源网荷储一体化,提升城市能源系统安全韧性
创始人
2025-05-14 13:23:47
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能源系统安全是城市安全的基石,提升城市综合能源系统安全韧性是建设韧性城市的关键所在。然而,城市综合能源系统建设与发展正面临诸多严峻挑战。首先,供给侧高比例可再生能源渗透虽然为城市能源转型注入新的动力,但可再生能源固有的间歇性、随机性和波动性,给城市能源稳定可靠供给带来诸多风险挑战;其次,需求侧电动汽车、通信基站、数据中心、大模型应用等新兴负荷呈现爆发式增长,叠加城市规模的持续扩张,导致负荷水平和负荷峰谷差持续加大,使得城市能源供需平衡面临极大压力;再者,伴随着城市能源系统数智化转型进程加快,数据资源和信息系统方面面临许多新的安全风险,信息空间与物理空间风险交织叠加,使得城市综合能源系统面临多重安全风险挑战。在此背景下,源网荷储一体化发展作为城市综合能源系统全过程多主体协同融合的创新服务模式,为破解城市能源系统安全难题带来新的机遇,对于以城市综合能源系统安全韧性保障新型智慧城市安全发展具有重要意义。

推动源网荷储一体化发展,是优化城市能源结构的主要路径。高比例可再生能源接入城市电网是能源转型的大势所趋。然而,如何在提升可再生能源占比的同时,有效化解其不确定性带来的冲击,成为城市综合能源系统发展面临的首要难题。源网荷储一体化借助多能互补优化以及智能协同调控等技术,在提高城市能源清洁利用水平与能源效率方面发挥关键作用。通过风光储一体化智能管控,能够有效平抑可再生能源的波动性,提高城市能源供给稳定性和可靠性;多能互补技术支撑电、气、冷、热多种形式的能源综合利用,实现城市能源系统协同优化和能效提升。源网荷储一体化发展为城市能源结构的深度优化提供了切实可行的解决方案,助力城市向绿色低碳能源体系加速迈进。

推动源网荷储一体化发展,是构建城市新型电力系统的关键举措。随着城市能源系统向分布式、扁平化、交互化方向演进,越来越多的城市能源用户成为兼具生产与消费能力的“产销者”,传统的“源随荷动”模式已难以适应新的城市能源格局。源网荷储一体化通过多主体协同与多尺度交互,为“源荷互动”新模式提供有力支撑,为构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的城市新型电力系统筑牢根基。在此背景下,能源区块链、虚拟电厂、智能微电网等新产业、新模式、新业态不断涌现,成为城市新型电力系统的重要赋能载体。

推动源网荷储一体化发展,是城市能源系统安全运行的根本保障。随着全球气候变化加剧和城市规模的快速扩张,城市面临的极端天气和风险事件更加频繁,对城市综合能源系统安全韧性提出更高要求。源网荷储一体化发展能够充分挖掘系统灵活性调节潜力,集聚需求响应资源,以经济高效、安全可靠、灵活智能的方式提升系统功率动态平衡能力,有效应对极端风险冲击,增强城市能源系统安全稳定运行能力。例如,通过多种电源与储能的协同运行,以及智能高效的需求侧管理,有效平抑负荷峰谷差,降低供需不平衡带来的安全风险。

为此,需要从增强发展能力、创新发展模式、构建发展机制三个关键维度协同发力,推动源网荷储一体化发展,强化源网荷储协同互动,探索源网荷储安全共治机制,保障城市综合能源系统安全稳定运行,为韧性城市建设提供有力支撑。

增强城市源网荷储一体化发展能力,需要在源、网、荷、储各环节精准施策。在电源侧,一方面,要加大对风电、光伏等可再生能源的开发力度,不断提升清洁能源在城市能源结构中的占比;另一方面,要通过灵活性机组改造,挖掘传统能源机组的调峰潜力,增强能源供应的稳定性;同时,加快城市微电网和分布式能源系统建设,提高能源供应的多元化、灵活性和互补性。在电网侧,要加速城市电网数智化转型,强化配电网基础设施建设,实现分布式能源资源与大电网友好互动,着力提升城市电网应对极端风险事件的能力。在负荷侧,以综合能效提升为引领,持续优化负荷管理手段,加强需求侧响应能力建设,通过负荷聚合商、虚拟电厂等主体聚合形成规模化调节能力。在储能端,积极采用多样化储能技术,加快城市储能基础设施建设,鼓励分布式储能和电动汽车参与电网调峰储能,充分发挥储能在促进供需平衡和应急调控方面的价值。源网荷储各环节紧密配合、协同发力,才能为增强城市综合能源系统安全韧性奠定坚实基础。

创新城市源网荷储一体化发展模式,需要面向需求培育新业态、新模式。积极培育负荷聚合服务、综合能源服务、有序充电服务、虚拟电厂等贴近终端用户的创新业态,整合分散的需求响应资源,打造具备实时可观、可测、可控能力的需求响应系统平台与控制终端,提升需求侧灵活调节能力。立足本地能源资源禀赋和能耗特征,坚持系统观念,先立后破,有序发展可再生能源,因地制宜打造契合城市特点的源网荷储一体化示范项目和服务模式。统筹推进城市电力、燃气、热力等基础设施建设,统筹规划、投资、建设、运营和服务全周期过程,基于多能互补耦合创新城市综合能源服务模式。提升数智化赋能水平,创新基于多模态大模型的城市综合能源服务新业态、新模式,支撑城市源网荷储一体化智能化发展。面向全过程多主体多样化需求,以模式创新为城市源网荷储一体化发展注入源源不断的活力。

构建城市源网荷储一体化发展机制,需要不断完善标准体系和管理策略。加快完善源网荷储各环节标准体系和接口规范,统筹协调推进城市综合能源系统标准化工作,为各环节有效衔接、协同运行提供标准规范支撑。建立城市不同能源单位、不同政府部门、不同市场主体多方共商共治的统筹协调管理机制。充分考虑源网荷储各环节发展特点,探索精准的数智化管理手段,不断提升管理效率与决策科学性。充分发挥价格信号和激励手段的作用,完善市场化定价机制,激发各类用户积极参与需求响应、车网互动、电力市场交易和虚拟电厂运营等场景的积极性,建立精细化、个性化、智能化的管理机制,形成源网荷储灵活高效互动的长效机制。进一步完善“政府引导、市场运作、社会参与”的多元协作模式,拓展城市综合能源发展融资渠道,完善绿色金融政策,鼓励发展绿色金融产品,为城市源网荷储一体化发展提供全方位金融支持。通过全方位体制机制创新,不断完善源网荷储一体化发展的政策体系,为城市源网荷储一体化发展提供制度保障。

在能源转型与城市高质量发展进程中,源网荷储一体化发展为提升城市综合能源系统安全韧性提供了创新路径与有力支撑。增强发展能力、创新发展模式、构建发展机制,实现源网荷储一体化发展,打造更加安全和更具韧性的城市综合能源系统,可为韧性城市建设注入强劲动力。

(作者系能源环境智慧管理与绿色低碳发展安徽省哲学社会科学重点实验室主任、合肥工业大学教授)

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