基于需求侧响应的能源互联网协同优化关键技术研究报告

-.z.基于需求侧响应的能源互联网协同优化关键技术研究摘要：能源互联网是实现我国能源革命目标的关键，而互联网技术将成为推动我国能源产业转型和开展的重要手段。在能源互联网背景下，分散化的能源市场和能源网络构造使得传统的电力需求侧响应将逐步向综合需求侧响应(integrateddemandresponse，IDR)的方向开展。本技术报告从能源互联网和IDR的根本概念出发，首先阐述IDR资源在能源互联网系统中的作用和IDR实施的关键技术，再结合电动汽车与电网电能的双向交换(vehicle-to-grid，V2G)对电网的影响为例来加以说明。其次，从发电本钱、环境本钱以及备用本钱三个方面建立兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型，从理论上分析分布式能源系统参与需求侧负荷优化管理能缩减大量电网本钱，同时提高需求侧的用户满意度。最后在分析能源互联网与新能源电力系统兼容性的根底上，提出能源互联网的“源–网–荷–储〞协同优化运营模式，总结其协调优化的关键技术，并提出相应的政策建议及展望。关键词：能源互联网、需求侧响应、V2G、分布式能源、经济模型、协同优化1、引言社区节能是一个公众工程，也是彩生活生态圈不以盈利为目的环保E化产品。通过“互联网+人工智能+大数据〞的方式重构了社区能源管理模式联通了线上线下资源，2015年，彩生活事业部的110多个社区通过E能源技术改造和社区节能系统构建，完成了1000多万度的节电量。为进一步深化社区节能改造，保持创新源动力，E能源运营企业安彩华公司与大学联合成立了能源研究院，针对物业管理能源板块的需求进展专业化定向技术研发，在彩生活社区局部光照覆盖较好的区域，比方楼顶和停车棚等区域引入太阳能光伏发电，通过与政府合作，获得资金支持，反哺社区开展。同时，线下亦在进一步开发太阳能发电及产热、蓄能、电动车充电桩、海水淡化、雨水收集与中水回用等技术的研发、使用。E能源难能可贵的是，它不仅通过开源节流产生的财富影响了资本市场，更重要的是它推动了社区向积极、正面、可持续开展的方向前行。E能源将联合所有可能帮助社区实现节能的力量，探索环保低碳智慧社区的开展之路。相信随着第三方企业和更多资源涌入社区，创新模式将逐步形成，届时E能源不仅可以到达收支平衡、自力运营，还能实现盈利，进而到达惠及社区居民，推进社区开展的目标。而构建能源互联网不仅需要依靠能源技术自身的创新，同时需要强调能源技术与其他领域先进技术的相互融合，也需要能源体制乃至能源生产消费模式的变革。因此新一轮电力体制改革应运而生，即中发[2015]9号文"关于进一步深化电力体制改革的假设干意见"，以下简称"意见"，于2015年3月正式下发。"意见"中对于深化电力体制改革的总体思路符合我国国情和国家战略方针，其目标是建立一个真正有效的电力市场机制，培育市场主体，健全完善市场机制，使市场在配置电力资源中发挥决定性作用；核心价值取向是建立一个绿色低碳、节能减排和更加平安可靠、实现综合资源优化配置的新型电力治理体系，推动我国电力生产构造、消费构造及技术构造的整体转型。一方面，"意见"在深化电力体制改革的总体思路和根本原则中充分表达了清洁、高效、平安、可持续的电力系统开展方向以及坚持节能减排的根本原则，明确了提高可再生能源发电和分布式电源并网比例、支持节能降耗机组上网、提高需求侧管理水平、完善跨省跨区电力市场交易等重点任务，将开展绿色低碳、节能减排放在了十分重要的位置。另一方面，"意见"中指出要开放电网公平接入，完善并网运行效劳以及要开放用户侧分布式电源市场。鼓励支持分布式电源开展，支持新能源、节能降耗和资源综合利用机组上网。这为我国分布式电源以及新能源发电指明了开展方向，对我国促进新能源发电消纳利用以及电力资源大围优化配置都具有重要的现实意义。近几年分布式能源如风电、光伏等可再生清洁能源开展迅速，截至2015年全球风电装机容量已经到达63GW，光伏装机容量到达59GW，可再生能源已经在全球的能源生产构造中占据了一定的比例，但可再生能源所具有的不可储存、强随机波动等特性，对现有的能源电力系统稳定高效运行造成一定的影响。因此，在可再生能源逐步替代传统能源的混合能源时代，如何实现可再生能源的高效利用，促进可再生能源与传统能源的协调优化，保证能源电力系统平安、低碳、高效、经济运行是目前亟需解决的问题。针对上述问题，传统的电力需求侧响应逐步向综合需求侧响应(integrateddemandresponse，IDR)方向开展[14]，实现供给侧多类型能源协同互补，系统供需双侧资源协调互动，具有能源生产与交易分散化、系统数据与信息透明化特征的新型能源供需体系[10-13]。IDR是能源互联网中实现用户深度参与系统调控，传递能源市场价格信号，参与能源市场的重要切入点。本技术报告从能源互联网和IDR的根本概念出发，首先阐述IDR资源在能源互联网系统中的作用和IDR实施的关键技术，并结合电动汽车与电网电能的双向交换(V2G)对电网的影响为例来加以说明。其次，从发电本钱、环境本钱以及备用本钱三个方面建立兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型，从理论上分析分布式能源系统参与需求侧负荷优化管理能缩减大量电网本钱，同时提高需求侧用户的满意度。最后在分析能源互联网与新能源电力系统兼容性的根底上，提出能源互联网的“源–网–荷–储〞协同优化运营模式，总结其协调优化的关键技术，并提出相应的政策建议及展望。2、相关理论2.1能源互联网和需求侧响应概述能源互联网是一套完整的能源生态系统，如图1所示，其中包括能源供给、能源需求响应、传输、形式转换、数据应用、信息管理以及运行调度控制等。在能源互联网中能源供给和消费的形式更为多样化，相互之间的转换也更为灵活多变，由此总结出能源互联网的如下特征：1)能源形式的多元化和高渗透率；2)大量的分布式能源接入使得能源的生产侧、传输侧和需求侧在地理上不再分隔；3)更为灵活的能源交互需要跨区域的潮流分布和多源间的协同调度支持；4)多种能源间的交互需要海量的数据量测处理和多元应用；5)社会的互动参与成为影响能源互联网平安经济运行的核心容。图1能源互联网示意大量的分布式资源接入用户侧，使得能源生产与消费一体化程度更加明显，而能源消费也面临更为多样化的选择。评价能源调配质量的重要依据将主要参考用户参与度，能源交易以及对不同能源形式的倾向性选择，势必带来能源交易的自由化和多边化开展。综合需求侧响应(integrateddemandresponse，IDR)的概念由传统电力需求侧响应(demandresponse，DR)衍生而来，与能源互联网中多能源互联网络以及多能源市场具有强伴生关系，是电力需求侧响应理论在能源互联网中的扩展，其整体实施框架图如图2所示。图2IDR整体实施流程可以说，IDR是依托于用户侧的多能源智能管理系统，通过电力市场、天然气市场、碳交易市场等多个能源市场价格信号引导改变用户综合用能行为的机制和手段。IDR实施的目标应该是实现能源互联网中供需双侧资源协调优化，提高用户用能的可替代性，约束能源供给侧的市场力，平抑未来分散化能源市场中的价格波动，提高能源互联网中多能源系统以及多能源市场的运行稳定性和运行效率[17-19]。2.1.1IDR在能源互联网中的作用IDR是能源互联网中能量流、信息流与价值流会聚融合在用户侧的重要表达，其实施能够实现系统供需双侧资源的协同效益[20-21]。其在能源互联网中价值和作用主要表达在以下几个方面。1)提升经济性。IDR的经济性主要表达在2个层面：①系统运行层面，IDR能够促使能量在不同层级能源系统中的切换和梯级利用，提升系统整体的用能效率[22]。同时，用户侧的多能源互补协同利用，能够给系统调节供需平衡提供“软托盘〞，使得用户用能需求产生更大的弹性，保证能源互联网中高比例接入可再生能源，降低系统的调节本钱，提高系统运行整体的经济性[23]。②用户用能层面，IDR的实施使用户能够对多个能源市场的价格信号做出反响，依据价格信号调整自身不同类型能源使用需求和用能习惯，从而降低自身的用能本钱，同时分布式储能、储热以及电动汽车(electricvehicleEV)的接入，增加了用户用能灵活性，使得用户拥有更大容量的“虚拟能量单元〞，能够直接参与辅助效劳或者能量市场的交易，提高自身收益[24]。2)提高灵活性。IDR的实施能够增加系统调节的灵活性，提高用户在系统运行和能源市场中的参与程度，充分挖掘用户需求侧的调节潜力，实现未来多能源系统的供需协调优化以及区域能源系统的自平衡，从而提高系统中可再生能源的接入比例以及系统运行调控的灵活性。3)增强可靠性。保证可靠的能源供给是能源互联网建立的目标之一[25]。在一种类型能源网络出现故障或者局部、个别时段的能源短缺时，IDR能够鼓励用户在不同时段通过不同类型能源转换的方式进展能量补充，提高整个能源系统供能的可靠性。同时，多类型的能源存储设备使得在需求侧能够以较低的本钱实现能量存储，平抑高比例可再生能源能源系统中能源供给的波动性[26]。能源互联网中IDR的关键技术在未来能源互联的多能源网络系统中，IDR需要借助一系列的支持技术才能够实现，主要包括多能源智能管理技术以及综合用能预测分析技术。(1)多能源智能管理技术在电力系统中，针对家庭能量管理(homeenergymanagement，HEM)、自动需求侧响应(auto-DR)等智能用电管理技术的研究都比拟深入，以传统DR为核心的智能用电已经进入了实施阶段[31]。多能源智能管理技术是实现供需互动，保证用户根本用能需求和用能感受，实施IDR的关键技术之一，其根本逻辑框架如图3所示。图3多能源管理系统逻辑架构多能源智能管理一方面能够对能源集线器中能源输入、输出端口进展实时的流量监测和控制，对部CHP、储电、储热设备运行状态调控，承当能源集线器部能源调配任务；另一方面，能够对用户不同类型能量单元运行情况进展实时监测，进而根据外部环境、能源市场价格、系统整体运行情况以及用户用能习惯，对各类型能量单元工作状态进展管理，优化用户整体的能源消费曲线，提高用户的用能效率，引导用户制定最优用能策略[32]。(2)综合用能特性预测分析技术在传统DR中，用户作为用能单元，系统只是通过相应的鼓励手段引导用户调整用能行为，实现供需匹配[36]。在能源互联网背景下，用户的角色将逐步从单向的能源消费者向双向的生产消费者转变[37]，用户的综合用能特性是其能量生产与消费单元自平衡后的外部表现特征。因此，对于用户综合用能特性的分析，应主要包括2个方面，一方面是各类型分布式能量单元出力预测，另一方面是用户根本用能需求以及可调控潜力分析。对于分布式能量单元出力预测主要涵盖可再生分布式电源的功率预测以及EV充放电特性分析。文献[38]通过比照传递函数、神经网络、混合预测函数以及自回归积分滑动平均模型(autoregressiveintegratedmovingaveragemodel，ARIMA)对太阳能辐射功率的预测结果，提出了改良的ARIMA模型对太阳能辐射功率进展预测；文献[39]通过对不同类型汽车、不同驾驶习惯以及停放特性的分析，构建了停车生成率模型预测电动汽车停车的时空分布特征，进而通过蒙特卡洛仿真对电动汽车充电负荷的时空特性进展了分析。在能源互联网背景下，应该利用大数据技术，在充分考虑外部影响因素(天气、温度、交通道路情况等)的条件下，基于改良ARIMA、马尔科夫链、支持向量机、多元线性回归等时序预测模型，构建考虑多维不确定性扰动的分布式能量单元功率预测模型，利用历史和反响数据对预测值进展动态修正，提高预测模型的预测精度[40-41]。对于用户根本用能需求以及可调控潜力的测算，需要在用户历史用能数据分析的根底上，对用户用能需求进展分类，明确刚性和可调控用能负荷围[42-43]，进而分析用户各类型用能需求对于多能源市场的价格弹性。在未来能源互联网背景下，由于用户具有多种能源使用选择，用户的可调节用能负荷围除了传统的可转移负荷和可中断负荷外，还包括用户用能需求中的可替代负荷，如气-电负荷的替代。因此，下阶段应该重点研究用户使用不同类型能源的边界条件和行为选择，分析用户不同类型能源消费间的穿插弹性和可替代程度，进而构建不同基准值下用户的IDR响应潜力测算模型。2.2电动汽车接入电网的Vehicle-to-grid(V2G)研究作为未来电网开展的主要构成形态，电网中的分布式储能设备正在大规模的开展，而如今社会中，汽车已经成为人们不可或缺的代步工具，电动汽车今后势必将成为电网中的重要负荷，文献[37]描述了电动汽车接入电网的趋势。文献[38]提出了一个具体工程对电动汽车和智能电网进展整合。对于电动汽车接入电网的研究，主要集中于以下两个方面：电动汽车与电网电能的双向交换(V2G)对电网的影响；适用于电动汽车充放电的电力需求侧管理调度方法。电动汽车与电网电能的双向交换(V2G)对电网的影响V2G是Vehicle-to-Grid的简称，它的核心思想在于电动汽车和电网的互动，利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电;而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，防止造成浪费。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。当电动汽车作为负荷时,可以通过技术手段和经济手段合理安排充电时间,实现有序充电管理,到达移峰填谷的效果,提高系统运行效率，减少对电网平安的影响。而另一方面,当动力电池作为储能装置时,可以将其作为系统的备用容量,或者峰荷时向电网提供能量,优化电网运行。在这种背景下,V2G的概念应运而生。图4电动汽车V2G示意图V2G技术实现了电网与车辆的双向互动，是智能电网技术的重要组成局部。V2G技术的开展将极影响未来电动汽车商业运行模式。研究说明，与智能车辆和智能电网同步进展，插电式混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(EV)将在20年之成为配电系统本身不可分割的一局部，提供储能，平衡需求，提高紧急供电和电网的稳定性。据研究显示，90%以上的乘用车辆每天平均行驶时间1小时左右，95%的时间处于闲置状态。将处于停驶状态的电动汽车接入电网，并且数量足够多时，电动汽车就可以作为可移动的分布式储能装置，在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能可控回馈到电网。对电动汽车用户而言,在实行浮动电价的前提下,选择在低电价时给车辆充电,高电价时将储存的能量出售给智能电网,利用其中的差价来获得补贴,降低置换电动汽车的使用本钱;对于电网公司而言,电动汽车可作为可移动储能装置和调峰系统,在电力供给充裕时充电,提高电力的利用效率,在用电紧时放电,缓解用电压力,延缓电网建立投资,提高电网运行效率和可靠性;对于汽车企业而言,目前面临着电动汽车短时间不能大量普及的困境,一个重要原因就是电动汽车的本钱过高,V2G技术的运用则能使电动汽车的使用本钱有效降低,降低电动汽车用户的负担,反过来必然也将会推动电动汽车的大力开展,汽车企业也将会迎来新的开展契机。V2G作为一种构建电动汽车与智能电网之间互动关系的技术,具有重要的战略意义。首先,电动汽车使用的规模化,能够直接降低汽车使用周期的CO2排放。其次,通过V2G技术,能够整合可再生能源,平衡电网峰谷负荷,从而提高能源的使用效率。最后，V2G技术还能够让电动汽车通过调峰来获取可观的经济效益。适用于电动汽车充放电的电力需求侧管理调度方法电动汽车作为一种充、放电时间可控的特殊负荷，如第二章、第三章中所述，假设从电网侧对电动汽车的充、放电时间加以控制，例如选择在夜间用电低谷时段充电、选择在用电顶峰时段将电能倒送回电网，或者对电动汽车的充、放电状态，如充电功率、电池电量等进展监测管理，通过控制设备来控制充、放电功率的大小，对于改善电网特性，减少系统峰谷差方面可以起到积极的作用。然而，大量电动汽车的接入，使得输电调度系统无法对这些电动汽车进展逐一调度。因为一旦对其采取集中调度，会导致在优化问题上的“维数灾难〞以及通信传输等方面的相关问题，故需要由中低压，甚至微电网调度系统负责电动汽车的调度管理。采用分层分区的管理模式可以防止电动汽车充、放电控制中的问题。考虑到微电网将是今后电网开展的主要构成局部，将成为输电网、配电网之后的第三级电网。故在下述调度方法中，将系统按调度职能分为四层：第一层为输电系统管理层；第二层为配电系统管理层；第三层为微电网系统管理层；第四层为电动汽车控制层，如图5所示。图5分层管理配电系统管理层下分假设干区域，每个区域均有相对应的电动汽车控制层；对于接入微电网的电动汽车，电动汽车控制层与微电网系统管理层相连接，每个配电系统下辖假设干个微电网管理层和假设干个区域的电动汽车控制层。如图6所示：图6分区管理分层分区调度适用于电动汽车充、放电的电力需求侧管理调度方法，为电动汽车大规模接入微电网，提供了技术和管理上的支持，可以有效控制潮流，同时提高采集广泛分布的大量电动汽车充电信息的效率；根据每个分区自己的电网特性，灵活地制定充电指令，实现充电行为的控制。2.3兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型“分布式能源〞是指分布在用户侧的能源综合利用系统。它是以诸多能源资源为原料输入，以冷、热和电为主要能源产品输出，以分布式能源系统、分布式网络和分布式(智能)控制技术为根底的区域性能源产、供、配、售和用一体化体系。为了改良用电方式，实现科学用电、节约用电和有序用电所开展的相关活动，如图7所示：图7分布式能源系统示意图电力需求侧管理(DSM)是指为提高电力资源利用效率，是对终端用户进展负荷管理和技术改造，使用电负荷平均化，提高终端能源使用效率及实现综合资源规划等。分布式能源系统参与需求侧管理的方式分为以下三种：在用电低谷期将分布式发电生产的多余电能储存在储能设备中，用电顶峰期时向大电网释放，实现“削峰填谷〞，保证电网负荷动态稳定；在电网发生故障或遭受自然灾害时辅助供电或者传输电能；保证用户在强制停电或者供电中断的情况下用电需求。分布式能源参与需求侧管理的关键技术分布式能源系统参与需求侧管理的关键技术主要分为以下五个方面：。(1)通信技术主要分为宽带电力线接入技术(BPL)和无线通信技术。通过上述通信技术实现以下根本功能：设备间实时交互，连接各种智能电子设备、智能电能表、控制中心、电力电子装置、保护系统以及终端客户，创立即插即用的环境；微电网自身、多个微电网以及微电网与配电网之间的信息交换得以实时互动；有效提高微电网的平安防御能力并为微电网实现自管理提供有效根底。(2)计量和端口技术计量技术：读表体系(AMI)能够实现电能双向计量、记录三表(电能表、气表和水表)等消费信息，实现远程信息双向传输。用户端口技术(ConsumerPortal)在能源供给者和消费者之间建立信息交互端口，提供能量效劳功能，包括：①需求响应和实时定价。②能耗检测。③远程连接/断开。④支持配电网运行。⑤电能质量监测及管理。⑥用户消费与用能信息及用能方案的优化。通过计量技术和用户端口技术可实现以下根本功能：读表、远程自动抄表、消费计额、窃电检测以及实时定价和实时计费；根据实时电价信息进展负荷调节，控制负荷开关的自动连接/断开，实现自动需求响应；在网络各节点进展数据采集和数据融合；设备性能和电能质量的远程监测和控制；提供更高一级的电力效劳用户实现信息共享(如电力消费信息和电网运行信息数据化展示，用户用电方案、停电信息的通知等)。(3)能量管理根据能源需求、市场信息、有序用电策略和运行约束等条件快速作出决策，通过对分布式设备和负荷灵活调度来实现系统最优运行。能量管理系统可实现以下功能：基于实时电价的快速需求响应控制；利用储能装置，实现对微电网的运行控制，匹配微电网用户的热负荷和电负荷；分级效劳，保障重要负荷用电；综合考虑环境效益、经济效益的调度决策技术与配电网进展能量交互，提供无功补偿和热备用。(4)预测技术建立数学预测模型，通过分析历史数据和微电网设备性能参数，实现以下几种预测功能：更准确的气象预测；更准确的负荷预测；预测故障发生概率；预测运行风险概率；预测关键设备终止效劳后的微电网系统响应。(5)先进的设备技术电力电子技术：用于分布式电源和储能的并网接口，提供本地电源控制和保护，孤岛/反孤岛检测。超导电力技术：解决电力平安、高品质供电、高密度供电和高效率输电等难题的新的技术途径。新型储能技术：储能技术是微电网实现自我管理的重要局部，按照能量转化形态可分为物理、电磁、电化学和相变储能四种类型分布式能源参与需求侧管理的经济优化运行模型分布式能源系统经济优化运行模型是建立在系统满足各个分布式能源正常运行及负荷消纳的条件下，通过合理规划安排各个单位的出力方案并及时进展负荷调整，从而使得分布式能源系统的总运行费用最小，该模型是一个复杂的、非线性多目标优化问题，其经济运行主要考虑了经济本钱、环境本钱以及分布式能源的备用本钱，而对于需求侧可调控资源的考虑主要表达在需求侧负荷约束中。综上所述，分布式能源系统经济优化运行的本钱函数为：(1)发电本钱为：(2)其中，为发电本钱；为计算的总时段数；为燃料价格；表示机组的燃料消耗；表示机组的运行维护本钱；表示机组的折旧本钱；和分别表示在时间段的购电电价和上网电价；表示在时间段与电网交换的功率值。此外，，为机组在发电时使用的燃料，为机组在启动时使用的燃料。o，为运行维护参数，为输出功率。，为发电机的安装本钱，为资本回收系数，为发电机的额定发电功率，为最大利用小时数环境本钱为：(3)式中：为环境污染排放治理本钱；为污染物类型编号；为不同机组类型的污染物排放系数；为系统发电的污染物排放系数；为治理污染物所需费用。补偿费用为：(4)式中：为备用容量费；为风力发电调度值过大而引起的负荷缺额；为风力发电调度值过小而引起的窝电量；为光伏发电调度值过大引起的负荷缺额；为光伏发电调度值过小而引起的窝电量；为风电过调度补偿系数；为风电欠调度补偿系数；为光伏发电过调度补偿系数，为光伏发电欠调度补偿系数。需求侧负荷约束：需求侧负荷主要分为固定负荷、随机负荷、可转移负荷。固定负荷为用户的最小负荷需求，可以根据历史值预测；随机负荷为用户临时需求负荷，具有不可预测性；可转移负荷为用户将负荷从*个时间段转移到此外时间段的负荷，具有可控制性，因此合理安排可转移负荷是分布式能源系统中需求侧管理的关键。(5)式中：为时间段转移的负荷量；为时间段第类负荷的单位转移量；为时间段可转移负荷的单元数量；和分别为时间段第负荷的最大输入量和输出量；为转移前第类负荷的负荷量。通过研究分布式能源系统经济优化运行的问题，综合考虑发电本钱、环境本钱以及备用本钱三方面，较为全面地建立了兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型，并可以通过相关优化算法如烟花算法、PSO算法相比、量子烟花算法等搜索全局最优解，从而获得基于需求侧的分布式能源系统经济优化运行问题的资源调控方法。从而说明当分布式能源参与需求侧负荷优化管理时，能有效的缩减系统总本钱，充分发挥需求侧的“削峰填谷〞作用,同时能提高需求侧用户的满意度。2.4能源互联网与新能源电力系统协调优化关键技术能源互联网与新能源电力系统的兼容性分析在我国，引导传统电力系统向新能源电力系统开展转变，仍然存在假设干问题亟待解决。而能源互联网则是解决这些问题的关键手段：1)双侧随机问题。电力系统传统运营模式下，用户用电需求的随机性较强，发电出力则相对可控。新能源电力系统背景下可再生能源发电大规模并网，显著增加了发电出力的随机性，造成供需双侧的不匹配问题，从而严重影响系统的平安稳定运行。能源互联网使得能源生产与消费的界限模糊化，以分布式发电为主的分散式能源模块将使用户有能力实现能源供需的自我平衡，并且与集中模块、能源输送模块等实现互补协调，从而提高供需双侧的匹配度。2)规划设计问题。当前我国电力系统整体规划失调，具体表现为电源与电网规划不协调、多类型电源规划不协调、分布式电源规划不协调等问题[23-24]。在系统规划阶段的失调严重影响了新能源电力系统整体可控性、新能源与多种能源之间的协调互补。在这方面，能源互联网技术能够突破空间限制，实现各规划根本要素的可视化展示，多时间尺度下模拟各规划方案的实际运行效果，兼顾“源–网–荷–储〞四个方面的互补协调，并从中选择最优规划方案。3)系统运行可控性问题。电力系统的各个组成环节既高度相关又相对独立，新能源电力模块的大规模并网使得系统中发电单元的数量急剧增长，系统中受控设备受到随机因素扰动的可能性进一步增加，造成系统可控性降低，系统各单元之间协调、控制难度加大。能源互联网通过互联网技术与广域能源系统优化运行控制技术，依托多元智能能源输送网络，实现新能源发电与传统灵活可控发电资源的互补协调，进一步加深其他能源模块(天然气、石油、水资源等)与电力系统之间的相互融合，从而实现广域围的多能源协同互补。通过这种互补协同来弥补由于新能源大规模接入带来的系统运行可控性降低。综上所述，能源互联网将是构建和开展新能源电力系统的关键手段，而这种关键作用必须要有先进的信息技术、系统优化技术作为支撑，也需要相应的协同优化运营模式来整合各市场元素、系统元素等。能源互联网背景下新能源电力系统协同优化运营模式在能源互联网环境下，能源开发、利用和管理模式都将发生本质变化，能源供给体系将呈现分散和集中能源模块相结合的形式，在每个分散能源模块自平衡、自优化的根底上，实现分散模块与集中模块的协调互补，进而在能源供给端自身以及能源供需双侧都到达协同优化，提出能源互联网的“源–网–荷–储〞协同优化运营模式，IDR资源是能源互联网运行调控过程中的重要可控资源，是实现能源系统“源-网-荷-储〞协同的关键[44]。从传统意义上讲，“源网荷储〞协调优化模式与技术是指电源、电网、负荷与储能四局部通过多种交互手段，更经济、高效、平安地提高电力系统的功率动态平衡能力，从而实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，该模式是包含“电源、电网、负荷、储能〞整体解决方案的运营模式。作为能源互联网的核心和纽带，电力系统的“源网荷储〞协调优化模式能够更为广泛地应用于整个能源行业，与能源互联网的技术与体制相结合，形成整个能源系统的协调优化运营模式。在能源互联网背景下，“源网荷储〞协调优化有了更深层次的含义；“源〞包括石油、电力、天然气等多种能源资源；“网〞包括电网、石油管网、供暖网等多种资源网络；“荷〞不仅包括电力负荷，还有用户的多种能源需求；而“储〞则主要指能源资源的多种仓储设施及储藏方法。能源互联网“源网荷储〞协调优化运营模式的主要架构如图8所示。图8能源互联网“源–网–荷–储〞协调优化运营模式为支撑上述能源互联网协调优化模式的流畅运行，需要有一定的技术架构作为根底来实现能源互联网不同模块之间的能量流与信息流互联互通，根据能量流与信息流的流动方向，能源互联网“源网荷储〞协调优化模式的技术架构如图9所示图9能源互联网“源-网-荷-储〞技术架构如图9所示，为实现能源互联网在广域围的“源-网-荷-储〞协调优化，技术框架包含4个主要局部：1)在系统规划局部，需要有专项技术优化各类型电源(包括集中式与分布式)的选址定容、微网及主网的规划设计，为“源网荷储〞协调优化运行奠定根底。

2)在系统运行局部，需要有专项技术能够在微观层面上控制各分布式电源及储能设备的充放电，实现用户端各模块的部自优化、自适应，提高各模块的可控性。在宏观层面上，形成新能源发电与传统化石能源发电出力的优化组合，通过分布式发电、储能设备等技术，引导用户用电负荷主动追踪发电侧出力。

3)在系统信息通信局部，需要有专项信息交互技术保证信息流在各个能源模块间的双向自由流动，收集各个模块的数据信息并进展初步的分类、处理，随时满足用户的初级数据需求，并且将收集来的数据输入云端信息处理局部。

4)在云端信息处理局部，需要有专项技术把能源供给模块、能源网络模块以及能源需求的数据信息进展集成、处理、分析以对外公布，同时反响到优化模块来制定系统的优化运行方案，在较为长远的时间尺度上，将全能源系统的数据信息反响到系统能源规划模块中，以进一步循环优化、修正系统规划设计。能源互联网与新能源电力系统衔接关键技术为进一步强化能源互联网技术在推动新能源并网、构建新能源电力系统方面的推动作用，应当在目前已有的智能电网技术根底上，嵌套更为先进的互联网技术，建立能源互联网与新能源电力系统之间的能量信息连接桥梁，同时配合广域能源规划技术、运营技术，实现能源系统的整体优化。1)能源模块信息能量交互分析技术能源互联网框架下，各个模块之间信息能量充分互联互通，这需要以强有力的交互技术为根底，该技术也是分散模块自平衡模式、广域能源供需协同优化运行模式的关键技术支撑。主要包括信息交互和能量交互两个方面。信息交互方面，未来主要的技术研发方向为云端大数据信息交互，包括大数据采集技术、识别技术、数据挖掘技术等。将这些技术与云计算技