面向源网荷储一体化的能源服务典型发展模式研究

面向源网荷储一体化的能源服务典型发展模式研究

徐翠霞

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司

摘要：本文旨在围绕我国源网荷储一体化发展状况进行解析，并对源网荷储进行一体化的能源服务典型发展模式进行研究，以促进我国能源的可持续发展。而我国社会经济飞速发展，对能源需求量日益增加的情况下，如何实现能源结构的优化升级是当务之急。源-网-荷-储一体化的新能源开发方式，是一种将源-网-荷-储四方面能源进行集成，以提升系统能效，保障能源安全，从而推动新能源产业的快速发展。

关键词：源网荷储一体化；能源服务；典型发展；模式

引言

随着我国社会经济的发展，传统的能源供给模式已经不能适应当今社会的需要，通过对源网荷储进行一体化已经成为一种新的发展方向。“源网荷储”一体化就是对“源-网-荷-储”过程进行集成与优化，以实现“源-网-荷-储”的高协调性，进而促进我国新能源的健康发展。

一、我国源网荷储一体化发展状况

在国家“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，“清洁低碳”和“系统智能化”是新能源发展的重要方向，各类新技术、新模式层出不穷，综合能源服务和源网荷储一体化技术为传统能源公司、电网公司和私营公司提供了一个全新的发展机会。公司在原有的经营基础上，不断向其它能源行业拓展，以实现对传统能源产业的全面改造和升级。但从整体上看，我国原始的源网荷储一体化技术还处在起步阶段，其发展模式、经营模式以及盈利模式都还处在摸索之中。新的能源使用模式以及新兴的市场都在培养之中，使得源网荷储一体化技术的发展仍有一定难度，在为我国迎来新的机遇时，也带来新的挑战，由于其发展途径与模式尚未清晰，亟待对其进行系统的研究[1]。

二、面向源网荷储一体化，能源服务典型发展模式研究

（一）光伏+微网+电动车充电+蓄能模式

以分布式风电与储能构成的微网模式可有效提升新能源消纳能力，是目前园区中较为普遍的一种绿色用能方式，也是目前园区“源网荷储”一体化发展的必然选择。从图1可以看出，整个系统具有光伏发电、储能等。其中的每一台装置均可经由一台逆变器与直流母线相连，从而进一步减少了网损，提高了作业效率。在此模式中，通过能源管理平台进行协同规划，使各负荷存储单元的功能得到最大程度的发挥。分布式光伏发电因其资源丰富和用户便捷等特点，成为解决我国清洁能源利用难题的一条重要途径。在我国，发展分布式光伏发电技术是一种可行的途径。随着电动汽车的迅猛发展，车载蓄电池数量巨大，可充分发挥其可充电和放电的柔韧性特点，发展分布式电源，并在此基础上，实现电能、电动车的储存与园区级网络一体化存储。在碳达峰和碳中和的背景下，构建低碳零碳园区，具有重要的理论和现实意义。将蓄能与景观互补的微网集蓄于一体，可有效利用园区屋面及地面资源，提升新能源消纳能力，也是目前园区级储能一体化发展的首选方式。随着我国能源结构的改革以及电力市场的逐渐开放，我国电力企业以“绿色低碳，高效节能”示范工程为代表，围绕工业园区级源网荷储一体化问题展开深入而全面的研究。如上海电力大学临港新区的综合能源项目，将“光伏+微网+电动车充电+蓄能”的一体化布局与校园整体用能规划与设计相结合，提出了一种新的能量管理方法，即把能量管理和集成的节能管理有机地结合起来，使电力系统中的负载存储和充电协调工作。公共事业单位如医院等，其用能场景中的能量具有消耗大、以及小负荷波动的特征，且其前期项目的收益都比较低，但是收益比较平稳，风险也比较低，值得推广和借鉴[2]。

图1

（二）风发电＋燃气发电＋储能＋蓄冷蓄热模式

该模式能够为用户提供绿色、可靠的能源供给，且该模式的优点在于既能充分利用风电、光伏等新能源，又能保证系统的稳定、可控，同时，冷热电三联体供电方式可以有效地提升电网负荷储能系统的能量效率。因该模式综合利用风光发电、天然气发电及储能等多种发电方式，可推广至老工业园区、科技园区、高新技术园区等的升级改造。在特定的商业层次上，投资人与能源企业可以采用共同的管理模式，如合约能源管理、能源托管等，以达到最大程度的收益分享。在此基础上，还应注意到用户的需求、边界条件和规则等因素对工程的影响，并且为了保证项目的可持续发展，技术方案也要随着业务模式的改变而不断地改变。

（三）BIPV

BIPV技术是将光伏电池与建筑屋顶、窗、外墙等相结合，通过将建筑由能源转化为能源产生，从而为实现绿色节能提供理论依据。我国的BIPV市场还处在起步阶段。从2016年起，多家企业已投入使用光伏瓦及光伏幕墙等产品。随着光伏行业的不断发展，BIPV组件的应用也在不断增多，如双层玻璃组件、中空组件等。大部分部件均可由本地厂家制造。但当前BIPV光伏产品都是从光伏电池的设计角度出发，并没有充分考虑到建筑物的设计。随着我国“双碳”战略的实施，源网荷储一体化的融合发展，使得BIPV技术有着巨大的应用前景。现在，很多国内和国外的企业都在积极地发展低碳和无碳的绿色建筑，而BIPV是促进其发展的一种重要方式，从而促进我国深入推进建筑行业和光伏行业的融合，推动BIPV在多种场景中的示范应用，加快更适宜的光伏技术革新，进而降低建筑的二氧化碳排放量，实现可持续发展

[3]。

（四）“燃气发电冷热一体三联供+蓄冷蓄热”

燃气发电冷热一体三联供是一种广泛应用于燃气动力装置（如燃气轮机、天然气动力发动机等）的装置，其产生的电能可以为客户提供电能，同时也可以将系统产生的热量排出，供用户利用余热锅炉等装置供热降温。冷热一体三联供电技术已成为一种较为成熟和稳定的供电模式，能够对能量进行分层利用，其能量利用率可达80%以上。该技术在输配电损耗小，能源效率高，安全可靠，节能降耗等方面有明显的优势，其已成为当今集成能源服务领域的研究热点。从国外近30年来的“燃气发电冷热一体三联供”发展历程来看，欧盟、日本等国家对该系统的开发均采取了优惠、补贴等措施，且开发与推广情况良好。与之相比，我国在该系统方面的研究和开发方面还处于起步阶段。但目前国内天然气资源紧缺，部分企业仍以小规模用户为主，没有形成规模化的应用。其中，电投珠海横琴综合智慧能源供电工程，基于“一厂十站”，采用“燃气发电冷热一体三联供+蓄冷蓄热”技术，可实现15xL0m的电能输出。在这个区域，空调装机的容量已经从13,50百万瓦特下降到了512百万瓦特，下降了62%。近几年来，天然气发电的装机数量不断增加。天然气冷热一体三联供电技术既能发挥天然气发电的灵活性，又能与生物质、风力等其他能源互补，具有广阔的应用前景。大部分的天然气冷热一体三联供工程都是为新建的工业园和公用大楼供电，这也使得他们可以更好地进行更多的分销和营销。通过对配送业务的规划，建立了一个区域采暖、制冷一体化的能源服务公司，达到了产、配、销一体化的目的，让整个地区的能源都能得到最大程度的满足，同时也能更好的满足用户的多样化需要，这也是我国冷热一体三联供工程的一个重要发展方向。

五、推动源网荷储一体化发展模式的策略

(一)加强组织领导

本模式将立足于电网安全，坚持市场消费导向，遵循区域利益优先的原则，充分发挥国家能源监管机构的主导作用，将电网、负荷储能、多能互补等项目纳入全国及当地能源发展规划，强化和推动可再生能源规划等。按照试点先行、分步支持的原则，对符合国家能源发展计划的项目，要按照“试点先行，分步支持”的原则，通过编制全国能源发展规划、年度调整和中期调整等方法，对符合国家能源发展计划的项目进行重点关注。

(二)增强监督管理

国家能源局单位通过加强对项目的事中、事后、项目规划、市场化交易等全过程的监控，并对其进行监管，形成针对性的监管报告，从而推动源网荷储一体化的高效运行与可持续发展。

结论

面向“源-网-荷-储”一体化的典型能源服务开发模式，是实现我国能源资源可持续利用的一条重要路径。通过对“风光发电＋微电网＋电动汽车＋储能”、“BIPV”发展等模式的探索与实践，促进能源产业的转型升级与高质量发展，以适应我国能源安全和环保的需要。今后，源网荷储一体化的开发与应用，需要在技术研发与管理上做出更大贡献。

参考文献

• [1]王立胜. “双高”背景下产教融合型专业群发展模式探究——以商丘职业技术学院新能源汽车技术专业群建设为例 [J]. 商丘职业技术学院学报, 2022, 21 (04): 54-57.
• [2]杨立科,徐燕. 我国西部能源型城市发展模式的系统动力学分析——以鄂尔多斯市为例 [J]. 内蒙古科技与经济, 2022, (06): 3-8+21.
• [3]吴军,母国辉. 综合能源服务视角下的电网企业转型发展——评《综合能源服务——能源互联网时代的战略选择》 [J]. 电池, 2021, 51 (05): 545-546.