能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探

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第3期 曾鸣等：能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探 683

从能量流传导的角度看，能源互联网将传统相对单一化的能源输送网络拓宽成为多元智能输送网络，该网络具有普适性的能源接入端口，分布式与集中式能源供应模块都可实现即插即用[19-20]。同时，能量流与信息流的融合度提高，能源携带信息的能力提升，进一步提升能源资源在广域范围内的优化配置能力。

1.2 能源互联网与新能源电力系统的互补协同性

在我国，引导传统电力系统向新能源电力系统发展转变，仍然存在若干问题亟待解决。而能源互联网则是解决这些问题的关键手段：

1）双侧随机问题。

电力系统传统运营模式下，用户用电需求的随机性较强，发电出力则相对可控。新能源电力系统背景下可再生能源发电大规模并网，这显著增加了发电出力的随机性，造成供需双侧的不匹配问题，能源互联网从而严重影响系统的安全稳定运行[21]。

使得能源生产与消费的界限模糊化，以分布式发电为主的分散式能源模块将使用户有能力实现能源供需的自我平衡，并且与集中模块、能源输送模块 等实现互补协调，从而提高供需双侧的匹配度[22]。

2）规划设计问题。

当前我国电力系统整体规划失调，，具体表现为电源与电网规划不协调、多类型电源规划不协调、分布式电源规划不协调等问题

[23-24]

源大规模接入带来的系统运行可控性降低。

综上所述，能源互联网将是构建和发展新能源电力系统的关键手段，而这种关键作用必须要有先进的信息技术、系统优化技术作为支撑，也需要相应的协同优化运营模式来整合各市场元素、系统元素等。

2 能源互联网背景下新能源电力系统协同优化运营模式

在能源互联网环境下，能源开发、利用和管理模式都将发生本质变化，能源供应体系将呈现分散和集中能源模块相结合的形式，在每个分散能源模块自平衡、自优化的基础上，实现分散模块与集中模块的协调互补，进而在能源供应端自身以及能源供需双侧都达到协同优化，上述思路将是对新能源电力系统运营思路的一种提升。

为提高能源互联网与新能源电力系统之间的衔接特性，本节所提出的优化运营模式与关键技术及1.2节的问题密切相关，三者之间的相互关系见图2。

。在系统规划阶

段的失调严重影响了新能源电力系统整体可控性、新能源与多种能源之间的协调互补。在这方面，能源互联网技术能够突破空间限制，实现各规划基本要素的可视化展示，多时间尺度下模拟各规划方案的实际运行效果，兼顾“源–网–荷–储”四个方面的互补协调，并从中选择最优规划方案[25-26]。

3）系统运行可控性问题。

电力系统的各个组成环节既高度相关又相对独立，新能源电力模块的大规模并网使得系统中发电单元的数量急剧增长，系统中受控设备受到随机因素扰动的可能性进一步增加，造成系统可控性降低，系统各单元之间协调、控制难度加大。能源互联网通过互联网技术与广域能源系统优化运行控制技术，依托多元智能能源输送网络，实现新能源发电与传统灵活可控发电资源的互补协调，进一步加深其他能源模块(天然气、石油、水资源等)与电力系统之间的相互融合，从而实现广域范围内的多能源协同互补。通过这种互补协同来弥补由于新能

图2 现存问题、运营模式与关键技术之间的相互关系

Fig. 2 Relationship among present problems,

operation modes and key technologies

2.1 分散模块自平衡与交互协作模式

分散能源模块主要包括能源生产与供应、能源传输、能源利用3个基本组成部分，是整个能源互联网框架的能源供应基础模块。各个能源模块之间紧密相连，各自具备自平衡能力，同时又具备自身独有的特点，因此还应当在自平衡的基础上实现交互协作。

在能源互联网的规划设计与运营过程中，每一个分散能源模块的能源供需自平衡是整个系统优化协调的基础。分布式发电遵循“自发自用、余量上网”的能源供用模式，在分散能源模块中，用户

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