张石磊、赵嘉骏、朱鲁华
嘉兴市恒光电力建设有限责任公司南湖分公司 浙江嘉兴 314000
摘要：当前我国电网建设水平不断提高，面对日益增涨的用电需求，注重高弹性电网概念设计能够有助于电力事业稳定发展。文章主要对高弹性电网进行了解，探讨具体的设计策略。
关键词：能源互联网；高弹性；电网设计；多元融合
引言
目前我国大中型城市电网电压等级不断扩展，涵盖了 220/110 kV(高压)配电网、35/10 kV(中压)配电网和 380 V 低压配电网 ，其中，110 kV 高压配电网灵活多变的拓扑结构可实现负荷在较大空间尺度上转供，保证城市电网运行时具有足够的安全裕度。同时，近几年储能技术的快速发展使储能电站可通过双向工作模式实现发电和用电在时间和空间层面的分离，成为平衡电网功率波动和缓解局部输电阻塞的重要手段 。且城市电网大规模储能电站调度灵活、充放电效率高，可有效平抑光伏及电动汽车等源荷波动，提高城市电网运行的安全裕度，降低电网运行风险，优化电网的调度管理和运行控制。
1能源互联网形态下多元融合高弹性电网的概念设计分析
传统的电网运营方式是“源随荷动”，在满足电力平衡约束和一定供电可靠性的要求下，规划电网与电源的容量与布局，运营调度电网与发电机组。这种传统模式需要预留足够的发电与输电容量的冗余以应对负荷的波动和故障发生，但因此也限制了电网资产利用率的提高。相对于全年8760h的基荷，应对短时间尖峰负荷的容量利用率相形见绌，电网必然陷入“大马拉小车”、发输变配电设备利用率不高的窘境。当公众与学者们纷纷指责电力系统投资效率不高的同时，却没有理解电力系统决策者们头上“电网安全”的紧箍咒和电网企业所承担的保障电力安全可靠供应的重大社会责任。为协同电力系统提质增效和安全可靠运行，需求侧管理和需求响应一直被大力倡导。然而，用户信息获取能力不足、激励机制缺失以及电负荷弹性空间有限，需求响应难以奏效。建设智能电网一定程度加强了电网和用户的双向通信，可以让源–网–荷深度互动，通过引导用户改变自身用电行为提升电网设备利用率和消纳新能源的能力。激励用户深度响应的价格机制和通过多能融合扩大用户弹性空间是提升需求侧高弹性的关键。让可中断负荷参与电网的紧急控制，以计划的方式给与参与者一定的补偿，面对小概率的极端故障事件，不是过度预留发电备用而降低供电能力，而是选择可中断负荷，这是一种唤醒用户沉睡资源、经济有效的方式。随着电力市场改革的不断推进、物联网技术的广泛应用，多能融合产生了不同能源间的彼此替代，使得电力供给产生了更大的弹性空间；供给与需求的融合使负荷转变为有源负荷，在外部价格驱动下，源与荷内部协同产生了高弹性；物理与信息融合唤醒大量沉睡在电网各环节的资源，让各要素能够感知全局信息而自组织、自趋优，产生了更高的聚合弹性。特别是在全面推进电力现货市场建设的当下，技术与机制共同推动电网进入了高弹性的时代。
2能源互联网形态下多元融合高弹性电网的概念设计策略
2.1实现数据一个源
为保障“网上电网”技术应用时取数精准、完整，首先开展数据治理工作。一是针对PMS2.0数模核查，确保GIS平台上“站—线—变”拓扑关系、坐标信息；二是台账数据核查，确保PMS2.0内“站—线—变”台账各类数据信息的正确性；三是建立数据核查与治理的长效制度，确定一周一更，一月一校核的数据治理模式。积极开展运行类数据治理，重点核查迎峰度夏期间设备运行数据，包含但不限于调控系统中的主变、线路、数据，用采系统中台区类数据，配电系统中的负荷开关、断路器数据等，收集整理并整治缺失数据、异常数据。
2.2完善系统管理
系统管理应用主要提供用户管理、权限管理、流程管理、日志审计、系统配置管理、接口管理、系统监控、系统诊断分析等功能。用户管理支撑市场成员账号注册、用户账号维护、市场成员证书绑定管理等功能，为新平台提供统一用户管理服务。权限管理主要对新平台所有用户权限进行统一管理控制。流程管理为新平台各业务模块的工作流提供统一的流程工单服务。能源互联网创新应用基于一体化云平台，共享云软硬件资源和信息，按需提供给各种终端和设备，提供算力支撑、应用开发和数据融合。云平台由一体化平台及其支撑的各类业务应用组成。基于云平台提供的底层资源和全业务统一数据中心，将计算、存储、网络、数据等资源集中管理，实现统一电力市场全息感知、互联互通及价值挖掘。开展电动车聚合交易、虚拟电厂接入、市场趋势分析等管理创新应用，以“互联网+电力交易”思维匹配“源网荷储”等各方能源要素，实现供需双向互动。
2.3省间省内一体化运作能力
第一，编制中长期交易电力曲线计划。中长期交易曲线计划功能可支持2种方式：一是基于电量分解，可按一定规则分解，或者按市场主体意愿分解；二是直接带曲线交易，形成电力曲线计划。实现中长期交易从电量向电力转变，交易频度由月度/多日向日前/实时转变，保障中长期与现货交易业务衔接运营。第二，建立“市场成员基础模型+业务标准模型+差异化扩展模型”的统一业务模型。统一市场成员基础数据模型、业务标准模型，实现两级市场统一数据标准、数据共享，支撑两级市场协同运营。同时，设计差异化业务标准模型，适应各省交易业务的差异化需求。第三，构建灵活的交易规则和结算规则配置服务，通过对各品种交易规则和结算规则要素的提取、调整和组合，快速实现差异化的业务应用，提高规则变化的响应速度，可支撑全交易品种的市场运行。
2.4加快向高弹性电网演进
能源供给侧，突破交直流混联大电网安全控制技术，推动特高压交流环网建设，保障第三、第四直流安全接入；突破新能源大规模消纳关键技术，满足未来千万千瓦级海上风电及沿海核电发展需要。能源消费侧，持续推进电动汽车、港口岸电等电能替代关键技术，助力节能减排；突破精准负荷控制及负荷聚合技术，提升互动能力；加快能源梯级利用、节能降损技术攻关，促进智慧社区、零碳建筑技术突破，降低社会能耗水平。能源传输侧，推进高端电气装备研制，培育直流电气设备产业链；推进电网人工智能调度及数字孪生技术，实现智能化演进；突破源网荷储四侧“即插即用”及多场景灵活储能技术，加强高品质互动资源布局。
2.5强化组织与技术水平
组织赋能发展核心能力，一是要协调落实外来电力，以国内现有电站为支撑，规划建设全国电网主网架；建设适应工业发展、电能替代的高弹性配电网；打造坚强智能、互联互动、灵活柔性、安全可控的多元融合高弹性电网电力系统。技术赋能提高弹性，促进清洁低碳、安全高效，需要灵活配置清洁能源和电力电子设备；优化传统的削峰填谷观念，防止发电和输变电设备利用小时数低、投资效率低、全社会总体用电成本高等问题，做到安全调峰与推进低碳目标、供给侧与需求侧、市场导向与社会责任相结合，更经济有效地平衡电量，缓解电力峰谷差的矛盾。
结语
综上所述，能源互联网形态下多元融合高弹性电网，是能源互联网实践的核心载体，是传统电网中海量沉睡资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的电网升级，具有高承载、高互动、高自愈、高效能四项能力，在日后还需要注高弹性电网建设，结合地区实际情况制定有效发展策略。
参考文献
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