在当今全球能源转型的大背景下,构建新型电力系统成为实现可持续发展的关键举措。源网荷储协同控制作为其中的核心要素,正发挥着越来越重要的作用。源网荷储一体化以先进技术突破和体制机制创新为支撑,旨在探索源网荷储高度融合的电力系统发展路径。其中,源是以新能源(风电、光伏)为主的电力电源;网是在新能源电站和电力用户之间建设专用供电网络,配套相应的输配线路、变电站和附属设备,组建分布式智能电网;荷是引进符合经济社会及产业发展,具备需求侧响应能力的优质电力用户;储则是配套建设储能,满足负荷侧电压等级需求,提高电力系统灵活性调峰调频能力,保障电力安全实现高质量供电。
源网荷储协同控制是一种将电源、电网、负荷和储能作为一个有机整体进行统筹协调的控制模式。它打破了传统电力系统中各环节相对独立运行的局面,通过信息技术和智能控制手段,实现各环节之间的实时信息交互和动态优化调整。在这种模式下,电源的输出可以根据电网的需求和负荷的变化进行灵活调节,储能装置可以在电力过剩时储存能量,在电力不足时释放能量,负荷侧也可以通过需求响应参与到电力系统的平衡调节中来。
源网荷储协同控制对于构建新型电力系统具有重要意义。首先,它有助于提高电力系统的稳定性和可靠性。随着新能源的大规模接入,电力系统的波动性和不确定性增加,通过协同控制可以有效平抑新能源的波动,保障电力的稳定供应。其次,它能够促进新能源的消纳。新能源的间歇性和随机性使得其并网消纳成为一个难题,协同控制可以通过储能和负荷侧的调节,提高新能源的利用率,减少弃风、弃光现象。此外,源网荷储协同控制还可以降低电力系统的运行成本,提高能源利用效率,推动能源结构的优化升级。
以新能源为主的电源是源网荷储系统的重要组成部分。风电和光伏等新能源具有清洁、可再生的优点,但也存在间歇性和波动性的问题。例如,风力发电受风速的影响较大,光伏发电则依赖于光照条件。为了更好地发挥新能源的作用,需要采用先进的发电技术和控制策略,提高新能源的发电效率和稳定性。同时,还可以结合传统能源,实现多种能源的互补发电,提高电力供应的可靠性。
电网是连接电源和负荷的桥梁,其作用是实现电力的传输和分配。在源网荷储协同控制中,电网需要具备更高的灵活性和智能化水平。分布式智能电网的建设是实现这一目标的关键,它可以通过自动化的监测和控制手段,实时掌握电网的运行状态,优化电力的分配和调度。此外,电网还需要加强与电源、负荷和储能的信息交互,实现各环节之间的协同运行。
负荷侧是电力系统的终端用户,其需求的变化对电力系统的运行有着重要影响。在源网荷储协同控制中,负荷侧可以通过需求响应参与到电力系统的调节中来。例如,一些大型工业用户可以根据电网的需求,调整生产计划,在电力高峰时段减少用电量,在电力低谷时段增加用电量。此外,智能家居、电动汽车等新兴负荷也为负荷侧的调节提供了更多的可能性。通过负荷侧的调节,可以提高电力系统的负荷率,降低峰谷差,提高能源利用效率。
储能是源网荷储系统中的关键环节,它可以在电力过剩时储存能量,在电力不足时释放能量,起到平衡电力供需的作用。常见的储能方式包括电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能等。不同的储能方式具有不同的特点和适用场景,例如,电池储能具有响应速度快、能量密度高的优点,适用于短时间的能量存储和调节;抽水蓄能则具有储能容量大、成本低的优点,适用于长时间的能量存储和调节。储能的应用可以提高电力系统的灵活性和稳定性,促进新能源的消纳。
信息技术是源网荷储协同控制的基础,它可以实现各环节之间的实时信息交互和共享。通过物联网、大数据、云计算等技术,可以实时监测电源、电网、负荷和储能的运行状态,收集相关数据,并进行分析和处理。例如,利用物联网技术可以实现对新能源发电设备、电网设备和储能装置的远程监控和管理;利用大数据技术可以对电力系统的运行数据进行深度挖掘,为协同控制提供决策支持。
智能控制技术是实现源网荷储协同控制的核心,它可以根据实时信息对各环节进行动态优化调整。例如,采用先进的控制算法可以实现对新能源发电设备的最大功率跟踪控制,提高发电效率;可以实现对储能装置的充放电控制,优化储能的利用效率。此外,智能控制技术还可以实现对负荷侧的需求响应控制,引导用户合理用电。
通信技术是保障源网荷储各环节之间信息传输的关键。可靠的通信网络可以确保实时信息的准确传输,为协同控制提供保障。例如,采用高速光纤通信、无线通信等技术,可以实现对新能源电站、电网设备和负荷侧的远程通信和控制。同时,还需要建立统一的通信标准和协议,确保各环节之间的信息交互顺畅。
平顶山市召开了全市源网荷储一体化项目建设推进会。会议强调了推进源网荷储一体化对于国家构建新型电力系统、实现“双碳”目标的重大战略意义。平顶山市采取了一系列措施来推进项目建设,包括吃透政策,积极争资立项;广泛宣传,提高公众认知;统筹协调,提速项目建设;紧盯链条,培育产业集群等。通过这些措施,平顶山市有望构建电网强、负荷优、储能足的新型能源体系,为全省增量配电类源网荷储一体化提供可复制、可推广的“平顶山样板”。
洛阳市公共交通源网荷储一体化项目正式开工。该项目聚焦新能源领域,布局风、光、氢、储等新能源项目,投产后年发电量预计可达1.6亿千瓦时,实现产值近亿元。项目产生的绿色电力将供洛阳市轨道、公交等领域使用,进一步推动绿色轨道、绿色公交、绿色公路、绿色码头和绿色机场等建设。该项目有望大幅提升绿色可再生能源在交通行业的应用比例,减少碳排放,降低综合用能成本,为洛阳打造便捷、高效、绿色的现代化交通体系奠定坚实基础。
源网荷储协同控制在实践过程中面临着一些挑战。首先,技术层面上,虽然目前已经有了一些先进的技术,但在实际应用中还存在一些问题,例如,信息技术的可靠性和安全性有待提高,智能控制算法的精度和适应性还需要进一步优化。其次,市场机制方面,目前还缺乏完善的市场机制来激励各参与主体积极参与协同控制。例如,储能的成本较高,缺乏合理的成本补偿机制,导致储能的发展受到一定限制。此外,政策法规也需要进一步完善,以保障源网荷储协同控制的顺利实施。
针对这些挑战,需要采取相应的对策。在技术方面,要加大研发投入,不断提升信息技术、智能控制技术和通信技术的水平。例如,加强对储能技术的研发,降低储能成本,提高储能的性能和可靠性。在市场机制方面,要建立健全相关的市场机制,激励各参与主体积极参与协同控制。例如,建立储能的成本补偿机制,给予储能企业合理的经济回报。在政策法规方面,要加强政策引导和支持,完善相关的政策法规,为源网荷储协同控制提供良好的政策环境。
未来,源网荷储协同控制将朝着智能化方向发展。随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,智能控制算法将更加精确和高效,能够实现对源网荷储系统的实时优化控制。同时,智能设备的应用也将更加广泛,例如,智能电表、智能充电桩等设备可以实现对电力的精确计量和控制,提高能源利用效率。
分布式能源系统的发展将是源网荷储协同控制的另一个重要趋势。分布式能源系统可以将电源、储能和负荷就近布置,减少电力传输损耗,提高能源利用效率。同时,分布式能源系统还可以增强电力系统的可靠性和稳定性,提高应对突发事件的能力。
源网荷储协同控制将与其他领域实现深度融合。例如,与交通领域的融合可以实现电动汽车与电网的互动,促进新能源汽车的发展;与建筑领域的融合可以实现智能建筑的能源管理,提高建筑的能源利用效率。通过融合发展,可以实现能源的综合利用,推动能源革命的深入发展。
源网荷储协同控制是构建新型电力系统的关键举措,它对于提高电力系统的稳定性和可靠性、促进新能源的消纳、降低运行成本等方面具有重要意义。虽然在实践过程中面临着一些挑战,但通过技术创新、市场机制完善和政策法规支持等措施,源网荷储协同控制将迎来更加广阔的发展前景。未来,随着智能化、分布式和融合发展趋势的不断推进,源网荷储协同控制将为实现能源的可持续发展和“双碳”目标做出更大的贡献。