【摘要】新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力，這在客觀上要求能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的主要挑戰(zhàn)，是緩和新能源發(fā)電能力的迅速增長(zhǎng)與新能源消納能力之間的緊張關(guān)系。在這一背景下，依托數(shù)字化和智能化技術(shù)的智慧能源建設(shè)成為未來發(fā)展的關(guān)鍵。智慧能源目前有四個(gè)主要發(fā)展方向：微電網(wǎng)的智能規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)，微電網(wǎng)通過需求側(cè)的優(yōu)化參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，微電網(wǎng)通過需求側(cè)優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)的耦合。智慧能源能有效改善能源消納問題，引領(lǐng)能源體系的轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境這三大價(jià)值，數(shù)字化建構(gòu)和智能化運(yùn)營(yíng)是其中最關(guān)鍵的一步。智慧能源的未來發(fā)展，將為新質(zhì)生產(chǎn)力的提升提供強(qiáng)有力的支撐，推動(dòng)社會(huì)整體向更加智能、高效、可持續(xù)的能源體系轉(zhuǎn)型，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】新質(zhì)生產(chǎn)力" 能源消納" 智慧能源" 微電網(wǎng)" 電力市場(chǎng)

【中圖分類號(hào)】F426.2" " " " " " " " " " " " " " " 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2025.14.008

2024年1月，習(xí)近平總書記在二十屆中央政治局第十一次集體學(xué)習(xí)時(shí)明確指出：“綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色，新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力?！盵1]習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“必須加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，助力碳達(dá)峰碳中和”“做強(qiáng)綠色制造業(yè)，發(fā)展綠色服務(wù)業(yè)，壯大綠色能源產(chǎn)業(yè)”。[2]2024年2月，習(xí)近平總書記在二十屆中央政治局第十二次集體學(xué)習(xí)中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：“能源安全事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。積極發(fā)展清潔能源，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)全球氣候變化的普遍共識(shí)。我們要順勢(shì)而為、乘勢(shì)而上，以更大力度推動(dòng)我國(guó)新能源高質(zhì)量發(fā)展，為中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)提供安全可靠的能源保障，為共建清潔美麗的世界作出更大貢獻(xiàn)。”[3]

能源作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的基石，其轉(zhuǎn)型和升級(jí)對(duì)提升綠色生產(chǎn)力具有至關(guān)重要的作用，也是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成部分。當(dāng)前，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、同時(shí)也為確保國(guó)家未來的能源安全，中國(guó)能源體系正在經(jīng)歷一場(chǎng)翻天覆地的變革。目前中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的核心任務(wù)是在保證安全高效的基礎(chǔ)上，向著更清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的方向發(fā)展。新能源的不穩(wěn)定性要求能源的需求端更加柔性靈活，能源的供給端有更強(qiáng)的平抑波動(dòng)的能力。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，數(shù)字化和智能化技術(shù)的支撐必不可少。本文將應(yīng)用先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化管理的能源體系，稱為智慧能源。智慧能源絕不是能源信息的數(shù)字化展示，而是以決策、優(yōu)化和調(diào)度能力為內(nèi)核的能源管理體系。我們認(rèn)為，未來的一段時(shí)間內(nèi)，以數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施和智能化運(yùn)營(yíng)能力為支撐的智慧能源，將成為新能源體系改革的核心驅(qū)動(dòng)力和重要保障。智慧能源不僅能夠助力我國(guó)能源體系向新能源轉(zhuǎn)型，還將促進(jìn)形成具有戰(zhàn)略意義的新興產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)形成新質(zhì)生產(chǎn)力，成為助力中國(guó)經(jīng)濟(jì)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量。

中國(guó)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的階段性成果

新型能源體系的突出特征之一就是非化石能源逐步替代化石能源成為主體能源。這一能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型既是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變化的迫切需要，也是確保國(guó)家能源安全的關(guān)鍵舉措。為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，一方面，中國(guó)能源體系必須經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的革命性變革。據(jù)張希良等研究估算，到2060年，為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，中國(guó)風(fēng)力和光伏發(fā)電的比重需占到發(fā)電總量的近60%。[4]這一數(shù)據(jù)表明，在未來40年內(nèi)，中國(guó)將從火電占比近70%的能源結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)型為風(fēng)光發(fā)電占比60%的新格局，而且這一轉(zhuǎn)型目標(biāo)需要在電力生產(chǎn)總量從7.5萬億千瓦時(shí)（2020年）增長(zhǎng)到15.1萬億千瓦時(shí)（2060年）的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)過程中實(shí)現(xiàn)。[5]這意味著，到2060年，中國(guó)風(fēng)力和光伏發(fā)電的總量要達(dá)到8.7萬億千瓦時(shí)，遠(yuǎn)超中國(guó)今天生產(chǎn)和生活用電量的總和。

另一方面，確保國(guó)家能源安全的需求要求中國(guó)從依賴大量進(jìn)口化石能源的消耗模式，轉(zhuǎn)向更多利用國(guó)內(nèi)的可再生能源。根據(jù)中石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院與海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2023年中國(guó)原油消費(fèi)量約為7.56億噸，其中進(jìn)口量為5.6399億噸，對(duì)外依存度高達(dá)74.6%。[6]習(xí)近平總書記在2021年視察勝利油田時(shí)指出：“中國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，要發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，能源的飯碗必須端在自己手里?！盵7]充分利用中國(guó)豐富的風(fēng)能和太陽能資源，發(fā)揮風(fēng)電和光伏發(fā)電等新能源對(duì)傳統(tǒng)化石能源的替代作用，對(duì)于提升國(guó)家能源安全保障能力至關(guān)重要。由此可見，能源轉(zhuǎn)型已成為中國(guó)發(fā)展面臨的重要任務(wù)，這不僅是實(shí)現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的要求，也是保障能源安全的要求。

在一系列政策的鼓勵(lì)和指引下，中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展已成為全球能源轉(zhuǎn)型的亮點(diǎn)。目前，中國(guó)風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展，在新能源技術(shù)和裝備制造水平方面全球領(lǐng)先，建成了世界上最大、最完整的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位。技術(shù)創(chuàng)新方面，中國(guó)同樣展現(xiàn)出顯著的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。《中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型》白皮書顯示，截至2023年底，中國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電和光伏發(fā)電合計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到10.5億千瓦（見圖1），占全國(guó)總裝機(jī)容量的36%。[8]截至2024年11月底，中國(guó)累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)到約32.3億千瓦，同比增長(zhǎng)14.4%。其中，光伏和風(fēng)能發(fā)電分別達(dá)到8.2億千瓦和4.9億千瓦，同比增幅分別為46.7%和19.2%。[9]這些數(shù)據(jù)不僅展現(xiàn)了中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，也凸顯了新能源在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要作用。中國(guó)光伏和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)之所以能夠在全球范圍內(nèi)取得領(lǐng)先地位，根源在于中國(guó)在新能源技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新和突破。這一成就得益于中國(guó)經(jīng)歷了從引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、深入消化吸收到自主創(chuàng)新的三個(gè)發(fā)展階段。通過積極參與國(guó)際合作，中國(guó)迅速縮小了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，并在吸收各國(guó)所長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的跨越式發(fā)展。中國(guó)在新能源技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張方面的顯著成就，為全球能源的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。

中國(guó)能源轉(zhuǎn)型面臨的主要挑戰(zhàn)

隨著新能源發(fā)電裝機(jī)容量的迅猛發(fā)展，消納問題已成為能源轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵。在中國(guó)，風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量正以驚人的速度擴(kuò)張，這對(duì)電網(wǎng)的消納能力提出了前所未有的挑戰(zhàn)。一方面，新能源如風(fēng)能和太陽能的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性特征，使得電力供應(yīng)的不穩(wěn)定性日益增加，電網(wǎng)的調(diào)節(jié)壓力也隨之上升。例如，風(fēng)力發(fā)電在夜間風(fēng)速較大時(shí)產(chǎn)出較多，而光伏發(fā)電在夏季中午陽光充足時(shí)達(dá)到高峰，這與用電需求的高峰時(shí)段存在“錯(cuò)位”，易導(dǎo)致“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象。2023年，河南和山東等光伏發(fā)電大省相繼出現(xiàn)在陽光充足時(shí)段限制光伏上網(wǎng)的情況，顯示出消納能力的瓶頸。據(jù)全國(guó)新能源消納監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布的《2024年2月全國(guó)新能源并網(wǎng)消納情況》顯示，該月全國(guó)光伏發(fā)電利用率降至93.4%，首次跌破95%。[10]2024年的前四個(gè)月中，甘肅、青海、寧夏、新疆和西藏等地區(qū)的新能源利用率多次跌破95%的門檻，10月上述五個(gè)地區(qū)的光伏發(fā)電利用率均低于90%。特別是西藏，1月至4月期間光伏發(fā)電利用率僅為71.8%，而10月這一比例進(jìn)一步下降至65.5%，遠(yuǎn)低于全國(guó)其他地區(qū)普遍超過90%的光伏發(fā)電利用率。這些數(shù)據(jù)表明電網(wǎng)的消納能力已接近極限。[11]

另一方面，新能源發(fā)電的弱支撐性和低抗擾性意味著，隨著新能源裝機(jī)容量的增加，電力系統(tǒng)需要平衡的發(fā)電波動(dòng)大幅增加，這使得電力系統(tǒng)平衡的難度和安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)累積。[12]此外，電力系統(tǒng)消納能力建設(shè)相對(duì)滯后、市場(chǎng)機(jī)制不完善以及電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足等問題也日益凸顯。

因此，在當(dāng)前形勢(shì)下，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的主要挑戰(zhàn)并非新能源設(shè)備的生產(chǎn)和安裝，而是緩和新能源發(fā)電能力的迅速增長(zhǎng)與新能源消納能力有限之間的矛盾。黨的二十屆三中全會(huì)審議通過的《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革、推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的決定》強(qiáng)調(diào)：“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施?！盵13]為保障新型能源體系的健康、高效和可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行并提升新能源的消納能力，國(guó)家在政策層面已出臺(tái)多項(xiàng)舉措。2024年5月28日，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于做好新能源消納工作 保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》明確強(qiáng)調(diào)：“做好新形勢(shì)下新能源消納工作，是規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容，對(duì)提升非化石能源消費(fèi)比重、推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義?！盵14]當(dāng)前，新能源消納問題已超越了單純的生產(chǎn)和建設(shè)范疇，凸顯為如何高效利用和整合新能源的問題。國(guó)家能源局已明確提出多項(xiàng)措施，包括但不限于加快推進(jìn)新能源配套電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)、積極推進(jìn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升和網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展、充分發(fā)揮電網(wǎng)資源配置平臺(tái)作用等，著力增強(qiáng)電力系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力，確保新能源的有效融入和優(yōu)化配置。[15]

智慧能源建設(shè)的未來發(fā)展方向

當(dāng)前，對(duì)新能源消納問題的研究主要集中在能源供給側(cè)和配置側(cè)，涉及儲(chǔ)能技術(shù)、電力市場(chǎng)等方面的深入探討。然而，無論是新型能源體系的改革還是新能源消納問題的解決，都需要供給側(cè)、配置側(cè)和需求側(cè)三方面的協(xié)同作用。能源體系改革是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，要求我們?cè)谀茉唇Y(jié)構(gòu)改革的基礎(chǔ)上，優(yōu)化能源配置端，增強(qiáng)需求端和供給端的適應(yīng)性，以推動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)朝著清潔、安全、高效、彈性的目標(biāo)發(fā)展。在能源消納的過程中，需求側(cè)的重要作用不可忽視。用能企業(yè)的節(jié)能改造、新能源替代以及綜合能源改造等措施，可以有效減少對(duì)高污染能源的依賴，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)新能源的消納。其中，微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是提升需求側(cè)新能源消納能力的重要手段。

以數(shù)字化和智能技術(shù)支撐的需求側(cè)能源轉(zhuǎn)型，可以為整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。例如，在供給側(cè)新能源因天氣導(dǎo)致發(fā)電不足的情況下，需求側(cè)可以通過靈活響應(yīng)降低用電負(fù)荷，甚至能夠利用儲(chǔ)能資源（包括電動(dòng)汽車）轉(zhuǎn)為電力的供給方。需求側(cè)的智慧能源建設(shè)是增強(qiáng)新能源消納能力的關(guān)鍵策略。我們認(rèn)為以下四個(gè)發(fā)展方向值得關(guān)注和探討。

微電網(wǎng)的智能規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)。依托數(shù)字化和智能化的微電網(wǎng)建設(shè)是智慧能源在需求側(cè)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。智能微電網(wǎng)指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。[16]微電網(wǎng)可以直接作用在用戶端，電源以當(dāng)?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電為主。對(duì)于能源需求側(cè)來說，微電網(wǎng)能彈性地滿足其供能需求，通過大數(shù)據(jù)和智能管理系統(tǒng)對(duì)能源使用進(jìn)行管控，從而增加本地電壓的穩(wěn)定性，降低能耗，減少供電短缺等問題。對(duì)于電網(wǎng)體系來說，微電網(wǎng)可以被看作是一個(gè)微小的電力單元，能夠在極快的時(shí)間內(nèi)滿足內(nèi)外部供電輸電需求，通過微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間的能源交換，可以增加整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著用能企業(yè)越來越多地接入分布式能源，向能源產(chǎn)銷一體化轉(zhuǎn)型，涵蓋本地新能源、儲(chǔ)能、負(fù)荷設(shè)備與能源管理系統(tǒng)的微電網(wǎng)形態(tài)，將成為新型電力系統(tǒng)架構(gòu)下用能企業(yè)不可或缺的能源基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)的微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，如福建寧德霞浦西洋島微電網(wǎng)示范項(xiàng)目和浙江寧波慈溪?dú)潆婑詈现绷魑⒕W(wǎng)示范工程，都在促進(jìn)新能源的高質(zhì)量發(fā)展和提升電力系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力方面發(fā)揮了重要作用。因此，微電網(wǎng)作為新能源消納的重要渠道，其開發(fā)和運(yùn)營(yíng)尤為關(guān)鍵。

2024年10月9日，國(guó)家能源局綜合司就《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法（征求意見稿）》公開征求意見，其中提及“大型工商業(yè)分布式光伏必須選擇全部自發(fā)自用模式”。根據(jù)此項(xiàng)規(guī)定，6兆瓦以上的大型工商業(yè)分布式光伏項(xiàng)目將無法再進(jìn)行余電上網(wǎng)的模式。[17]這釋放出一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)，工商業(yè)分布式光伏的項(xiàng)目，在未來有可能全部被要求自發(fā)自用，不能選擇“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式。這種離網(wǎng)運(yùn)作的模式，毫無疑問有助于減少分布式風(fēng)光項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)形成的擾動(dòng)，這是解決新能源消納問題的重要措施。但是不能上網(wǎng)，意味著分布式風(fēng)光項(xiàng)目的業(yè)主必須建立涵蓋風(fēng)光發(fā)電能力、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷調(diào)整能力和電動(dòng)汽車正反向充電在內(nèi)的智能運(yùn)營(yíng)體系，確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定和成本優(yōu)化。也就是說，這在客觀上將推動(dòng)微電網(wǎng)用戶側(cè)的發(fā)展。其中，有很多管理方面的問題需要解決。[18]

從技術(shù)層面來講，以先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)為支撐的數(shù)字化和智能化運(yùn)營(yíng)，是微電網(wǎng)高效運(yùn)行的必要支撐。國(guó)家能源局在《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》中也進(jìn)一步明確了微電網(wǎng)的發(fā)展方向，提出要“推動(dòng)數(shù)字化智能化技術(shù)在煤炭和油氣產(chǎn)供儲(chǔ)銷體系全鏈條和各環(huán)節(jié)的覆蓋應(yīng)用，提高行業(yè)整體能效、安全生產(chǎn)和綠色低碳水平”“加快新能源微網(wǎng)和高可靠性數(shù)字配電系統(tǒng)發(fā)展，提升用戶側(cè)分布式電源與新型儲(chǔ)能資源智能高效配置與運(yùn)行優(yōu)化控制水平”。[19]這表明政策層面高度重視微電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化發(fā)展，力圖通過技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化升級(jí)。

微電網(wǎng)通過需求側(cè)的優(yōu)化參與電網(wǎng)輔助服務(wù)。一方面，智能微電網(wǎng)的規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)的局部自給自足能力，通過支持分布式新能源的就近消納有效減輕對(duì)中央電網(wǎng)的依賴；另一方面，智能微電網(wǎng)還能依靠其敏捷的運(yùn)行控制和能量管理功能，在面對(duì)能源生產(chǎn)側(cè)的供給波動(dòng)和緊急狀況時(shí)迅速反應(yīng)，確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性，提升電網(wǎng)的新能源消納能力。

這也就是說，微電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分，通過需求側(cè)管理，能夠顯著增強(qiáng)電網(wǎng)的輔助服務(wù)能力，包括頻率調(diào)節(jié)和峰谷負(fù)荷平衡，從而提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性。在需求側(cè)管理領(lǐng)域，微電網(wǎng)可以利用包含人工智能和數(shù)字孿生技術(shù)在內(nèi)的智能化技術(shù)，優(yōu)化電力資源的配置和消耗，提高能源利用效率。這種優(yōu)化不僅關(guān)乎電力供應(yīng)環(huán)節(jié)，更深入拓展至需求側(cè)響應(yīng)特性的精準(zhǔn)管控?；趦糌?fù)荷最小化原則，電力系統(tǒng)可通過需求響應(yīng)技術(shù)使負(fù)荷曲線與可再生能源發(fā)電曲線更加吻合。在可再生能源發(fā)電能力過剩時(shí)，利用其負(fù)荷和儲(chǔ)能資源，消耗新能源電力；在發(fā)電能力不足時(shí)減少電力的消耗，甚至轉(zhuǎn)為電力的供應(yīng)方。這種微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的協(xié)同作用不僅能為電力系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化提供強(qiáng)有力的支持，而且在增強(qiáng)新能源消納能力、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升能源效率方面也能發(fā)揮重要作用。微電網(wǎng)在未來可以成為虛擬電廠的一個(gè)重要組成部分，參與電網(wǎng)調(diào)度，提升電網(wǎng)的新能源消納能力。正是基于這個(gè)考量，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)了積極發(fā)展智能微電網(wǎng)的重要性，明確指出“創(chuàng)新電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)和運(yùn)行模式”“積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ)”“推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)”。[20]上述內(nèi)容凸顯了微電網(wǎng)在能源系統(tǒng)多樣化和演進(jìn)中的重要作用，尤其是在提高新能源利用效率和降低經(jīng)濟(jì)成本方面。

參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，需要以強(qiáng)大的數(shù)字化與智能化能力為基礎(chǔ)。《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》強(qiáng)調(diào)了數(shù)字化智能化技術(shù)在推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化方面的關(guān)鍵作用。[21]通過應(yīng)用數(shù)字化智能化技術(shù)，微電網(wǎng)能更有效地參與電網(wǎng)的輔助服務(wù)，提升電網(wǎng)的整體性能和效率，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系提供堅(jiān)實(shí)的支撐。

微電網(wǎng)通過需求側(cè)優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。2023年，國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜合司聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)工作的通知》，要求“分布式新能源裝機(jī)占比較高的地區(qū)，推動(dòng)分布式新能源上網(wǎng)電量參與市場(chǎng)”“通過市場(chǎng)化方式形成分時(shí)價(jià)格信號(hào)，推動(dòng)儲(chǔ)能、虛擬電廠、負(fù)荷聚合商等新型主體在削峰填谷、優(yōu)化電能質(zhì)量等方面發(fā)揮積極作用，探索‘新能源＋儲(chǔ)能’等新方式”。[22]在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，電力的價(jià)格隨市場(chǎng)供需關(guān)系實(shí)時(shí)波動(dòng)，例如圖2所示的山東電力市場(chǎng)情況。由于新能源占比的提升，在風(fēng)力和光照條件很好的時(shí)段，新能源發(fā)電增加，會(huì)形成負(fù)電價(jià)的狀況；在風(fēng)力和光照條件不好的時(shí)段，新能源發(fā)電不足，則會(huì)形成電價(jià)飆升的局面。如果以分布式微電網(wǎng)為基礎(chǔ)的用戶側(cè)主體能夠具備精準(zhǔn)的新能源發(fā)電預(yù)測(cè)和靈活的負(fù)荷調(diào)整能力，那么完全有可能在負(fù)電價(jià)時(shí)段購入電力，在高電價(jià)時(shí)段出售電力，從而實(shí)現(xiàn)套利。這不但能夠豐富分布式能源業(yè)主的盈利模式，同時(shí)也有助于在新能源滲透率不斷提高的情況下，提升新能源消納能力，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

作為需求側(cè)能源優(yōu)化的平臺(tái)形式，微電網(wǎng)可以借助數(shù)字化技術(shù)提升智能化水平，積極參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，從而增強(qiáng)其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)能源的高效配置。這一模式已經(jīng)在一些地區(qū)得到實(shí)踐，尤其是在國(guó)家電投的多個(gè)綜合智慧能源項(xiàng)目中，需求側(cè)優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效。以國(guó)家電投的12個(gè)綜合智慧能源項(xiàng)目為例，這些項(xiàng)目被收錄于《2023年綜合智慧能源優(yōu)秀項(xiàng)目案例集》，覆蓋產(chǎn)業(yè)園區(qū)型、集群樓宇型等多種類型，充分展現(xiàn)國(guó)家電投在需求側(cè)優(yōu)化和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)參與方面的先進(jìn)實(shí)踐。[23]以北京未來科學(xué)城綜合智慧能源示范項(xiàng)目為例，通過建設(shè)屋面光伏、地面光伏、微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及儲(chǔ)能系統(tǒng)，企業(yè)自供電率達(dá)到18%，推動(dòng)綠色電力入網(wǎng)。這些項(xiàng)目不僅提升了能源利用效率，還通過參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。由此可見需求側(cè)優(yōu)化在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的重要性，以及微電網(wǎng)在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和提升經(jīng)濟(jì)效益方面的雙重價(jià)值。當(dāng)然，以先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)為支撐的數(shù)字化和智能化運(yùn)營(yíng)，也是微電網(wǎng)能夠高效參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的關(guān)鍵。

電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)的耦合。過去幾年，電動(dòng)汽車在中國(guó)飛速發(fā)展。電動(dòng)汽車的車載電池作為一種儲(chǔ)能的形式，也可以參與電網(wǎng)的運(yùn)行。電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的集成是智慧能源進(jìn)步的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。應(yīng)用先進(jìn)的智能充放電技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電力系統(tǒng)之間的互動(dòng)，從而優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷，提升新能源的消納能力。基于車網(wǎng)互動(dòng)的電動(dòng)汽車充電策略，電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以增強(qiáng)新能源的消納能力，有效實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化，還能通過智能充電技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷，提升能源利用效率。相關(guān)研究顯示，通過對(duì)電動(dòng)汽車充電負(fù)荷進(jìn)行靈活調(diào)控，電力系統(tǒng)可在充分保障用戶充電需求的前提下，改變充電負(fù)荷的時(shí)空布局，將部分原本依賴火電供應(yīng)的電力轉(zhuǎn)移至新能源發(fā)電，這不僅能夠提高新能源的本地消納，還能減少整個(gè)耦合網(wǎng)絡(luò)的碳排放總量。[24]這種優(yōu)化不僅能夠提升能源效率，還可以減少溫室氣體排放。針對(duì)類似的嘗試，2024年1月3日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見》，明確了充電網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)發(fā)展方向。該政策旨在通過建立新能源汽車與電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的雙向信息和能量交流體系，挖掘動(dòng)力電池作為可控負(fù)荷或移動(dòng)儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)潛力，為新型電力系統(tǒng)的高效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支持。[25]此外，根據(jù)國(guó)家能源局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2024年1月到9月，中國(guó)電動(dòng)汽車充電設(shè)施增量約為283.7萬臺(tái)，截至9月底，中國(guó)的電動(dòng)汽車充電設(shè)施總數(shù)高達(dá)1143.3萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)49.6%。其中，公共充電設(shè)施332.9萬臺(tái)，私人充電設(shè)施810.4萬臺(tái)。[26]這一趨勢(shì)預(yù)示著電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的巨大潛力。基于此，一些領(lǐng)軍的充電樁企業(yè)，例如特來電，以“充電網(wǎng)、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能網(wǎng)”為載體構(gòu)建虛擬電廠平臺(tái)，聚合電動(dòng)汽車有序充電、光伏微網(wǎng)、移動(dòng)儲(chǔ)能、梯次儲(chǔ)能等資源，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)、聚合售電、綠電消納和碳交易等功能，直接通過為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)的形式，提升電網(wǎng)的新能源消納能力。[27]

上述四個(gè)部分共同構(gòu)成一個(gè)全面的發(fā)展策略，旨在通過提升需求側(cè)能源系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化水平，推動(dòng)整個(gè)電力系統(tǒng)向更加清潔、安全、高效和彈性的方向發(fā)展。這一發(fā)展策略的核心在于通過微電網(wǎng)技術(shù)、電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)的集成、需求側(cè)管理和智能充電技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和能源效率的提升，進(jìn)而有效解決能源消納問題，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

在當(dāng)前形勢(shì)下，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的主要挑戰(zhàn)，并不在于新能源設(shè)備的生產(chǎn)和安裝，而是在于緩和新能源發(fā)電能力的迅速增長(zhǎng)與新能源消納能力有限之間的矛盾。用戶端智慧能源的發(fā)展是提升新能源消納能力的主要措施之一。目前主要有四個(gè)發(fā)展方向：微電網(wǎng)的智能規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)；微電網(wǎng)通過需求側(cè)的優(yōu)化參與電網(wǎng)輔助服務(wù)；微電網(wǎng)通過需求側(cè)優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)；電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)的耦合。

數(shù)字化和智能化支撐的用戶側(cè)智慧能源的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的價(jià)值。安全價(jià)值方面，智慧能源系統(tǒng)通過精準(zhǔn)的負(fù)荷側(cè)管理，利用大數(shù)據(jù)和先進(jìn)的算法，能夠預(yù)測(cè)并識(shí)別潛在的能源風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)更加精確的能源調(diào)控。這種技術(shù)的應(yīng)用，可以在能源風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，通過智慧終端的調(diào)控來遏制危險(xiǎn)的擴(kuò)散，從而保障能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面，智慧能源通過精細(xì)化管理，能夠識(shí)別并減少能源的浪費(fèi)，提高能源使用效率，降低能源使用成本。同時(shí)，借助智慧能源的精確測(cè)算和管控，用戶側(cè)可以積極進(jìn)入包含電力市場(chǎng)在內(nèi)的新能源市場(chǎng)進(jìn)行交易，通過套利獲取額外的經(jīng)濟(jì)收益。環(huán)境價(jià)值方面，智慧能源的發(fā)展有助于減少對(duì)化石能源的依賴，降低碳排放，緩解全球氣候變化帶來的負(fù)面影響。通過優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，智慧能源行業(yè)能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)提供強(qiáng)有力的支持。

要實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)智慧能源的發(fā)展，數(shù)字化和智能化的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建與運(yùn)營(yíng)管理必不可少。正是這些大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算和感知技術(shù)的深度整合，才能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部風(fēng)光發(fā)電能力、儲(chǔ)能、負(fù)荷和電動(dòng)汽車的優(yōu)化配置和運(yùn)營(yíng)，也才使得微電網(wǎng)參與電力市場(chǎng)輔助服務(wù)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)成為可能。隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)的共同追求，智慧能源的未來發(fā)展將為新質(zhì)生產(chǎn)力的提升提供強(qiáng)有力的支撐，推動(dòng)社會(huì)整體向更加智能、高效、可持續(xù)的能源體系轉(zhuǎn)型。

（本文系國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目“新型能源體系構(gòu)建的路徑與政策研究”和國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“‘雙碳’目標(biāo)下資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展研究”的階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)分別為：23amp;ZD095、22VRC180；上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院博士研究生劉博彧對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）

注釋

[1][2]《習(xí)近平在中共中央政治局第十一次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)：加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力扎實(shí)推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展》，2024年2月1日，https：//www.gov.cn/yaowen/liebiao/202402/content_6929446.htm。

[3]《習(xí)近平在中共中央政治局第十二次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)：大力推動(dòng)我國(guó)新能源高質(zhì)量發(fā)展，為共建清潔美麗世界作出更大貢獻(xiàn)》，2024年3月1日，https：//www.gov.cn/yaowen/liebiao/202403/content_6935251.htm。

[4]張希良、黃曉丹、張達(dá)等，《碳中和目標(biāo)下的能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型路徑與政策研究》，《管理世界》，2022年第1期。

[5]《2020年全社會(huì)用電量同比增長(zhǎng)3.1%》，2021年1月20日，https：//www.nea.gov.cn/2021-01/20/c_139682386.htm。

[6]《中石油經(jīng)研院發(fā)布〈2023年油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告〉》，2024年2月28日，https：//www.xinhuanet.com/energy/20240228/366b278089eb4f8b805669ceabb813c5/c.html；《2023年12月份能源生產(chǎn)情況》，2024年1月17日，https：//www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202401/t20240116_1946618.html。

[7]《總書記的能源足跡｜勝利答卷——從勝利油田看我國(guó)油氣行業(yè)增儲(chǔ)上產(chǎn)新動(dòng)能》，2024年5月24日，https：//www.cpnn.com.cn/zt/zt2024/nyzl2024/nyzj2024dt/202405/t20240524_1703837.html。

[8]《〈中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型〉白皮書（全文）》，2024年8月29日，https：//www.nea.gov.cn/2024-08/29/c_1310785406.htm。

[9]《國(guó)家能源局發(fā)布2024年1-11月份全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，2024年12月20日，https：//www.nea.gov.cn/20241220/73f189cc6e6540caafac2b819623fc08/c.html。

[10]《權(quán)威｜2024年2月全國(guó)新能源并網(wǎng)消納情況》，2024年4月2日，https：//news.bjx.com.cn/html/20240402/1369510.shtml。

[11]《2024年10月全國(guó)新能源并網(wǎng)消納情況20241129》，2024年11月29日，https：//www.pvmeng.com/2024/11/29/32442/；《2024年4月全國(guó)新能源并網(wǎng)消納數(shù)據(jù)公布》，2024年5月31日，https：//www.ne21.com/news/show-195427.html。

[12]《對(duì)新型電力系統(tǒng)演進(jìn)趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)》，《中國(guó)能源報(bào)》，2023年6月5日，第2版。

[13]《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革 推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的決定》，2024年7月21日，https：//www.gov.cn/zhengce/202407/content_6963770.htm？sid_for_share=80113_2。

[14][15]《國(guó)家能源局關(guān)于做好新能源消納工作 保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，2024年5月28日，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202406/content_6956401.htm。

[16]《“十四五”規(guī)劃〈綱要〉名詞解釋之64｜智能微電網(wǎng)》，2021年12月24日，https：//www.ndrc.gov.cn/fggz/fzzlgh/gjfzgh/202112/t20211224_1309317.html。

[17]《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于公開征求〈分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法（征求意見稿）〉意見的通知》，2024年10月9日，https：//zfxxgk.nea.gov.cn/2024-10/09/c_1212404143.htm。

[18]徐婉迪、魏來、羅俊等，《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的能源革命及其關(guān)鍵管理科學(xué)問題》，《系統(tǒng)管理學(xué)報(bào)》，2021年第1期。

[19][21]《國(guó)家能源局關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》，2023年3月28日，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2023-04/02/content_5749758.htm。

[20]《國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)〈“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃〉的通知》，2022年1月29日，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-03/23/content_5680759.htm。

[22]《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳 國(guó)家能源局綜合司 關(guān)于進(jìn)一步加快電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)工作的通知》，2023年10月12日，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202311/content_6913560.htm。

[23]《國(guó)家電投12個(gè)項(xiàng)目入選〈2023年綜合智慧能源優(yōu)秀項(xiàng)目案例集〉》，2023年7月31日，https：//www.ccpitep.org.cn/cnt_18184.html。

[24]葉宇劍、袁泉、湯奕，《面向雙碳目標(biāo)的交通網(wǎng)-電網(wǎng)耦合網(wǎng)絡(luò)中電動(dòng)汽車負(fù)荷低碳優(yōu)化方法》，《中國(guó)電力》，2023年第5期。

[25]《國(guó)家發(fā)展改革委等部門關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見》，2023年12月13日，https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202401/content_6924347.htm。

[26]《增長(zhǎng)49.6%！前三季度電動(dòng)汽車充電設(shè)施數(shù)量同比增速折射三大趨勢(shì)》，2024年11月2日，https：//www.gov.cn/lianbo/bumen/202411/content_6984504.htm。

[27]《特來電發(fā)布虛擬電廠平臺(tái)和充電網(wǎng)創(chuàng)新產(chǎn)品》，2022年10月31日，https：//www.xinhuanet.com/auto/20221031/c61a061a88b1479b85a86129a86c7203/c.html。

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