能源互聯(lián)網背景下，電力運行中電源、電網、負荷與儲能四部分將以物聯(lián)網、云計算和大數據技術為支撐，通過多種交互手段，更經濟、高效、安全地提高電力系統(tǒng)的功率動態(tài)平衡能力，從而實現(xiàn)能源資源最大化利用的運營生態(tài)模式，“源-網-荷-儲”生態(tài)體系如圖3-2所示，主要內涵包括：

       (1)“源-源”互補。“源-源”互補強調不同電源之間的有效協(xié)調互補，通過靈活發(fā)電資源與清潔能源之間的協(xié)調互補，克服清潔能源發(fā)電出力受環(huán)境和氣象因素影響而產生的隨機性、波動性問題，形成多能聚合的能源供應體系。

       (2)“源-網”協(xié)調。“源-網”協(xié)調要求提高電網對多樣化電源的接納能力，利用先進調控技術將分散式和集中式的能源供應進行優(yōu)化組合，突出不同合之間的互補協(xié)調性，發(fā)揮微網、智能配電網技術的緩沖作用，降低接納新能源電力給電網安全穩(wěn)定運行帶來的不利影響。

圖3-2“源-網-荷-儲”生態(tài)體系

       (3)“網-荷-儲”互動。“網-荷-儲”互動把需求側資源的定義進一步擴大化，將儲能、分布式能源視為廣義的需求側資源，從而將需求側資源作為與供應側相對等的資源參與到系統(tǒng)調控運行中，引導需求側主動追尋可再生能源出力波動，配合儲能資源的有序(智能) 充放電，從而增強系統(tǒng)接納新能源的能力，實現(xiàn)減棄增效。

      (4)“源-網-荷-儲”協(xié)調優(yōu)化。通過多種能量轉換技術及信息流、能量流交互技術，實現(xiàn)能源資源的開發(fā)利用和資源運輸網絡、能量傳輸網絡之間的相互辦調；將用戶的多種用能需求統(tǒng)一為一個整體，使電力需求側管理進步擴大化成為全能源領域的“綜合用能管理”，將廣義需求側資源在促進清潔能源消納、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面的作用進一步放大化。

  互聯(lián)網化的“源-網-荷-儲”運行機制如圖3-3所示，其協(xié)調優(yōu)化主要運行模式和流程包括:

       (1)基礎條件分析。在系統(tǒng)規(guī)劃方案設計前，系統(tǒng)運營商需對建設目標區(qū)域進行經濟現(xiàn)狀評估及未來發(fā)展趨勢預測，在此基礎上，結合地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)、信息物理融合系統(tǒng)(cyber  physical system,CPS)等技術對用戶的多種類能源需求做出預測，分析目前該地區(qū)已有的能源供應渠道和方式，這方面不僅包括用戶的用電需求預測、負荷特征刻畫及負荷發(fā)展特性預測，還包括用戶供熱需求、供水需求、天然氣需求等多方面用能需求預測。此外，還應分析目標地區(qū)的氣候地理條件，為集中式和分布式能源模塊的選址提供數據信息支撐。

       (2)系統(tǒng)規(guī)劃。以基礎條件分析所獲取的數據信息為依據，選擇合適的地點開展分散能源模塊和集中能源模塊的構建，分散能源模塊以分布式電源及其配套設施為主，集中能源模塊以大規(guī)模清潔能源發(fā)電及靈活發(fā)點資源為主。在規(guī)劃階段就要充分考慮到未來的系統(tǒng)運營需求，分散能源模塊要在能源供需內部自平衡的基礎上，為集中能源模塊提供有效補充作用；另外，集中能源模塊的規(guī)劃要為運行階段清潔能源與靈活發(fā)電資源的互補協(xié)調提供基礎。

圖3 3“源阿有體”運行機制

       同時，系統(tǒng)運營商需完成能源傳輸模塊構建，為集中和分散能源模塊提供連接用戶的能源通道，分散能源模塊應通過微網與主能源系統(tǒng)相連，微網技術在其中起到緩沖和優(yōu)化作用。此外，還需建設信息通信網絡及云端信息處理系統(tǒng)。計算系統(tǒng)規(guī)劃方案的可行性并在多個方案中實觀選擇、優(yōu)化，同時匯總能源信息并制定優(yōu)化的系統(tǒng)運行方案。

       (3) 系統(tǒng)運行。在系統(tǒng)運行階段，系統(tǒng)運營商通過信息通信網絡采集用戶的全部用能信息及能源供應側的基礎數據，通過云端信息處理系統(tǒng)的分析處理為用戶提供優(yōu)化的用能方案，通過合理的電價機制及需求側響應措施引導用戶用電主動追蹤清潔能源發(fā)電出力；同時根據發(fā)電側數據信息設計合理的調度排序和出力安排，結合分散能源模塊“自發(fā)自用、余量上網”的模式，實現(xiàn)系統(tǒng)的雙側協(xié)調優(yōu)化、雙向自適應過程。同時應充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的紐帶效應，優(yōu)化其他能源模塊(如供熱、供水、燃氣供應等) 的運行。

      在系統(tǒng)運營過程中，由于向用戶承擔了供電、供熱、供氣以及用電診斷、用能方案優(yōu)化設計等職責，還為能源互聯(lián)網覆蓋區(qū)域內的用戶提供了能源輸送渠道，因此系統(tǒng)運營商的收益可包括電費、輸配電費、能源信息服務費、供暖費及其他能源費用等。

      (4）全過程綜合評價。在能源互聯(lián)網項目建成運營3～5 年間，對該項目的運營情況進行評價分析，構建包括可再生能源使用效率、供電可靠性、設備使用率等多方面指標體系，運用綜合評價方法進行對比分析，尋找項目缺陷并進行循環(huán)修正。能源互聯(lián)網“源-網-荷-儲”協(xié)調優(yōu)化模式能夠將能源互聯(lián)網的能源開發(fā)、能源輸送、能源需求與使用等幾個環(huán)節(jié)協(xié)調統(tǒng)一為一個有機整體，協(xié)調優(yōu)化不僅能夠從更高的層面出發(fā)，實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置，同時還能促進清潔能源的高效開發(fā)利用，提高清潔能源在終端能源消費中的比重。