與規模。根據負荷預測情況，考慮電量占源網荷儲一體化項目的比重，確保用電量不低于20%，同時根據風電、光伏項目的工程建設周期，確定投產規模，預測風電、光伏利用小時數和發電量占比。重點分析主要技術路線及設備選型、接入系統方案等。

(4)以風電為例分析利用小時數和年發電量的確定利用小時數。風電場的發電小時數與風機所處位置風資源情況密切相關。在規劃風機機位時，全面細致地考量項目所在地的地形地貌、主導風向，同時綜合評估風機近區的障礙物等相關影響因素。由于風機可以高效地將風能轉化動能、動能轉化為電能，當風穿過風電機組的葉輪后，其速度會顯著降低并引發湍流現象，這種影響需要經過一段距離后才能逐漸減弱并恢復自然風速，若在場地條件允許情況下，在主風方向上盡量增加風機之間的距離，進一步減少風機相互影響。

(5)年發電量。根據風電場風資源情況、地形地貌、建設環境、交通運輸和接入系統等條件，估算場區發電量。風電場理論發電量需扣除湍流影響、葉片污染、風電機組利用率、功率曲線折減、場用電線損等能量損耗、氣候停機、周圍風電場影響和軟件計算誤差等因素后，即為風電場的年上網電量。

(6)電網情況。①變電容量測算問題。結合各類型源網荷儲一體化項目增量情況，需考慮采用科學合理的電壓等級，配套建設相應變電站。結合源網荷儲一體化項目的電力電量平衡結果、容載比、主變容量缺額容量等進行測算。②變電站和產業建設時序問題。源網荷儲一體化項目即要規劃新建，又要考慮終期規模。根據源網荷儲項目自身開發時序和產業投產時序，考慮在規模最大的1臺主變故障情況下，考慮剩余1臺主變的負載率要滿足負荷供電要求。

與主網連接方案及產權分界

源網荷儲一體化項目要綜合考慮負荷情況及規劃變電站情況，主要為是否新建或者利用原有剩余間隔，并與主電網只存在1個接入點。產權分界點可設在變電站進線間隔處的龍門架等位置，區分源網荷儲一體化項目的自有運行和擁有的產權。

負荷情況

負荷情況要根據用戶生產特性和各類用電負荷性質的調查結果。也可參考已投產項目的生產特性，兼顧自身負荷調節能力，也可結合不同時段的價格信息和新能源出力情況，動態調整負荷用電特性。達到調節能力跟隨新能源消納需求與價格信息雙向調用。此外，負荷側調節能力不足時，也可利用儲能系統進行調節。

儲能情況

(1)儲能系統。儲能系統可以將電能轉化為化學能、動力勢能、電磁能，且在后續需要時，迅速精確地將這些能量形式重新轉化為電能，實現能量的靈活釋放與利用。增加一定比例的儲能系統，能夠緩解電網的調峰壓力，減少新能源電源的棄風和棄光電量，并且利用儲能的充放電特性，能夠提高新能源電源的利用效率和經濟效益。

(2)儲能系統的必要性。由于新能源出力具有隨機性、波動性的特征，傳統運行模式無法為系統提供充足穩定的供電容量。容易出現需要新能源出力時，由于風電、光伏的不可控，不能及時供應電能，在產能穩定時，又因風電、光伏出力較大，形成棄電現象。儲能系統能夠緩解風電、光伏發電項目在電網端的不穩定性。

(3)儲能系統選型。電化學儲能主要指采用鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池、全釩液流電池進行電化學儲能。電磁儲能也是電力儲能技術的一種，包括超導儲能、超級電容儲能形式。根據目前技術，電化學儲能運用范圍也較廣，是除了抽水蓄能外，各類儲能技術中應用最廣、發展最快的儲能技術。

源網荷儲項目控制系統情況

▌二次系統建設內容

源網荷儲一體化項目要根據實際情況進行繼電保護和安全自動裝置的配置，確保電力運行的安全穩定。其中主要有線路保護、母線保護、斷路器失靈保護、智能錄波器、安全穩定自動裝置、電能質量在線監測裝置等。

▌系統通信

各類源網荷儲一體化項目的系統通信，是整個系統的信息傳輸系統，負責一體化項目內電力運行的信息聯通，并作為一個整體接受電網的統一調度管理，主要有調度組織關系、系統通信方案、光纜路由和系統組織。同時，電網調度管理安全性，根據電力系統的分級調度管理體制，還要設立調度自動化系統，

▌一體化項目調控平臺建設方案

設立智能調度功能，負責對項目內的源網荷儲進行統一協調智能調度，將根據區域(省)級、市(縣)級、園區(居民區)級的能源供給及消耗的發電預測、負荷預測，生成調度指令，并將調度指令分解后傳送到各個新能源電站、電網、儲能及用能設施，各新能源電站、電網、儲能及用能設施的能量管理模塊接受功率調度命令，將功率分解后，將功率指令發送給各機組。

構建碳資源管理功能，通過區域(省)級、市(縣)級、工業園區(居民區)級中的源網荷儲，提高能源、碳排放等數據的計量、核算精度和可信度，推進生產方式綠色化、數字化升級，全面促進能源結構管理能力提升。

源網荷儲一體化項目未來的發展

(1)將傳統電力系統發一輸一變一配一用的方式，轉變成源網荷儲一體化、多能互補模式。實現跨區域、跨省及各類工業園、工商業、社區等不同類型、不同規模的領域，解決規?；履茉磁c新型負荷大量接入的問題，提高新能源發電消納占比。

(2)源網荷儲一體化技術通過整合，實現了數據的高效管理和利用。充分發揮負荷側的調節能力，為后續電力系統多元商業模式的建立和虛擬電廠的發展提供創新理念。

(3)發展區域(省)、市(縣)、工業園區(居民區)源網荷儲可實現新能源就近消納，提升新能源消納能力和增強源網荷儲協調水平。在能耗雙控及“雙碳”目標約束下，進一步增強了綠色電力開發與消納，降低碳排放，促進能源與生態協調發展提供新路徑。

(4)在源網荷儲一體化的基礎上，綜合利用現代化的信息手段，結合人工智能、數字化、大數據等技術，通過建設智能化、智慧化網架結構，實現能源的高效利用。

源網荷儲與傳統電網的對比

傳統電網的問題在于用電負荷突然增高時，發電企業的快速適應響應不夠及時，會出現用電、發電不匹配，且傳統電網未建立起有效的儲能機制，導致對用電企業的電力供應不足，致使電網調度存在不安全性。源網荷儲是一種“源網荷互動”模式，由一個智能化的調度平臺統一控制，實現源網荷同步，通過風電、光伏不同資源互補，從而更經濟、安全穩定的改善電力系統功率動態均衡能力，減少傳統電網對大網的依賴性，減輕大網的尖峰調節壓力。

(1)提高新能源消納能力，在負荷大的用電企業合理半徑之內，開發優質的風電、光伏等新能源，采取就近消納的模式，減輕了新能源的波動性、間歌性、隨機性給電網帶來的風險，通過優化配置，結合用電企業的負荷自調節能力，實現源荷聯動機制，既減輕對電網的沖擊又提高新能源消納能力，

(2)降低電網運行風險。源網荷儲一體化項目建設智能化、智慧化的綜合性調度平臺，通過電源的出力特性、功率預測和儲能的今理匹配，可以實現電網的電力供應平穩、持續，降低電網運行風險。

(3)降低用電成本。通過建設儲能系統，結合電力負荷的峰平波谷不同時段電價，充分發揮儲能的作用，在低谷時儲存電能，在高峰時釋放電能，從而降低用戶的用電成本。

(4)提高能源利用效率。源網荷儲一體化項目有效整合各類能源，提高風光發電的互補優勢，不斷提高能源利用效率，減少棄風、棄光風險。

結語

源網荷儲一體化發展模式是指在能源領域，通過整合電力、互聯網和儲能技術，形成一種新型的能源供應鏈模式。該模式的核心是通過互聯網技術實現能源的智能化管理和優化調度，同時利用儲能技術實現能源的高效利用和儲存，實現能源的可持續發展。