以負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控系統管理

全省率先構建負荷資源規模化控制的地市級源網荷儲協同調控平臺，打通平臺與調控系統、智慧車聯網平臺、智慧能源服務平臺、營銷需求側響應平臺等系統間的信息及控制通道，實現可調節資源集中管理。接收并轉發省級需求控制策略、制定和發布自身需求控制策略，完成整體資源調控。建設地市級“I區+”安全接入區，依托5G、光纖通訊技術推動分布式光伏、空調負荷等各類社會可調資源接入平臺，實現平臺對多類型可調節資源的規模化接入、處理、聚合和綜合監視、功率控制功能。

利用已建成的地市級源網荷儲協同調控平臺，在負荷側開展全國首次日內萬千瓦級空調負荷調控試驗，在用戶無感知情況下，實現分鐘級最大上、下調節功率1.2萬千瓦，響應值

與預測值偏差小于2%，充分驗證規模化負荷參與電網調峰的能力。國家電網報、山東電視臺、威海電視臺、電網頭條等多家媒體都對此次試驗進行了相關報道，國網山東省電力公司評價這次調控試驗的成功是建設源網荷儲協同互動新高地的重要落地成果。

一、以負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控系統管理的主要做法

基于新能源井噴式發展的大環境，通過構建以負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控平臺，優化整合地市級電源側、電網側、負荷側資源，充分挖掘常規電源、儲能、用戶負荷等各方調節能力，通過技術突破、機制創新，提升電網調節能力，

促進電網調控模式由傳統的“源隨荷動”向“源網荷儲協同互動”模式轉變，提升威海地區清潔能源消納水平，助力威海“雙碳”目標達成。

（一）廣泛開展社會調研，掌握可調節資源基礎臺賬

威海地區可調節資源豐富，但可調節資源種類多、差異大等因素造成信息統計不全，無法全面掌握可調節資源的信息及潛力。威海地調明確統計思路，按照整體-局部-個體統計思路，從可調節負荷資源類型、第三方聚合商、可調節負荷終端三方面全方位反應威海地區可調節負荷資源情況。

針對不用可調節負荷資源的響應特性及響應時間等特點，威海地調從可控負荷資源類型、資源名稱、額定容量、響應速度、持續時長等多個維

度進行統計分析，明確可調節資源的標準屬性，建立威海地區可調節負荷資源臺賬。

威海地調根據《威海地區可調節負荷標準化統計表》中的列出的13項統計要求，威海地調對用戶側資源進行實地走訪、調研，全面調研第三方負荷聚合商運營平臺的建設情況，詳細了解各平臺對所接可調節負荷資源的控制方式、數據接口文件及負荷響應速度、可持續響應時間等情況。對于暫不能實現控制功能的負荷資源，積極協調第三方負荷聚合商利用已有資金進行設備改造，推動威海地區可調節負荷資源可控能力提升

調研中威海公司發現地區空氣源負荷資源豐富，于2021年3月8日，威海地調赴佐耀公司實地調研，并在現場進行了空氣源負荷調節能力試驗，佐耀公司空氣源資源聚合平臺的負荷控制技術、負荷規模、可調節能力在

全省范圍內具有先進性。

目前佐耀公司空氣源熱泵負荷總裝機容量約1.5萬千瓦，其第三方平臺調峰能力為0-100%，惡劣天氣時60%-80%，且調節時長2小時，用戶無感知，現有技術完全負荷源網荷儲協同互動要求。

（二）建設源網荷儲協同調控平臺，規模化接入各類可調節資源

按照省公司調控云建設要求，依托山東電網源網荷儲協同互動調控平臺，建設以負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控平臺，滿足與不同運營系統的跨平臺互聯和跨安全區的高時效數據交換要求。

1.地市級源網荷儲協同互動平臺總體架構

在調控中心安全III區建設基于D5000的源網荷儲協同互動系統（簡稱“地區源網荷儲系統”），構建大規模可調節負荷資源參與調度控制的分

層控制架構，建立地區源網荷儲系統與可調節負荷資源的多層級信息交互方式，通過電力物聯網技術，實現各類可調節資源接入源網荷儲協調互動平臺，實現平臺對各類調節資源的規模化接入、規模化處理、資源建模及聚合、綜合監視、功率控制、交互接口等功能。

平臺功能如下，一是實現對地區各類型可調節資源的匯總監視，同時按照可調節資源控制方式不同進行分類，多個維度實時展示接入平臺的可調節資源響應級別、上下調節空間、持續時間等信息，方便對平臺內可調節資源信息的實時準確掌握；二是基于可調節資源模型、特性以及與電網模型關系，結合歷史數據變化特征、資源入網聯絡線數據變化情況，以及局部時空范圍內約束條件，分析可調節負資源數據有效性，對各類資源數據質量、越限、跳變等異常情況進行監視并告警，避免錯誤數據對控制指令及控制策略的生成造成干擾；三是基于省公司下發的控制指令或地區電網自身控制需求，綜合考慮地區電網各類負荷資源的調節容量、可調節能力、維持時間、優先級等因素，構建地區電網負荷優化決策模型，合理調用可調節資源，生成最優控制策略。

系統延伸到安全Ⅳ區、互聯網大區，與地區調度控制系統、省級源網荷儲系統、省級智慧能源服務平臺、負荷聚合平臺等系統實現信息交互，實時采集客戶可調節負荷資源，制定控制策略并發布控制需求，系統架構如圖所示，主要由設備層、聚合層和主站層構成。

設備層主要由可調節負荷資源組成，包括自備電廠、充電樁、工業大用戶、非工空調、電源側儲能等。

聚合層主要包括省級智慧能源服務平臺、負荷集成商綜合管控平臺等，將不同類型、不同區域的可調節負荷資源匯集和優化控制，解決可調節負荷資源數量多、種類多、部分單體容量偏小的問題。

主站層主要包括地區源網荷儲系統、地區調度控制系統和省級源網荷儲系統，其中地區源網荷儲系統主要實現地區可調節負荷資源的接入、監視和優化控制等，并與省級源網荷儲系統協同運行；地區調度控制系統主要實現地區自備電廠、電源側儲能負荷資源接入和控制等。主站層通過多個系統的高效交互實現可調節負荷資源的可觀、可測、可調和可控。

2.推動可調節資源規模化接入（1）批量接入可調節資源

深入調研威海地區可調節資源情況，深挖威海地區各類可調節資源潛力，促進威海地區地方電廠、自備電廠、分布式光伏、負荷資源接入源網荷儲體系。電源側資源，威海地區地方電廠裝機容量96萬千瓦、分布式光伏容量23萬千瓦，通過5G技術及分布式電源管理系統，將電源側資源全部納入源網荷儲體系。負荷側資源，威海地區空氣源負荷資源規模不小于20萬千瓦，需求側響應負荷不小于20萬千瓦，通過地市級安全接入區、營銷需求側響應平臺，簡化負荷接入手續，降低各類可調節資源就近接入各級平臺難度，促進地市系統各類負荷側資源就地、就近接入，充分發揮地

市級海量負荷資源優勢，實現納入源網荷儲協調互動的負荷側資源及儲能容量占電網最大負荷8%以上。

（2）電網側資源信息接入

地方電廠實時數據信息采用調度系統標準的數據采集通信規約，經由調度數據網接入調度控制系統I區，由調度控制系統數據總線實時同步至Ⅲ區，通過省級調控云消息總線kafka接入省級調控云統一存儲，再通過消息總線下裝到地區源網荷儲多元協同調度控制平臺進行負荷監視。

（3）負荷側資源信息接入

可調節負荷資源信息以基于SSL的HTTP服務，通過4G/5G無線網絡經互聯網區防火墻接入省級安全接入區，再經過信息內外網隔離進入省調IV區數據中轉存儲區，再穿越三四區防火墻接入威海電網源網荷儲多元協同調度控制平臺，進行負荷監視，最后通過基于SSL的HTTP服務上送負荷數據到省級源網荷儲平臺。

3.提升資源接入信息安全

為確保不同類型可調資源安全接入，該源網荷儲協同互動體系提供四種資源信息安全接入方式：一是部署地調安全接入區，對外通過防火墻、縱向加密裝置等安防設備與資源層聚合商平臺連接，對內通過隔離裝置與源網荷儲協同調控平臺實現信息交互；二是構建防火墻安全接入方式，通過防火墻安全隔離，實現源網荷儲協同調控平臺與智慧能源服務平臺、營銷需求側響應平臺等公司內部系統的信息交互；三是構建調度隔離安全接入方式，實現調度直控資源無線專網、光纖專網接入生產控制大區調控系統四是依托現有調度數據網安全接入方式，實現調度直控對象（如常規電源、抽蓄、電網側儲能、精控、集中式新能源、批量控制負荷等資源）接入源網荷儲協同調控平臺。

4.地市級源網荷儲協同互動體系建設

截止目前，威海源網荷儲協同互動平臺已成功接入地方自備電廠、地方公用電廠、集中式光伏電站、風電場、電動汽車、空氣源負荷以及需求側響應等數據。

在此基礎上根據可調節資源的接入方式及響應特性，結合源網荷儲協同互動調控平臺業務應用對可調節負荷參與調度控制的要求，設計各類可調節負荷資源的模型數據結構，滿足電網對可調節負荷接入、監視及控制的應用需求，可調節負荷資源建模范圍包括自備電廠、電動汽車、空氣源負荷、充電樁等。

地方公用電廠/自備電廠：展示地區公用火電總體情況，包括機組臺數、總容量、當前出力、可調容量等，并支持按各電廠進行聚合展示，模塊中系統對地方電廠出力進行匯總排序，

自動顯示出力排名靠前的地方公用電廠。

風電場/集中式光伏：展示威海地區風電場、集中式光伏電站的裝機容量、個數、實時出力等信息。

電動汽車；展示國網電動汽車、特來電總體情況，包括充電站、聚合單元數量，以及實時功率、可調容量等，并支持按地區進行聚合展示。

空氣源負荷；展示已接入平臺的空氣源負荷情況，包括各分聚合點容量、實時出力、上下調節空間、回水溫度等信息；通過該模塊實現對空氣源負荷的群控及分聚合點精準單控功能儲能電站總體情況。

（四）研究可調節資源響應速度及控制策略，平臺初步具備實用化功能

1.負荷惻資源調度控制策略研究

地市級源網荷儲協同調控平臺接受省級控制需求指令或根據地區電網

自身控制需求分解執行控制指令。分解控制指令時，綜合考慮平臺內各類調節資源可調能力、調節代價，生成地區各類可調節資源的調節策略及控制序列。調度直控類資源控制策略直接通過地調安全I區D5000系統分解執行；位于互聯網上的負荷聚合商控制需求通過地調互聯網外網安全接入區下發；220/380V分布式光伏、需求側資源等調度間控類資源控制策略下發至智慧能源服務平臺、配電物聯網云平臺及用電信息采集系統等平臺，各平臺根據居民區源網荷儲實時信息繼續分解指令，將控制指令下達至臺區，實現控制指令的最終落地。

以接入平臺的空氣源負荷資源控制為例，技術支持系統根據計劃申報負荷制定相應的空氣源熱泵的總調控策略，并將策略通過正向隔離發送到省級源網荷儲平臺，進行策略分解，將分解后的策略發送到威海源網荷儲平臺，由威海源網荷儲平臺將控制指令發送給位于省級互聯網大區的資源控制下發模塊，該模塊將指令發送給空氣源熱泵負荷聚合平臺，進行負荷調控，并實時返回調控過程的負荷曲線，供省級源網荷儲和威海源網荷儲平臺進行負荷監視。

目前，山東省內負荷側可調節資源以參加需求響應為主，尚未參與輔助服務市場。為推動源網荷儲項目建設，充分發揮價格引導作用，調動負荷資源改變用電需求，避峰就谷和合理用電，保障電網和發電機組穩定運行。根據《國家發改委關于創新和完善促進綠色發展價格機制的意見》（發改價格規（2018） 943號）、《關于5G基站低谷電價有關事項的函》（魯發改價格函（2020） 43號）、《關于開展儲能峰谷分時電價政策試點的通知》（魯發改價格（2020） 618號），通過峰谷分時電價優惠政策促進可調節負荷資源參與電網調節。

（五）成功可調節負荷資源調控試驗，驗證規模化負荷調控能力

以接入平臺的1.5萬千瓦空氣源為試驗對象，山東省地兩級源網荷儲協同調控平臺開展空氣源負荷實時調控試驗，實現國內首次省地兩級協同開展的日內單次空調負荷大規模集中調控。

本次試驗以山東威海佐耀空氣源公司的8個空氣源熱泵聚合點作為調控目標，合計接入負荷資源1.5萬千瓦。此次試驗過程共分兩個階段，第一階段山東省網下發計劃指令和實時指令至威海市級源網荷儲互動平臺，威海源網荷儲平臺下達指令至佐耀公司互聯網平臺，佐耀公司所屬空氣源熱泵負荷自動跟蹤新能源發電出力，最大上、下調節功率1.2萬千瓦，占

威海地區總負荷的0.5%；第二階段威海公司模擬設備重載情況，通過對單個聚合點分別下發調控指令，實時降低用電負荷，單聚合點最大調節功率達2000千瓦，達到降低設備重載水平、削減電網尖峰負荷的目標，突破性實現對電網局部負荷的實時控制。試驗期間，佐耀空氣源負荷全程跟蹤調控指令，負荷用電功率實時上下調節、響應準確。

二、以負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控系統管理的實施效果

（一）管理成效

通過開展負荷資源規模化控制為核心的地市級源網荷儲協同調控系統管理，威海公司構建了一個全域各類可調資源接入平臺，滿足與不同運營系統的跨平臺互聯和跨安全區的高時效數據交換要求，促進威海地區地方電廠、自備電廠、分布式光伏、負荷資源接入源網荷儲體系，實現地市級電網可調節資源參與省級電網調節。

2021年3月24日，以接入平臺的佐耀公司1.5萬千瓦空氣源熱泵負荷為對象，山東省調、威海地調成功完成了全國首次省市兩級日內萬千瓦級空調負荷調控試驗。國家電網報、山東電視臺、威海電視臺、電網頭條等多家媒體都對此次試驗進行了相關報道，國網山東省電力公司評價這次調控試驗的成功是建設源網荷儲協同互動新高地的重要落地成果。

（二）經濟效益

本項目實施后，提升威海地區電網調節能力，突破性實現對電網局部的精準控制。通過將負荷側可調節資源納入源網荷儲協同調控平臺，實現市級可調節資源參與省級電網調節。供熱季期間，通過對接入平臺的空氣源負荷進行調節，電網負荷高峰和低谷期間參與調節負荷量1.5萬千瓦，結合威海峰谷電價政策，整個供暖季（約140天）用戶每參與調節1小時，

為用戶節約成本42萬元。

（三）社會效果

在新能源消納困難時段，通過市場化手段調動市級可調節資源參與省市兩級源網荷儲友好互動，促進新能源消納。據測算，在新能源大發影響電網調峰時，日內空氣源熱泵負荷能夠6小時參與新能源消納，按照接入系統1.5萬空氣源熱泵負荷測算，整個供暖季（約140天）促進新能源消納約1000萬千瓦時。按照火電標煤消耗計算，每個供熱季節約標煤近3000噸，減少溫室氣體排放約600噸，減少灰渣約8000噸。

（作者單位：國網山東省電力公司威海供電公司）