能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，電力運行中電源、電網(wǎng)、負荷與儲能四部分將以物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐，通過多種交互手段，更經(jīng)濟、高效、安全地提高電力系統(tǒng)的功率動態(tài)平衡能力，從而實現(xiàn)能源資源最大化利用的運營生態(tài)模式，“源-網(wǎng)-荷-儲”生態(tài)體系如圖3-2所示，主要內(nèi)涵包括：

       (1)“源-源”互補。“源-源”互補強調(diào)不同電源之間的有效協(xié)調(diào)互補，通過靈活發(fā)電資源與清潔能源之間的協(xié)調(diào)互補，克服清潔能源發(fā)電出力受環(huán)境和氣象因素影響而產(chǎn)生的隨機性、波動性問題，形成多能聚合的能源供應(yīng)體系。

       (2)“源-網(wǎng)”協(xié)調(diào)。“源-網(wǎng)”協(xié)調(diào)要求提高電網(wǎng)對多樣化電源的接納能力，利用先進調(diào)控技術(shù)將分散式和集中式的能源供應(yīng)進行優(yōu)化組合，突出不同合之間的互補協(xié)調(diào)性，發(fā)揮微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)技術(shù)的緩沖作用，降低接納新能源電力給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來的不利影響。

圖3-2“源-網(wǎng)-荷-儲”生態(tài)體系

       (3)“網(wǎng)-荷-儲”互動。“網(wǎng)-荷-儲”互動把需求側(cè)資源的定義進一步擴大化，將儲能、分布式能源視為廣義的需求側(cè)資源，從而將需求側(cè)資源作為與供應(yīng)側(cè)相對等的資源參與到系統(tǒng)調(diào)控運行中，引導(dǎo)需求側(cè)主動追尋可再生能源出力波動，配合儲能資源的有序(智能) 充放電，從而增強系統(tǒng)接納新能源的能力，實現(xiàn)減棄增效。

      (4)“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化。通過多種能量轉(zhuǎn)換技術(shù)及信息流、能量流交互技術(shù)，實現(xiàn)能源資源的開發(fā)利用和資源運輸網(wǎng)絡(luò)、能量傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的相互辦調(diào)；將用戶的多種用能需求統(tǒng)一為一個整體，使電力需求側(cè)管理進步擴大化成為全能源領(lǐng)域的“綜合用能管理”，將廣義需求側(cè)資源在促進清潔能源消納、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面的作用進一步放大化。

  互聯(lián)網(wǎng)化的“源-網(wǎng)-荷-儲”運行機制如圖3-3所示，其協(xié)調(diào)優(yōu)化主要運行模式和流程包括:

       (1)基礎(chǔ)條件分析。在系統(tǒng)規(guī)劃方案設(shè)計前，系統(tǒng)運營商需對建設(shè)目標(biāo)區(qū)域進行經(jīng)濟現(xiàn)狀評估及未來發(fā)展趨勢預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)、信息物理融合系統(tǒng)(cyber  physical system,CPS)等技術(shù)對用戶的多種類能源需求做出預(yù)測，分析目前該地區(qū)已有的能源供應(yīng)渠道和方式，這方面不僅包括用戶的用電需求預(yù)測、負荷特征刻畫及負荷發(fā)展特性預(yù)測，還包括用戶供熱需求、供水需求、天然氣需求等多方面用能需求預(yù)測。此外，還應(yīng)分析目標(biāo)地區(qū)的氣候地理條件，為集中式和分布式能源模塊的選址提供數(shù)據(jù)信息支撐。

       (2)系統(tǒng)規(guī)劃。以基礎(chǔ)條件分析所獲取的數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，選擇合適的地點開展分散能源模塊和集中能源模塊的構(gòu)建，分散能源模塊以分布式電源及其配套設(shè)施為主，集中能源模塊以大規(guī)模清潔能源發(fā)電及靈活發(fā)點資源為主。在規(guī)劃階段就要充分考慮到未來的系統(tǒng)運營需求，分散能源模塊要在能源供需內(nèi)部自平衡的基礎(chǔ)上，為集中能源模塊提供有效補充作用；另外，集中能源模塊的規(guī)劃要為運行階段清潔能源與靈活發(fā)電資源的互補協(xié)調(diào)提供基礎(chǔ)。

圖3 3“源阿有體”運行機制

       同時，系統(tǒng)運營商需完成能源傳輸模塊構(gòu)建，為集中和分散能源模塊提供連接用戶的能源通道，分散能源模塊應(yīng)通過微網(wǎng)與主能源系統(tǒng)相連，微網(wǎng)技術(shù)在其中起到緩沖和優(yōu)化作用。此外，還需建設(shè)信息通信網(wǎng)絡(luò)及云端信息處理系統(tǒng)。計算系統(tǒng)規(guī)劃方案的可行性并在多個方案中實觀選擇、優(yōu)化，同時匯總能源信息并制定優(yōu)化的系統(tǒng)運行方案。

       (3) 系統(tǒng)運行。在系統(tǒng)運行階段，系統(tǒng)運營商通過信息通信網(wǎng)絡(luò)采集用戶的全部用能信息及能源供應(yīng)側(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過云端信息處理系統(tǒng)的分析處理為用戶提供優(yōu)化的用能方案，通過合理的電價機制及需求側(cè)響應(yīng)措施引導(dǎo)用戶用電主動追蹤清潔能源發(fā)電出力；同時根據(jù)發(fā)電側(cè)數(shù)據(jù)信息設(shè)計合理的調(diào)度排序和出力安排，結(jié)合分散能源模塊“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”的模式，實現(xiàn)系統(tǒng)的雙側(cè)協(xié)調(diào)優(yōu)化、雙向自適應(yīng)過程。同時應(yīng)充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的紐帶效應(yīng)，優(yōu)化其他能源模塊(如供熱、供水、燃氣供應(yīng)等) 的運行。

      在系統(tǒng)運營過程中，由于向用戶承擔(dān)了供電、供熱、供氣以及用電診斷、用能方案優(yōu)化設(shè)計等職責(zé)，還為能源互聯(lián)網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶提供了能源輸送渠道，因此系統(tǒng)運營商的收益可包括電費、輸配電費、能源信息服務(wù)費、供暖費及其他能源費用等。

      (4）全過程綜合評價。在能源互聯(lián)網(wǎng)項目建成運營3～5 年間，對該項目的運營情況進行評價分析，構(gòu)建包括可再生能源使用效率、供電可靠性、設(shè)備使用率等多方面指標(biāo)體系，運用綜合評價方法進行對比分析，尋找項目缺陷并進行循環(huán)修正。能源互聯(lián)網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式能夠?qū)⒛茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的能源開發(fā)、能源輸送、能源需求與使用等幾個環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)統(tǒng)一為一個有機整體，協(xié)調(diào)優(yōu)化不僅能夠從更高的層面出發(fā)，實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置，同時還能促進清潔能源的高效開發(fā)利用，提高清潔能源在終端能源消費中的比重。