近年來，隨著更大規模新能源的建設，資源富集區與資源消耗區的遠距離分離矛盾越加凸顯，大規模消納一直是個焦點，如何在保證電網安全的基礎上更好地消納新能源，除了加強電網建設，儲能建設之外，源網荷儲一體化和多能互補技術成為行業關注的焦點。
2021年3月，國家發展改革委、國家能源局正式發布《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》，明確提出了“多能互補實施路徑”“推進源網荷儲一體化，提升保障能力和利用效率”“推進多能互補，提升可再生能源消納水平”的指導思想，指明了“源網荷儲一體化”和“多能互補”發展對于促進我國能源轉型和經濟社會發展的重要意義。
在以風光電為主的新能源項目高速發展的趨勢下，為保證電力系統安全、穩定、高效運行，保障大規模新能源可以順利、充分消納，“源網荷儲一體化”模式應運而生。
源網荷儲一體化
電力系統是一個需要接近于實時維持在供需平衡狀態的能量系統，在傳統電力系統中，通過按照需求側負荷的變化進行各上網發電機組的有功和無功調整，從而保持整個電力系統的安全穩定運行，該類型的電力平衡調節方式通常稱為“源隨荷動”。
“源網荷儲一體化”其本質為構建一個新型的電力系統，將一張大電網分解成多個層級，形成以大電網為主導，區域(省)級、市(縣)級、園區(居民區)級等多層級電網并存的格局。側重于以負荷需求為中心，通過對電源側、電網側、負荷側、儲能側的各項電能資源要素就地、就近、靈活調節，實現源源互補、源網協調、網荷互動、網儲聯同、源荷匹配的電量交互形式，充分發揮負荷側的調節能力。
源網荷儲的基本工作機理有以下三方面內涵：首先，對源、網、荷、儲的特性進行分析，摸清源網荷儲各個環節的當前狀態和具備的能力。其次，對發電功率、負荷功率等進行預測。第三，制定源網荷儲的協調優化策略，充分發揮儲能“查漏補缺、削峰填谷”作用。
面臨的問題
“源網荷儲一體化”是建立新型電力系統的要求，這一模式將各類能源，尤其新增的諸多新能源從“單干”走向“抱團”，建立起牢固可靠的保障電力供需平衡的系統性機制。但在現階段，在發展源網荷儲，尤其是大基地式源網荷儲一體化方面，還存一系列問題。
項目建設成本較高
現階段，大基地式源網荷儲一體化項目儲能主要以源端配置10~20%裝機比例、時長一般不少于1小時的電化學儲能設備為主，壓縮空氣、飛輪儲能、高溫熔鹽蓄熱等大多新型儲能技術仍處于示范應用或推廣階段。在今年磷酸鐵鋰電池價格上漲的背景下，儲能系統電力市場價格機制尚未形成，前期投資評價過程中儲能系統商業模式仍不明確，全生命周期收益率很難測算。
尤其是以新能源配套儲能為主的“源網荷儲一體化”項目，還面臨光伏組件成本上漲的投資壓力。以風光電項目配置10%比例、1小時的電化學儲能為例，按1.8元/Wh的儲能系統造價計算，將導致風光電項目單位投資直接增加近5%。且從目前來看，除了有棄風棄光地區、以儲能比例作為新能源指標競配的地區以外，電化學儲能設備的投入并不能給項目帶來直接收益。
市場價格機制尚未形成
目前實施的示范項目均以小型的園區(居民區)級為主，如何打通四個環節橫向壁壘、如何均勻分配收益仍需探索，我國公平公正有效的價格定價和結算機制仍在持續推進建設過程中。
一是在造價明顯高于其他電源的情況下，“同網同價”的輸配電價對于就近消納、輸配電距離較短的大基地式源網荷儲一體化項目尚不公平，從輸配電價格方面就影響了其經濟性。
二是在儲能方面，除負荷側儲能利用峰谷電價差套利以及抽水蓄能收益外，電網側儲能、電源側儲能及負荷側輔助調頻等服務尚無有效的定價方式及商業模式，參與電網需求響應的結算機制仍未統一建立。
三是因參與電網需求響應的“虛擬電廠”沒有明確的地理邊界和電網分界點，在缺乏針對“虛擬電廠”的市場機制的情況下，通過需求側管理的“虛擬電廠”推進荷側互動調節的難度較大。
傳統能源深受影響
風光電的出力存在一定的季節性和波動性，與終端負荷特性匹配度不高，新能源占比快速提高，給電網電量平衡調度能力帶來新的挑戰，必須要依靠其他常規電源來調節。而因煤炭、天然氣等價格高企，煤電、氣電企業原本就已經虧損，還再要給新能源讓路，反應較為強烈。
電網對源網荷儲的態度還不夠積極
“源網荷儲”中的關鍵環節“網”仍牢牢掌握在電網企業手中，當前多地電網企業對于其他投資方統一開發“源網荷儲”持謹慎態度，尤其增量配網業務市場還沒有充分放開。
相關技術細則以及標準仍有不健全
大基地式源網荷儲一體化項目的“抱團”模式，對能源細分行業的整合度要求進一步提升，對項目的規劃、審批、開發、建設、運營都提出了更高要求。面對大基地式源網荷儲一體化項目巨大的發展空間，國內外在綜合能源系統、多能互補、火電機組靈活性改造等方面開展了大量研究和實踐，形成了一系列研究成果和實踐經驗，但在系統性的規劃設計和調度機制上沒有相應的實施細則。
另外，大基地式源網荷儲一體化項目的相關實施技術標準仍有匱乏，亟需建立健全規劃建設、調度運行機制去實現“源網荷儲一體化”的可靠運行，然后逐步推廣應用。
發展建議
大基地式新能源項目裝機容量較大，現有的項目一般都以源網荷儲一體化、多能互補項目等模式進行開發建設，有的還結合新能源制氫、新能源供熱等。為了能更加順利開展大基地式源網荷儲一體化項目的開發和運營，我們認為應在以下幾方面加強力度以促進項目實施：
規劃引領、加強協調，完善體制機制建設
建議國家有關部門一要盡快組織開展規劃建設新型能源體系工作，提出指導方針和實施意見，制訂完善相應的國家和地方能源發展計劃，從全局考慮出發，優化和產業布局，加強資源區與受電端的電力輸送規劃和建設，優化區域內各項目間的規劃整合。
二要因地制宜，綜合考慮“源網荷儲一體化”多場景和典型化配置方式和運行方式，努力在各項目源端實現風光互補，根據負荷側變化趨勢，更加合理地規劃設計電網側輸送容量，更加合理地規劃設計電源及儲能的裝機配比規定，在儲能方面適宜發展“啞鈴式”模式，即在源端建設一部分，以調節發電出力，在荷端也要建設相應配套的儲能，更好地適應需求側負荷變化，進一步增加供電可靠性。
三要進一步完善儲能調度機制，完善儲能參與并網運行、輔助服務的相關規則，最大程度發揮儲能系統作用。
四要建立強有力的上下協調機制，明確各有關部門、各級的協調責任制，要實事求是規范地方政府在出讓資源時動輒要求數億級的產業配套等不合理訴求，并加強對電力源網荷儲一體化項目建設過程的監督和協調，對于發現的問題要及時督促有關部門解決。
先行先試、分層實施，保障示范項目成效
抓住開頭幾年的發展機遇期，加大示范項目開發建設力度，最好遵照“從小到大”分層實施，園區(居民區)級源網荷儲一體化項目以分布式電源開發建設和就近接入消納為切入點，是最容易實施的一類項目，是整個“源網荷儲”體系綜合優化的試驗田。
可以針對園區(居民區)級源網荷儲一體化項目在規劃、審批、設計、建設、管理、運維、結算等全方面暴露的問題開展研究，并據此建立規范、標準、方案等，從而為后續上層的市(縣)級、區域(省)級大基地式源網荷儲一體化項目規劃、構建和實施積累經驗。
加大力度、重點攻關，解決系統技術困境
《“十四五”現代能源體系規劃》和《“十四五”能源領域科技創新規劃》中將“電力系統仿真分析及安全高效運行技術”“交直流混合配電網靈活規劃運行技術”“規模化儲能系統集成及優化運行技術”、“源網荷儲一體化和多能互補集成設計及運行技術”“電網智能調度運行控制與智能運維技術”“多元用戶友好智能供需互動技術”“智慧系統集成與綜合能源服務技術”等作為當前需要攻關解決的重點技術任務，科工企業也要抓住這一時機，主動開展相關研究，爭取“網”端技術和協調控制技術領域的突破，積極參與有關技術標準制定，在源網荷儲一體化的技術層面也能夠占得先機、獲得主動。
鼓勵創新、百花齊放，促進設備技術創新
堅持科技是第一生產力、創新是第一動力，深入實施創新驅動發展戰略。除了系統性技術突破以外，先進的設備性技術突破也是促進大基地式源網荷儲一體化快速發展的必備條件之一，尤其是新型儲能技術的發展。
當前風光儲項目大多都采用磷酸鐵鋰電池儲能，但其安全性仍是技術的突破重點;液流電池也取得突破性發展，其安全性較好，但能量密度和成本方面還需要提升;百兆級壓縮空氣儲能系統已開始示范應用，系統效率將從70%進一步提升;制氫儲氫也正取得積極進展。
同時還可加強終端能效提升、能源綜合利用等技術裝備研制，推進科技示范工程建設，全面提升國產電工電氣裝備技術水平，通過智能調控，達到能源多樣化、電網智能化、負荷平均化、儲能安全化的目的。
本文首發于《能源》雜志2022年第12期能源產業欄目 作者：申曉剛、陳紅官、姜國濤、李建、楊秀方、王海軍、武曰杰)
作者：申曉剛 等
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