电力系统的可持续发展，不仅是应对气候变化的关键路径，也关乎能源安全与经济社会的绿色未来。在传统电力系统加速向清洁低碳、安全高效方向的新型电力系统升级的过程中，各类新兴技术、政策与模式催生了诸多专业词汇，常令公众感到陌生。
本文将在前期内容的基础上，继续以“金钥匙——面向SDG的中国行动”中的国家电网行动案例为例，对新型电力系统中的部分热门概念进行介绍，帮助读者理解这场正在进行中的能源革命。
——首先，什么是削峰填谷？
在上一篇科普中，我们多次提到用电负荷一直是动态变化的，存在用电高峰和用电低谷（例如通常白天用电负荷高，夜间用电负荷低）。当峰谷差异过大时，就会引发电压和频率的波动，降低供电质量、威胁设备安全。保持电力系统的平稳，就是要减少峰与谷之间的差距，削去山峰、填平山谷，这就是“削峰填谷”。
新型电力系统中的新兴概念，很多都是以实现“削峰填谷”为重要目标。
需求侧响应也叫电力需求响应，是指电力市场价格明显变化，或电力系统的安全可靠性存在风险时，我们作为电力用户去响应电网的号召，短期内暂时改变自身用电行为，从而实现电力供需平衡，维持电力系统稳定，平抑电价上涨。这种模式区别于以前的“通过行政干预，在缺电时强制拉闸限电” ，而是改用市场手段驱动电力用户的自愿参与。既然是市场手段，自然就存在能让用户得到收益的激励方式，最常见的激励方式有两种，其一是直接通过政策补偿方式，让电力用户为了“赚钱”（获得电费折扣或者直接得到奖金）而参与电力调控，其二就是通过分时电价、实时电价等方式，设定电价在不同时段的变化，引导用户为了“省钱”主动改变用电节奏。我们在上一篇科普中介绍了虚拟电厂，需求侧响应正是虚拟电厂实现盈利的途径之一。
“智·享节电” 小程序
2024“金钥匙·国家电网主题赛”金奖案例
与需求侧响应相关的金钥匙案例大多以工厂、企业等用电大户为主体，也有一些案例聚焦普通居民。以国网江西供电公司与江西省能源局在2024年共同研发的微信小程序“智·享节电”为例，小程序依托千万级居民荷网互动平台，可为用户提供居民节电活动报名、企业需求响应线上报名的便捷途径，以及节电活动实时查看、消息即时通知、奖励一键领取、节电技巧告知等一系列功能。自上线以来，平台已通过“精准负荷预判+动态红包激励”机制，累计引导超2100万户次居民在电网高峰时段科学调峰，节电1970万度，直接减少碳排放1.9万吨，间接支撑工业生产效益超3亿元。这种尝试的价值不仅是通过居民用户的需求侧响应提升电力供应的可靠性和效率，还能够很好地强化公众节电意识，鼓励人们为生态环境做出积极贡献。
负荷聚合商全称为“电力需求响应负荷聚合商”，顾名思义，这是一种基于需求侧响应的商业形态。它通常以一种机构或平台的形式存在，业务模式有点像“中间商赚差价”，可将许多小型电力用户的电力需求进行集中管理和调度，代理用户参与电网需求响应市场的交易，获取经济收益，并与用户进行分成。——这个描述是不是看起来很像虚拟电厂？其实负荷聚合商就是虚拟电厂最早期商业模式的雏形，如今两者共同发展，侧重方向略有不同，负荷聚合商的重点就是服务电力用户，而虚拟电厂覆盖范围要更大，既涉及“用电”也涉及“发电”。
城市级虚拟电厂
2025“金钥匙·年度最佳解决方案”
如今，各种场景的微电网快速发展，但如果一个区域内短时间出现大量“各自为政”的微电网，缺乏统一统筹管理，也会对电网安全稳定运行造成威胁。2024年，在致力于打造“微电网示范城市”的江苏常州，由国网常州供电公司联合发起设立的省内首个城市级虚拟电厂管理中心揭牌。同时上线的虚拟电厂监测管理平台，通过统一信息交互标准，对散布常州市光储充场站、建筑楼宇、工业企业、产业园区、乡村等场景中的微电网、充电桩、5G基站等可调负荷资源进行了聚合。在这个过程中，管理中心特意建立了“供电公司-运营商-用户”三方协作机制，激发负荷集成商、售电公司等能源服务商，以及虚拟电厂运营商接入这个市级平台，共同实现全市范围内的电力资源利用最大化。截至目前，该平台已接入虚拟电厂14家，并已推动9家虚拟电厂完成现货市场注册入市，聚合用户3519户，容量达59.8万千瓦。
随着电动汽车的普及，充电桩作为重要的配套设施，也迎来了大规模发展。电动汽车都自带电池，这么多电池加在一起，岂不是一笔可观的储能资源？V2G（Vehicle-to-Grid）正是基于这样的构想而诞生的技术，其全称原意为“车网互动”，即让电动汽车兼职“储能”，通过双向充电桩，与电网的能量双向流动。当电网处于负荷高峰时，闲着不开的电动汽车可以将自己的电力反向输送给电网，赚取较高的电费；等电网处在负荷低谷时，再以较低的用电成本充电，在帮助电网“削峰填谷”的同时获得电费差价。当前，受制于商业模式不完善、技术标准不足、电池的管理和维护成本等因素，V2G整体尚处于探索阶段，但随着新型电力系统建设的提速以及相关技术的突破，V2G有望在未来成为能源系统转型的关键路径之一。
e·Park车网互动验证中心
2024“金钥匙·年度最佳解决方案”
位于长三角中心地带的江苏无锡，具有用电负荷高、新能源汽车总量大、电网基础设施先进、高新电力技术积累丰富等特征，非常适合充当V2G在中国落地的试验田。目前，国内规模最大的V2G充电桩集群，正是由国网无锡供电公司建设的无锡车网互动验证中心（e·Park）。该中心占地面积超过14500平方米，融合了光伏、储能、充电、放电等多功能系统场景。其中，一期工程包含59台车网互动充放电桩，单桩最大充放电功率可达60千瓦。待二期工程后续建成后，还会增加超级充电、移动充换电等设施，可一次性满足144辆车的充电需求、50辆车的放电需求以及400辆车的换电需求。目前，中心示范站日服务车辆可达900辆，年充电量1296万千瓦时，年减排二氧化碳7741.8吨。
光储直柔这个概念主要应用于建筑领域，其四个字分别代表了光伏发电、分布式储能、直流电建筑及柔性用电管理系统四类技术。如今，光伏因其成本不断降低、组件与建筑结合形式丰富，已成为低碳建筑利用最多的新能源发电方式之一。将光伏发电储存起来，以传输效率更高的直流电形式为建筑供电，再借助柔性用电管理系统以及智能电器、V2G等技术使建筑具备自主灵活调节电力的能力，在低能耗运转的同时变身绿色发电厂，这一整套将四类技术有机融合的过程就是光储直柔。有效的光储直柔建筑不仅能实现新能源发电的自产自销、就地消纳，还能通过与电网的友好互动，为“削峰填谷”助上一臂之力。
黄土高原上的零碳村庄
2025“金钥匙·国家电网主题赛”金奖案例
位于多沟多涧黄土塬、用煤历史悠久的运城市芮城县庄上村是国家能源局“整县屋顶分布式光伏开发试点”，全国首个挂牌“中国零碳村镇示范村”，也是光储直柔在乡村场景中的典型应用案例之一。国网运城供电公司在庄上村的公共区域与农户家中灵活铺设各类光伏板、光伏车棚、双向充电桩等设施，同时提供适配不同场景的储能电池以保障稳定的绿电供应。在此基础上，通过可灵活简单安装、性能稳定的“直来电盒”优化农户家中的直流电路，通过智慧平台实时监测整村光伏运行情况，统筹调控全村电力。截至当前，庄上村光伏装机容量累计超过60兆瓦，年发电量约7200万千瓦时，减少排放二氧化碳71784吨；通过向周边城镇供应剩余的绿电，全村可为投资方带来每年近100万元的收益。
在这两期科普中不难发现，数字化、智能化是推动新型电力系统发展的重要动力，在此过程中就产生了一种特殊的资源：电力大数据。这些数据可以用来干什么，可以怎么用？在下一期科普中，我们将聚焦电力大数据的落地实践，介绍其在电网调度、民生服务、产业赋能等各种场景的具体应用，探讨其对推动可持续发展的价值。敬请关注！
来源丨可持续发展经济导刊
文丨朱琳
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