源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系研究與實(shí)踐

游大寧，劉航航，鮑冠南，初嘉偉，晉 飛

（1.山東電力調(diào)度控制中心，濟(jì)南 250001；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，山東 煙臺(tái) 264001；3.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司，山東 濰坊 261014）

0 引言

近年來(lái)，歐美等國(guó)每年新增可再生能源裝機(jī)占比達(dá)60%以上，“十三五”期間，我國(guó)新能源裝機(jī)年均增長(zhǎng)32%，是全球可再生能源裝機(jī)增速最快的國(guó)家[1-5]。2020 年9 月，中央明確提出兩個(gè)階段減排奮斗目標(biāo)（“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)），即在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060 年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，這使電力系統(tǒng)對(duì)可再生能源的需求進(jìn)一步增加，建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是時(shí)代發(fā)展的必然需求。與此同時(shí)，新能源發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性的特點(diǎn)，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)供需雙側(cè)隨機(jī)問(wèn)題日益凸顯，傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的調(diào)度控制方式已遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)發(fā)展需要，逐步向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)度方式轉(zhuǎn)變[6-8]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)展開(kāi)了廣泛研究。文獻(xiàn)[9]針對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化的規(guī)劃環(huán)節(jié)展開(kāi)研究，為系統(tǒng)的規(guī)劃決策環(huán)節(jié)提供參考。文獻(xiàn)[10]提出一種泛在電力物聯(lián)網(wǎng)背景下源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)度模式，通過(guò)建立儲(chǔ)能在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，與電動(dòng)汽車(chē)彈性負(fù)荷有序充電控制管理系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與源荷儲(chǔ)的協(xié)調(diào)交互。文獻(xiàn)[11]建立了考慮源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化的主動(dòng)配電網(wǎng)網(wǎng)架三層規(guī)劃模型，有效改善了配電網(wǎng)的運(yùn)行特性，提高了規(guī)劃結(jié)果的合理性和經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)[12]提出一種面向園區(qū)微網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化運(yùn)營(yíng)模式，提高了微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)[13]設(shè)計(jì)了一種源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理平臺(tái)，并在華東地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)，減少了電網(wǎng)峰谷差。文獻(xiàn)[14]提出直流配電網(wǎng)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，大幅降低了直流配電網(wǎng)運(yùn)行成本、網(wǎng)損率和電網(wǎng)偏差。文獻(xiàn)[15]從市場(chǎng)角度分析了主體交易需求，提出了源網(wǎng)荷儲(chǔ)電力市場(chǎng)交易平臺(tái)框架，提高了市場(chǎng)主體的盈利能力和清潔能源的消納水平。

現(xiàn)有研究表明，針對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)問(wèn)題的研究在規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行、平臺(tái)建設(shè)、市場(chǎng)模式等方面已有成效，但存在研究角度單一、缺乏大規(guī)模電網(wǎng)運(yùn)行示范應(yīng)用支撐的問(wèn)題。隨著電力系統(tǒng)對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)需求的進(jìn)一步增加，亟需建立適用于大規(guī)模電網(wǎng)的多元協(xié)同調(diào)度體系。

本文提出一種源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系，首先優(yōu)化了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)各類(lèi)可調(diào)節(jié)資源參與市場(chǎng)機(jī)制，推動(dòng)自備電廠、儲(chǔ)能設(shè)施參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，建立了適應(yīng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)模式的“雙導(dǎo)向、雙市場(chǎng)”需求響應(yīng)機(jī)制，為源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)控提供政策保障。同時(shí)設(shè)計(jì)了多類(lèi)資源協(xié)作互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)，匯集各類(lèi)潛在調(diào)節(jié)資源，為源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)控提供了實(shí)施體系。最后，在山東電網(wǎng)進(jìn)行了大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)試驗(yàn)及試點(diǎn)應(yīng)用，驗(yàn)證所提出的多元協(xié)同調(diào)度體系的成效，有效提升了源網(wǎng)荷儲(chǔ)間的協(xié)調(diào)互動(dòng)能力，提高了電網(wǎng)調(diào)峰裕度，促進(jìn)了新能源優(yōu)先消納。

1 源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系市場(chǎng)機(jī)制研究

本文為源-荷-儲(chǔ)三方設(shè)計(jì)了相應(yīng)的參與市場(chǎng)機(jī)制，推動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)施參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，完善峰谷電價(jià)激勵(lì)政策，建立了“雙導(dǎo)向、雙市場(chǎng)”的需求響應(yīng)模式，實(shí)現(xiàn)了源荷儲(chǔ)各類(lèi)資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的雙向友好互動(dòng)。

1.1 源-荷-儲(chǔ)參與市場(chǎng)機(jī)制

1.1.1 燃煤自備電廠參與市場(chǎng)機(jī)制

針對(duì)燃煤自備電廠靠近終端負(fù)荷、輸配環(huán)節(jié)少、對(duì)需求響應(yīng)迅速、管理效率高、利用小時(shí)數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，研究通過(guò)自備電廠采用純下網(wǎng)方式參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，即減少發(fā)電出力至小于發(fā)電基準(zhǔn)（自用負(fù)荷）方式。自備電廠采用“報(bào)量報(bào)價(jià)”模式參與電網(wǎng)調(diào)峰，調(diào)度機(jī)構(gòu)按照“容量?jī)?yōu)先、按需調(diào)度”的原則進(jìn)行調(diào)用，并對(duì)其發(fā)電負(fù)荷低于發(fā)電基準(zhǔn)時(shí)的電量進(jìn)行補(bǔ)償。

1.1.2 負(fù)荷側(cè)資源參與市場(chǎng)機(jī)制

可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源主體在電網(wǎng)負(fù)荷低谷、新能源消納困難及電網(wǎng)調(diào)整困難時(shí)段，通過(guò)增加用電負(fù)荷或減少發(fā)電出力方式，促進(jìn)清潔能源優(yōu)先消納。調(diào)度機(jī)構(gòu)按照市場(chǎng)規(guī)則，編制日前發(fā)電計(jì)劃，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)整需求，按照“時(shí)間優(yōu)先、容量?jī)?yōu)先、按需調(diào)度”的原則，安排可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源主體參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，形成可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源主體全天96 點(diǎn)調(diào)整功率曲線(xiàn)。

1.1.3 儲(chǔ)能設(shè)施參與市場(chǎng)機(jī)制

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為綜合能源系統(tǒng)重要的組成部分，配置靈活，傳輸便捷，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能設(shè)備和綜合能源系統(tǒng)間的能量互動(dòng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可緩解供電壓力和過(guò)高的負(fù)荷波動(dòng)，維持系統(tǒng)供用電平衡。儲(chǔ)能設(shè)施通過(guò)化學(xué)或物理方法，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷或棄風(fēng)、棄光時(shí)段儲(chǔ)存電力，在需要時(shí)段釋放電力，從而提供調(diào)峰服務(wù)，參加電力輔助服務(wù)市場(chǎng)。

儲(chǔ)能設(shè)施按照自愿原則申報(bào)參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)，由電力調(diào)度機(jī)構(gòu)按照市場(chǎng)規(guī)則編制日前發(fā)電計(jì)劃，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷低谷、新能源消納及電網(wǎng)調(diào)整需求，按照“時(shí)間優(yōu)先、容量?jī)?yōu)先、按需調(diào)度”的原則，安排儲(chǔ)能設(shè)施參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)工作，形成全天96 點(diǎn)調(diào)整功率曲線(xiàn)，火電機(jī)組因參與調(diào)峰出力運(yùn)行至50%及以下時(shí)，優(yōu)先調(diào)用儲(chǔ)能設(shè)施。

1.2 峰谷電價(jià)激勵(lì)政策

由于新能源發(fā)電具有時(shí)段性且需全額消納、發(fā)電不受限制、不承擔(dān)調(diào)節(jié)責(zé)任，導(dǎo)致燃煤直調(diào)公用機(jī)組白天高峰時(shí)段上網(wǎng)負(fù)荷及報(bào)價(jià)較低，夜間谷段時(shí)間上網(wǎng)負(fù)荷及報(bào)價(jià)則相對(duì)偏高，與現(xiàn)行峰谷分時(shí)電價(jià)時(shí)段劃分及價(jià)格浮動(dòng)趨勢(shì)正好相反。如按照現(xiàn)貨報(bào)價(jià)調(diào)整峰谷分時(shí)電價(jià)政策，將大幅拉大用電峰谷差，必須統(tǒng)籌考慮需求側(cè)和供給側(cè)的特性，并充分考慮對(duì)廣大電力用戶(hù)的影響，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

研究將中午12:00—13:00 由平段調(diào)整為谷段，一是利用價(jià)格杠桿引導(dǎo)具備調(diào)整能力的用戶(hù)優(yōu)化用電習(xí)慣，調(diào)動(dòng)負(fù)荷資源改變用電需求，達(dá)到避峰就谷、提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的目的；二是契合電力市場(chǎng)的價(jià)格特性，提高直調(diào)公用機(jī)組發(fā)電出力負(fù)荷，更有利于發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行和電力市場(chǎng)健康平穩(wěn)發(fā)展。

1.3 需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制

1.3.1 容量競(jìng)價(jià)方面

緊急型需求響應(yīng)容量競(jìng)價(jià)包括緊急型削峰需求響應(yīng)容量競(jìng)價(jià)和緊急型填谷需求響應(yīng)容量競(jìng)價(jià)兩部分。由電網(wǎng)企業(yè)發(fā)布容量需求、最高限價(jià)、響應(yīng)時(shí)段等競(jìng)價(jià)信息，用戶(hù)（負(fù)荷聚合商）申報(bào)響應(yīng)容量、補(bǔ)償價(jià)格等信息，采用“單邊報(bào)量報(bào)價(jià)、邊際價(jià)格出清”模式，根據(jù)用戶(hù)申報(bào)的響應(yīng)量和補(bǔ)償價(jià)格，按補(bǔ)償價(jià)格由低到高排序，對(duì)相應(yīng)申報(bào)響應(yīng)量依次成交（價(jià)格相同時(shí)按申報(bào)時(shí)間優(yōu)先成交），直至達(dá)到緊急型削峰需求響應(yīng)和填谷響應(yīng)容量需求規(guī)模，成交響應(yīng)量最后1 kW 的申報(bào)價(jià)格即為市場(chǎng)統(tǒng)一出清價(jià)格。按照“價(jià)格優(yōu)先，時(shí)間優(yōu)先”的原則確定中標(biāo)用戶(hù)，出清結(jié)果對(duì)參與用戶(hù)披露。

1.3.2 補(bǔ)貼方式方面

緊急型削峰需求響應(yīng)電能量補(bǔ)償費(fèi)用結(jié)算，由實(shí)際有效響應(yīng)容量按照削峰時(shí)段發(fā)電側(cè)加權(quán)平均電價(jià)結(jié)算（第二檔用戶(hù)按照實(shí)時(shí)市場(chǎng)在削峰時(shí)段發(fā)電側(cè)加權(quán)平均電價(jià)的1.5 倍執(zhí)行）。其中，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)連續(xù)長(zhǎng)周期結(jié)算試運(yùn)行前，結(jié)算價(jià)格參考最近一次模擬試結(jié)算運(yùn)行期間的實(shí)時(shí)市場(chǎng)削峰時(shí)段發(fā)電側(cè)加權(quán)平均節(jié)點(diǎn)電價(jià)。緊急型填谷需求響應(yīng)電能量補(bǔ)償費(fèi)用結(jié)算，由實(shí)際有效響應(yīng)容量按照固定價(jià)格結(jié)算。經(jīng)濟(jì)型削峰需求響應(yīng)日前市場(chǎng)費(fèi)用結(jié)算按照日前市場(chǎng)出清容量與日前市場(chǎng)削峰時(shí)段發(fā)電側(cè)加權(quán)平均電價(jià)結(jié)算。經(jīng)濟(jì)型削峰需求響應(yīng)實(shí)時(shí)市場(chǎng)偏差費(fèi)用結(jié)算是實(shí)際響應(yīng)容量與日前市場(chǎng)出清結(jié)果偏差部分按照實(shí)時(shí)市場(chǎng)平均節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算。

2 源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系平臺(tái)設(shè)計(jì)

本文根據(jù)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度運(yùn)行的實(shí)際和需求，設(shè)計(jì)了源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系平臺(tái)，并在山東電網(wǎng)落地運(yùn)行。

2.1 平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

按照省地兩級(jí)部署，在管理信息安全Ⅲ區(qū)基于調(diào)控云部署源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)控平臺(tái)，打通與生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)、信息外網(wǎng)通道，與山東省網(wǎng)源監(jiān)督平臺(tái)、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)、省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)等平臺(tái)之間互通互濟(jì)，保障各類(lèi)資源廣泛接入?？傮w架構(gòu)如圖1 所示，主要由調(diào)控層、聚合層和資源層構(gòu)成。

圖1 平臺(tái)總體框架

調(diào)控層主要結(jié)合聚合層提供的源網(wǎng)荷儲(chǔ)各類(lèi)聚合資源，根據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前及未來(lái)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，并將計(jì)算出來(lái)的策略下發(fā)給聚合層，由聚合層進(jìn)行控制。調(diào)控層包括源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)、現(xiàn)貨市場(chǎng)、?。ǖ兀┱{(diào)控系統(tǒng)。

聚合層主要包括省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)、國(guó)網(wǎng)智慧車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等，對(duì)不同類(lèi)型、不同區(qū)域的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源進(jìn)行匯集和優(yōu)化控制，解決可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源數(shù)量多、種類(lèi)多、部分單體容量偏小的問(wèn)題。

資源層主要由源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)多類(lèi)形態(tài)的可調(diào)節(jié)資源組成，包括自備電廠、充電樁、工業(yè)大用戶(hù)、非工空調(diào)、電源側(cè)儲(chǔ)能等。

資源層數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)4G/5G 等接入聚合層。一是針對(duì)已部署調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的資源層數(shù)據(jù)，可直接接入調(diào)控層。二是針對(duì)具備遠(yuǎn)動(dòng)、測(cè)控裝置，但尚未部署調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的資源層數(shù)據(jù)，建設(shè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全接入?yún)^(qū)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、縱向加密裝置（安全接入?yún)^(qū)與資源層聚合商平臺(tái)間）、隔離裝置（安全接入?yún)^(qū)與調(diào)控層間）實(shí)現(xiàn)資源層數(shù)據(jù)接入。三是針對(duì)已在阿里云、騰訊云等云平臺(tái)進(jìn)行聚合的資源層數(shù)據(jù)，通過(guò)在電網(wǎng)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)，依托互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)云平臺(tái)部署資源采集服務(wù)，經(jīng)外網(wǎng)安全接入?yún)^(qū)接入調(diào)控層，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)聚合商平臺(tái)數(shù)據(jù)交互。

2.2 平臺(tái)資源接入方案及功能應(yīng)用

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)的可調(diào)節(jié)資源接入有三種方式：一是構(gòu)建信息隔離安全接入方式，在互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)部署資源采集模塊，對(duì)外通過(guò)防火墻等安防設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)上的運(yùn)營(yíng)商資源，對(duì)內(nèi)通過(guò)Ⅳ區(qū)與互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)間信息隔離接入Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)，再經(jīng)Ⅲ/Ⅳ區(qū)防火墻接入源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)。二是構(gòu)建防火墻安全接入方式，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)與省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)、虛擬電廠等系統(tǒng)的信息交互。三是依托現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入方式，實(shí)現(xiàn)調(diào)度直控對(duì)象接入。資源接入信息流架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 資源接入信息流架構(gòu)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)主要包括基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用功能兩大類(lèi)：基礎(chǔ)平臺(tái)主要功能包括服務(wù)總線(xiàn)、消息總線(xiàn)、權(quán)限管理、日志管理等，滿(mǎn)足源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)、調(diào)度控制系統(tǒng)、聚合商運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、調(diào)控云間的信息可靠交互，為可調(diào)節(jié)資源的可觀、可測(cè)、可調(diào)、可控提供平臺(tái)支撐；應(yīng)用功能包括可調(diào)節(jié)資源接入、聚合建模、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與監(jiān)視、協(xié)同控制等，基于各類(lèi)可調(diào)節(jié)資源對(duì)象特點(diǎn)建立數(shù)據(jù)模型，接入可調(diào)節(jié)資源實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可調(diào)節(jié)資源的采集、分析和可視化展示，承擔(dān)市場(chǎng)交易出清后生成的AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）指令和計(jì)劃值的中轉(zhuǎn)下發(fā)，支撐可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)度控制。功能架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 平臺(tái)功能框架

2.3 源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)建設(shè)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)部署于山東電力調(diào)度控制中心，接入數(shù)據(jù)為自備電廠、電源側(cè)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)、工業(yè)大用戶(hù)、智能樓宇、非工空調(diào)以及智慧能源服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)可調(diào)節(jié)資源的接入方式及響應(yīng)特性，結(jié)合源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與調(diào)度控制的要求，設(shè)計(jì)各類(lèi)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源的模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)可調(diào)節(jié)負(fù)荷接入、監(jiān)視及控制的應(yīng)用需求?？烧{(diào)節(jié)負(fù)荷資源建模范圍包括自備電廠、工業(yè)大用戶(hù)、非工空調(diào)、電源側(cè)儲(chǔ)能、充電樁等，各模塊情況如下：

1）直調(diào)火電廠：展示直調(diào)火電總體情況，包括機(jī)組臺(tái)數(shù)、總?cè)萘俊?dāng)前出力、可調(diào)容量等，并支持按地區(qū)進(jìn)行聚合展示。

2）自備地方電廠：展示地方自備電廠總體情況，包括電廠數(shù)量、總?cè)萘俊?dāng)前出力、可調(diào)容量等，并支持按地區(qū)進(jìn)行聚合展示。

3）電動(dòng)汽車(chē)：展示國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車(chē)、特來(lái)電等聚合商的總體情況，包括充電站、聚合單元數(shù)量，以及實(shí)時(shí)功率、可調(diào)容量等，并支持按地區(qū)進(jìn)行聚合展示。

4）儲(chǔ)能電站：展示儲(chǔ)能電站總體情況，包括儲(chǔ)能類(lèi)型分布、充放電實(shí)時(shí)功率及趨勢(shì)曲線(xiàn)。

5）綜合能源：展示綜合能源總體情況，包括電氣化示范縣、采油注水等可調(diào)節(jié)對(duì)象的實(shí)時(shí)功率、可調(diào)容量等。

6）樓宇空調(diào)：展示智能樓宇空調(diào)數(shù)量、實(shí)時(shí)功率、上下可調(diào)容量，以及電科院等試點(diǎn)單位非工空調(diào)資源接入情況。

對(duì)以上可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源可實(shí)行單體建模和聚合建模。單體模型是對(duì)某個(gè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源根據(jù)其接入信息及自身屬性進(jìn)行建模；聚合模型主要是在單體模型的基礎(chǔ)上，從空間、時(shí)間、對(duì)象三個(gè)維度構(gòu)建單體調(diào)節(jié)資源自動(dòng)聚合的分類(lèi)模型，形成聚合后的計(jì)算和控制資源，用于后續(xù)的監(jiān)視控制和分析決策。

空間上包括分區(qū)、地區(qū)以及全網(wǎng)等維度，時(shí)間上包括1 min 級(jí)、15 min 級(jí)、30 min 級(jí)、1 h 級(jí)以及2 h 級(jí)，資源類(lèi)型上包括工業(yè)大用戶(hù)、非工空調(diào)、電源側(cè)儲(chǔ)能、負(fù)荷聚合商（包括智慧園區(qū)、商業(yè)樓宇、綜合能源體等）、就地響應(yīng)負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)以及群控負(fù)荷的采集量、預(yù)測(cè)值、不同時(shí)段的可調(diào)節(jié)量、響應(yīng)速率和控制效果等，為越限消除、備用控制和電力平衡等業(yè)務(wù)場(chǎng)景做支撐。

3 源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示范應(yīng)用

示范試驗(yàn)利用源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)聚合各類(lèi)資源參與調(diào)控運(yùn)行、監(jiān)控各類(lèi)資源調(diào)節(jié)情況、評(píng)估各類(lèi)資源調(diào)節(jié)效果，選擇省內(nèi)試點(diǎn)地市作為試驗(yàn)對(duì)象，組織電廠儲(chǔ)能等各類(lèi)資源調(diào)節(jié)。

日前計(jì)劃出清時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求確定日內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)段，經(jīng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)將調(diào)節(jié)計(jì)劃下發(fā)至各負(fù)荷調(diào)控子系統(tǒng)。因自備電廠需滿(mǎn)足自身企業(yè)用電負(fù)荷及供熱供氣需求、用戶(hù)側(cè)資源尚未部署自動(dòng)功率控制系統(tǒng)、地方電廠尚未部署自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，暫未能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制跟蹤日內(nèi)實(shí)時(shí)計(jì)劃，按照日前計(jì)劃出清結(jié)果調(diào)整發(fā)用電出力，滿(mǎn)足電網(wǎng)接入技術(shù)規(guī)范的儲(chǔ)能設(shè)施日內(nèi)跟蹤實(shí)時(shí)交易出清結(jié)果。

整體試驗(yàn)情況如下：

1）本次試驗(yàn)電源側(cè)有6 座電廠參與，其中直調(diào)電廠1 座，地方公用電廠5 座。直調(diào)電廠中某直調(diào)電廠3 號(hào)機(jī)、4 號(hào)機(jī)參與演練，地方電廠中地方電廠A 的1 號(hào)機(jī)、地方電廠B 的1 號(hào)機(jī)、地方電廠C 的2 號(hào)機(jī)、地方電廠D 的2 號(hào)機(jī)、地方電廠E 的1 號(hào)機(jī)和2 號(hào)機(jī)參與。演練期間，某直調(diào)電廠最大下調(diào)出力231.78 MW；地方公用電廠單機(jī)最大下調(diào)出力4.71 MW，累計(jì)最大下調(diào)出力15 MW。電源側(cè)試驗(yàn)情況如表1 所示。

表1 電源側(cè)試驗(yàn)情況

2）本次試驗(yàn)期間，電站A、電站B 配套儲(chǔ)能設(shè)施參與，2 套儲(chǔ)能設(shè)施試驗(yàn)情況如表2 所示。

表2 儲(chǔ)能設(shè)施試驗(yàn)情況

3）本次試驗(yàn)選取了青島某公交充電站、東營(yíng)某非工空調(diào)、青島地區(qū)某公共充電站及公交充電站。演練期間，青島地調(diào)通過(guò)地區(qū)源網(wǎng)荷儲(chǔ)柔性控制平臺(tái)遠(yuǎn)程控制某公交充電站充電負(fù)荷，電科院通過(guò)山東省網(wǎng)源監(jiān)督服務(wù)技術(shù)平臺(tái)控制某非工空調(diào)（電科院研究用負(fù)荷控制資源），某公司通過(guò)充電服務(wù)費(fèi)優(yōu)惠引導(dǎo)地區(qū)用戶(hù)調(diào)整充電時(shí)間，采用多種方式實(shí)現(xiàn)負(fù)荷資源參與。具體情況如表3 所示。

表3 負(fù)荷資源試驗(yàn)情況

本次試驗(yàn)共調(diào)用237 MW 源荷儲(chǔ)資源，等效減少1 臺(tái)300 MW 直調(diào)機(jī)組日內(nèi)啟停調(diào)峰，在源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系的作用下，電網(wǎng)調(diào)峰裕量得到提高，同時(shí)有效促進(jìn)了新能源優(yōu)先消納。該試驗(yàn)在山東省內(nèi)首次驗(yàn)證了新能源場(chǎng)站配套儲(chǔ)能設(shè)施參與集中統(tǒng)一調(diào)控技術(shù)路線(xiàn)可行性，為后續(xù)各類(lèi)資源常態(tài)化同步參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)積累了經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文立足于“雙碳”戰(zhàn)略和建設(shè)新型電力系統(tǒng)的背景，針對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化問(wèn)題，提出一種源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)同調(diào)度體系，將市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)控平臺(tái)建設(shè)相結(jié)合，建立了自備電廠、儲(chǔ)能設(shè)施、負(fù)荷側(cè)資源參與市場(chǎng)模式，以及“雙導(dǎo)向、雙市場(chǎng)”需求響應(yīng)機(jī)制。同時(shí)，構(gòu)建了多類(lèi)資源協(xié)作互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)，基于調(diào)控云完成源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)調(diào)控平臺(tái)部署，打通與電網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)、信息外網(wǎng)通道，與山東省網(wǎng)源監(jiān)督平臺(tái)、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)、省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)等平臺(tái)之間互通互濟(jì)。最后，通過(guò)山東電網(wǎng)多地市源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證了所提協(xié)同調(diào)度體系的有效性。