“雙碳”背景下源網荷儲協調互動助力新型電力系統建設

摘 要：碳達峰及碳中和目標是國家重要戰略部署，這兩個目標的實現具有長期性、系統性特征，需要以能源調整為導向，快速推進電力系統的改革升級。面對新能源應用滲透的逐步加深，新型電力系統建設中面臨著系統穩定性提升、建設成本控制兩方面困境，為此，文章分析了基于源網荷儲協調互動模式的新型電力系統構建現狀，并立足“雙碳”背景，給出了源網荷儲協調互動助力新型電力系統建設的關鍵路徑，旨在構建符合地方能源特色及電網特征的雙碳工作規劃，從電源、電網、負荷、儲能四個方面發力，推動四維協調互動模式的合理構建，以此驅動新型電力系統的快捷化建設與發展。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；源網荷儲；新型電力系統

引言

近年來，我國大力推進新能源發展，并提出了碳達峰與碳中和目標。在能源改革逐步深化的同時，新能源接入規模不斷擴大，電力系統可再生能源比例有所提升，電力電子裝備占比也逐步增大。同時，電力網絡冬夏負荷均達到了較高峰值，電力資源供給及需求的隨機性進一步增強。在這些特征影響下，傳統電力系統無法通過修補改造為電力系統安全運營、高效運營產生驅動，迫切需要重新構建電力系統。為最大化程度消納清潔能源，打造能源互聯性電網，快速實現“雙碳”目標，依托源網荷儲協調互動驅動新型電力系統成為關鍵。

一、基于源網荷儲協調互動模式的新型電力系統構建現狀

在我國直流特高壓工程逐步投產建設以來，我國電網呈現出了復雜化發展趨勢，呈現出了交流與直接混聯、送端及受端并存的特征。在新型電力系統構建后，電網穩定導則、事故調查規程逐步修訂，針對電網安全、穩定運行方面所提出的要求也逐步提高。在碳達峰與碳中和目標提出后，電力系統呈現出了雙高發展態勢，并具備顯著的雙新特征，傳統電網及新型電網均需解決穩定運行問題，然而電網的故障呈現形式、故障問題發展變化趨勢越來越復雜，可能會產生較以往更加嚴重的故障連鎖反應，為新能源轉型發展帶來了嚴峻的壓力與挑戰。近年來，世界各國光伏電站儲能系統起火事故頻繁出現，而除了電池燃燒因素外，系統各運行環節均可能存在安全隱患，因此維持新型電力系統穩定性，是源網荷儲協調互動模式順暢運行的關鍵所在。在以新能源為核心構建新電力系統時，儲能建設、電網接入等各個環節均需付出更高的成本，由于我國電價持續下調，加之缺乏完善的市場化運行機制，新型電力系統建設中存在顯著的收支矛盾，由于資金不足，系統建設時功能設置可能受到限制，源網荷儲協調互動格局的形式面臨一定的資金壓力。

二、“雙碳”背景下源網荷儲協調互動助力新型電力系統建設的關鍵路徑

（一）制定長效建設規劃，建立健全“雙碳”目標管理體系

需要圍繞碳達峰、碳中和目標，制定源網荷儲協同一體化發展模式的構建策略，科學設定工作目標，明確具體的工作思路，給出可行的工作方法，健全工作順暢開展保障措施，同時還要詳細制定工作推進計劃，確定責任主體，清晰制定工作預計達到成效，還要出臺成果報告編制規劃。之后，應針對性制定可行性實施方案，對各參與方的工作規劃、工作任務進行詳細的劃分與部署。應組建專門性的“雙碳”工作領導小組，由電力公司領導層作為主要負責人，負責落實國家出臺的相關政策，審查分析各項工作規劃及策略可行性，探尋重要性問題解決方案，并擔負各方協調及力量整合工作，以便協調各單位及各部門共同實現“雙碳”目標。在領導小組下分別設立辦公組、規劃組、運行組及宣傳組，各工作小組分別負責領導小組部署的任務，各司其職確保碳達峰、碳中和目標的早日實現。

（二）促進清潔能源發展，提供多元低碳化能源供給方式

1.制定與推行新能源政策

為保障新型電力系統的科學化、順暢化建設，需要立足整體層面，做到科學規劃與全面部署，制定出可行性、經濟性的電網建設規劃，同時，地方能源局還需要針對性出臺可再生能源規劃，在這兩個規劃協同配合下，為新能源相關政策制度的制定提供有效引導。地方能源局需要提高對煤電機組改造的重視，提出針對性、靈活性的改造政策，保障煤電機組科學整改，以盡快完成煤電機組改造更新任務。同時，地方能源局還需要立足新能源開發利用的層面，頒布新能源優先配置政策，以此作為煤電機組改造過程中新能源配置導向。所有改造煤電機組的供電企業，必須遵循政策落實相應的新能源發展要求，為所有增設新能源項目，建立功能完善、設施齊全的儲能設施。

2.加快新能源基地建設步伐

首先，需要做好新能源布局規劃工作，結合地區電網情況，分類設置消納區，以就近消納、近地消納作為新能源消納的核心，立足全局分析處于建設階段的新能源項目，綜合分析電力負荷及網架結構，還需考慮到新能源輸送通道，為新能源企業的布局及發展提供可靠指引。其次，應根據本地區資源情況及電網供應水平，打造新能源基地，鼓勵以水電或火電通道為基礎輸送新能源，推動風能、光能、水能、火能輸送通道相互融合，增強現有輸電通道的能源輸送能力，進而取得最大化的綜合效益。再次，應加強新能源并網服務，構建綠色通道，加快新能源配套電網工程建設速度。此外，還要推進分布式電源建設進程，通過流程優化、服務強化，增強配電網之間的連通性，采取智能化電網控制措施，實現分布式清潔能源并網，并滿足多元負荷用電需求。深入研究微電網技術難題，為新型電力系統的負荷應急、風險抵御提供技術支持。

（三）開展智能電網建設工程，打造智能性與數字性電網

1.積極推動一流電網建設

應大力推進能源互聯網建設工程，貫通特高壓通道，以中部框架建設為核心，構建一個受端電網，擴大中壓及低壓電網覆蓋范圍，促進各壓力等級電網的同步發展。一方面，應提高數字電網建設速度，結合運用物聯網、區塊鏈等先進技術打造智慧型數字電網，增強電力系統感知靈敏度、操控靈活性，奠定清潔型、低碳化新能源體系的構建基礎。另一方面，應打造一流示范項目。以國家電網建設要求為依據，快捷完成新能源互聯網綜合示范區建設任務，以國際化標準開展示范區建設工作，進而以點帶面推進能源互聯網的全覆蓋。此外，需要啟動新模式試點。以政府部門為引領，主動參與市場規則制定，為用戶積極參與市場交易起到帶動作用，并奠定荷隨源動電網運行新模式試點應用與全面推廣的基礎。

2.健全清潔能源快速響應機制

完善性的清潔能源快速響應機制構建，要以調度系統快捷建設作為基礎，要加快智能電網調度控制系統建設速度，推進省級及地方協同自動發電控制系統建設進程，結合運行不同地區及流域的風光水火各能源系統，通過多級調度、及時響應快速消納清潔能源，以保障消納考核指標圓滿達成。同時，還應統一調度電網，通過強化新能源功率預測能力，打造先進氣象監測系統，構建涵蓋系統端、場站端的雙級預測體系，以精準完成新能源功率的預估分析。并需對抽水蓄能電站的抽水任務、發電任務方案進行合理設定，優化水電、火電機組運行，在新能源電力率先消納的基礎上，提升風電、光伏發電量及利用量。除此之外，還應打造省級電網備用共享制度，科學設定各級電網預留旋轉備用容量最低限值，以保持各級電網的協調平衡運行。

（四）做好終端消費電能替代，促進能源消費電氣化與減量化發展

為節約能源消耗，推動能源消費電氣化、減量化發展，首先，要加強綜合能源服務。依托能源利用需求診斷、能源利用效率提升、多種能源結合應用，以綜合能源服務平臺搭建為支持，通過用能信息及時傳送，鼓勵并引導用戶自主減少能源用量。其次，需要強化區域電能供應能力，以鄉村為著力點，大力推行用能電氣化，引導工業制造業、建筑工程業、交通運輸業向節能低碳方向發展，引導各領域大力應用電氣能源。還應完善構建充電設施，在城區內構建多個充電服務圈，輻射半徑按需設置為1km、3km、5km，并逐步向農村地區提供充電服務，對電動汽車源荷儲特性進行深入挖掘，積極研發電動汽車送電技術及設備。再次，還應推進電力數據建設，收集發電數據、用電數據及跨省送電數據，為碳市場配額預測與計算提供數據支持，以便創新碳減排方式，優化碳減排服務，降低產業鏈各環節碳排放量，通過市場調控實現減碳目標。最后，還要加大能源消耗總量及能耗強度控制力度，進而打造綠色化產業園區，推動產業供應鏈綠色發展。

（五）提升儲能技術應用深度，實現能源存量靈活化與成本節約化

1.完善構建儲能設施

立足新型電力系統發展方向，結合資源利用需求，科學制定儲能型設施發展規劃，明確儲能設施布局、規模，確定建設時序及接入范圍，并需搭建儲能云平臺，打造共享化、經濟性化儲能運營機制，對儲能云應用潛力進行深入挖掘，實現設備、資源、服務全面共享，提升儲能設備利用價值。此外，還需有效利用源網荷各環節的儲能設施，科學規劃年度新能源規模配置方案，了解儲能設施配置要求，對新能源項目儲能設施配備給予支持與引導，開發適用于源網荷各環節的儲能應用場景，建立匹配性商業模式，在電制氫技術應用下，實現儲能集約化、共享化，通過儲能應用示范項目建設，促進新能源項目儲能設施應用的規模化發展。

2.推進新能源配儲及抽水蓄能建設

大力推動新能源配儲設施建設，通過政策引導火電企業主動改造煤電機組，針對各企業設置新能源發展配置指標，盡快完成煤電靈活性全面改造，確保總裝機容量中新能源項目儲能占比不低于20%，儲能時間長度高于2小時，省級地區儲能設施新增規模應高于100kW。同時，應按照規劃要求加快條件相符的抽水蓄能電站前期建設，以擴大儲能容量為核心，增強新型電力系統的能源調節能力。及時向上級網調中心匯報煤電機組靈活性改造進展，發揮重要抽水蓄能電站、流域電站的支撐作用，做好抽水蓄能電站調度運行優化，構建抽水蓄能機制，并應出臺匹配性的儲能電價機制、投資回報機制，按照用電高峰及低谷確定差異化電價。通過抽水蓄能電站、調峰氣電的規范化建設，打造多能存儲于一體、源網荷儲相協調的示范項目，進而增強新型電力系統的調節能力。

（六）打造源網荷儲協調互動服務體系，為新型電力系統建設提供有力支撐

1.打造能源互聯網生態，加強技術研究深化

應加大新能源云系統應用力度，建設專門的技術服務企業，在能源數據全面接入、能源產業鏈信息收集的基礎上，為碳交易、綠證交易等業務開展提供支持。同時應構建省級能源大數據中心，在數據資源收集管理平臺信息安全保障的基礎上，合理制定能源大數據中心建設方案，并推進大數據中心的建設及運營步伐。應快捷完成能源互聯網構建任務，提高信息收集效率、強化信息感知能力、提升信息管理及利用速度，在源網荷儲協調互動的基礎上促進多能源相互補充，完善新能源發電基礎，提升多種儲能方式，保障新負荷規模化、合理化接入。此外，還需深入研發虛擬電廠等新技術，研究提升能效及能源利用率的技術裝備，優化完善運行控制技術、碳排放監控技術，通過新設備應用助力減碳目標實現。

2.大力推進電力市場建設，完善低碳消納保障機制

構建完善性的市場機制，調整價格政策，通過出臺輔助性服務市場交易機制，為煤電機組靈活性改造提供支持。還應增強碳市場及電力市場發展的協同性。深入分析碳市場發展后，電力市場所受的影響，在電價及碳排放成本綜合分析的基礎上，推動兩個市場互補互助發展。除此之外，還需要構建新能源消納保障機制，需要圍繞中長期交易積極推進電力市場建設，以現貨交易作為電力交易的補充方式。應打造一個完善性的自治區間交易體系，以促進新能源跨省交易，提升新能源的總交易量。要做好各省區新能源交易框架，規范簽署相關協議，以保障清潔能源電量可按照協議充足、及時供應。

結語

“雙碳”背景下，清潔型新能源的發展是必然趨勢，因此，電力改革需要構建一個源網荷儲協調互助的新型電力系統，以新型電力系統為基礎，通過強化系統平衡調節能力，增強電網輸送能力，提升電網調度統一性，增強市場資源配置合理性，實現源源互補，提升源網協調性，并加深網、源、荷、儲四方互動性，形成四維融合、互動發展的新型電力系統發展模式。此模式的建立，需要從制定長效建設規劃、促進清潔能源發展、開展智能電網建設工程、做好終端消費電能替代、提升儲能技術應用深度、打造源網荷儲協調互動服務體系幾個方面著手，以此模式為支持提升電力企業核心競爭力，推動電力改革深化開展，從而在最短時間內完成碳達峰、碳中和目標。

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