什么是源网荷储一体化?
源网荷储一体化(简称SGLS)是中国电力系统规划和运行理念,它将发电(源)、输配电(网)、灵活需求(负荷)和储能视为一个整体系统,进行协同优化,而非独立规划各个要素。这种一体化方法能够实现:发电、储能和负荷的协同配置,从而最大限度地减少输电需求;协调调度所有四个要素,从而最大限度地提高可再生能源利用率并最大限度地减少弃电;发展能够半自主运行的本地能源社区;以及通过平滑电力流更有效地利用电网基础设施。中国国家能源局已将SGLS作为新型电力系统发展的关键框架进行推广,并在多个省份开展试点项目,大规模验证了该理念。
关于源网荷储一体化的5个关键问题
SGLS的四个要素分别是:电源(发电)——提供能源供应的可再生能源(风能、太阳能、水力发电)和传统发电;电网(输电和配电)——连接发电和负荷的物理基础设施,包括用于实时监控的智能电网技术;负荷(需求)——能够根据电网信号调整用电量的灵活的工业、商业和居民用户;以及储能——电池系统、抽水蓄能和其他储能技术,用于缓冲供需不平衡。SGLS利用能源管理系统协调整个系统的调度决策,同时优化所有四个要素之间的相互作用。
传统电力系统规划将发电、输电和配电视为独立的规划领域,分别由不同的实体负责(发电公司、电网公司和配电公司)。需求被视为既定的预测值,而不是可控变量。SGLS打破了这些壁垒,将整个系统视为一个集成的优化问题。这使得一些在传统规划中难以实现的解决方案成为可能:例如,在负荷中心增加储能可能比新建输电线路来满足该负荷需求更具成本效益;或者,发电和负荷共址可能完全消除电网加固的必要性。
SGLS需要:提供实时需求可见性的高级计量基础设施(AMI);支持灵活负荷参与的需求响应平台;提供可变发电和需求之间缓冲的储能系统;连接所有系统元件的智能电网通信基础设施;以及能够同时优化发电、储能和灵活需求调度的集成能源管理系统。人工智能和机器学习正被越来越多地用于管理实时协同优化数千个分布式资源的复杂性。
中国值得关注的SGLS试点项目包括:河北张北多能源互补示范项目,该项目将风能、太阳能、抽水蓄能和电池储能与智能电网管理相结合;青海清洁能源示范区采用SGLS原则,长期实现100%可再生能源运行;广东工业园区SGLS项目整合了屋顶光伏、电池储能和工业灵活负荷;内蒙古、新疆和甘肃多个省级新能源基地项目则将大规模风能和光伏发电与配套储能和工业灵活负荷相结合。
中国于2021年提出的新型电力系统战略旨在构建以可再生能源为主导、同时兼顾可靠性和经济性的电力系统。SGLS是这一新型电力系统的关键运行框架,它既能实现碳中和所需的高可再生能源渗透率,又能有效管理可再生能源带来的波动性和不确定性。 SGLS 将发电、电网、负荷和储能视为一个集成系统,最大限度地利用可再生能源,最大限度地减少弃电,并减少对化石燃料备用发电的需求——直接推进中国实现碳中和目标。
关键要点
源-网-负荷-储能一体化(SGLS)代表了中国新型电力系统设计的整体性方法,它将发电、电网、灵活需求和储能视为一个综合优化问题,而非各自独立的规划领域。这一框架是中国在确保电网可靠性的同时实现高可再生能源渗透率战略的核心。上海国际电力展(EP Shanghai)和上海储能展(ES Shanghai )展示了从智能电网设备到储能系统再到需求响应平台等一系列支持SGLS实施的技术。