清潔能源高比例接入與終端再電氣化對城市電網(wǎng)的影響分析

何 平，李桂鑫

（國網(wǎng)天津市電力公司，天津 300010）

當(dāng)前我國正處于工業(yè)化城鎮(zhèn)化發(fā)展的關(guān)鍵階段，化石能源依存度高，能源供給結(jié)構(gòu)性矛盾。為保障能源安全，必須大力發(fā)展可再生能源，持續(xù)提高終端電氣化水平，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系[1]。黨的十九大報告提出，要加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國。習(xí)近平主席在75屆聯(lián)合國大會上發(fā)表重要講話，“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”[2]。“十四五”規(guī)劃建議中，能源領(lǐng)域重點工作包括：推進(jìn)能源革命，建設(shè)智慧能源系統(tǒng)，提升新能源消納和存儲能力，加快推動綠色低碳發(fā)展[3]。能源行業(yè)電力生產(chǎn)清潔化和終端用能再電氣化勢在必行。

國家發(fā)改委能源研究所等機(jī)構(gòu)的研究[4]預(yù)計：2050年我國電力占終端能源消費的比例將提高到41%以上；煤電在我國發(fā)電量中的占比將降低至12.4%；可再生能源發(fā)電量占比將達(dá)到68%以上，其中風(fēng)電和太陽能達(dá)到47.3%以上。

對于城市電網(wǎng)來說，在電力生產(chǎn)清潔化方面，隨著技術(shù)突破和政策支持，清潔能源效率提升、成本下降，具備了高比例接入的充分條件[5-6]。電能替代在有序推行[7]，交通運輸領(lǐng)域的“以電代油”換代節(jié)能環(huán)保且不受油氣資源限制，“綜合能源系統(tǒng)”多能互補(bǔ)可以提高城市用能效率和質(zhì)量，城市電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量新型負(fù)荷。可再生能源發(fā)展已步入新時代，新型電能利用形式不斷涌現(xiàn)，城市電網(wǎng)遇到了全新的挑戰(zhàn)?？稍偕茉春托滦拓?fù)荷擴(kuò)大了電網(wǎng)的波動性，靈活性資源在迅速萎縮，城市電網(wǎng)原有的構(gòu)成已經(jīng)難以應(yīng)對。同時，近年來蓬勃發(fā)展的新技術(shù)、新需求也為城市電網(wǎng)全面增效升級提供了重要的契機(jī)[8]，其中以儲能技術(shù)、電動汽車、需求響應(yīng)技術(shù)最為重要。

這樣的背景下，城市電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷形態(tài)受技術(shù)條件、用戶需求、政策方針推動，將按照一定規(guī)律演化發(fā)展[9-10]。需要研究城市電網(wǎng)演化規(guī)律，并提出針對性的發(fā)展建議，以期提高電網(wǎng)運行水平，適應(yīng)新時代對城市電網(wǎng)的要求。

因此目前的重要任務(wù)是，分析清潔能源高比例接入和終端電氣化率提升對城市電網(wǎng)的影響，研究城市電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷形態(tài)演化規(guī)律，制定合理得當(dāng)?shù)某鞘须娋W(wǎng)發(fā)展目標(biāo)。提出電網(wǎng)企業(yè)認(rèn)可、政府支持、社會滿意且可落地的城市電網(wǎng)建設(shè)范式，為城市電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級提供理論支撐。

1 清潔能源高比例接入與終端電氣化率提升對城市電網(wǎng)發(fā)展的挑戰(zhàn)

從城市電網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)架層面、通信調(diào)控層面、電力市場服務(wù)層面三個方面分析清潔能源與新型負(fù)荷大量接入給城市電網(wǎng)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)[10-11]。

1.1 設(shè)備網(wǎng)架層面

城市電網(wǎng)電源靈活資源稀缺化。電動汽車等新型用電負(fù)荷接入后，負(fù)荷在時間空間上波動更加陡峭?？稍偕茉吹碾S機(jī)性、間歇性可能導(dǎo)致城市電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)“鴨型曲線”。不可控因素在快速增加，調(diào)峰、負(fù)荷跟蹤的需求大大增加，原有的發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足以應(yīng)對，可用靈活資源日益稀缺。

現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)大規(guī)模分散式、間歇性地源-荷接入。分布式清潔能源、電動汽車等負(fù)荷具有“即插即用”的性質(zhì)，對“單一電源方向”的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)提出了新的挑戰(zhàn)。未來城市電網(wǎng)中，源端和荷端的不確定性加劇，電網(wǎng)網(wǎng)架需要提供更充裕的輸電備用容量和更強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力。

1.2 通信調(diào)控層面

原有運行方式、調(diào)節(jié)手段難以保證原有運行水平。電網(wǎng)運行指標(biāo)波動程度增大，量測和控制的難度加大，傳統(tǒng)城市電網(wǎng)量測裝置較少，缺乏控制設(shè)備和調(diào)節(jié)手段，多數(shù)情況下潮流是不加控制的自然分布。隨著城市電網(wǎng)主體正逐步變成有源配網(wǎng)，潮流多變，線路阻塞、電壓波動等問題頻發(fā)，運行方式也要求更多樣化。

城市電網(wǎng)的控制保護(hù)難度加大[12]。分布式電源改變了配電網(wǎng)的節(jié)點短路電流水平，原有的量測方式和繼電保護(hù)邏輯將失效，需要重新設(shè)計。分布式電源提供了全新的故障后孤島運行、轉(zhuǎn)移供電的手段，但是恢復(fù)供電策略將更加復(fù)雜化。

1.3 電力市場服務(wù)層面

清潔能源消納市場和機(jī)制不夠完善[1]。傳統(tǒng)的電力交易體系近期仍占據(jù)一定地位。電力中長期交易、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場、需求響應(yīng)等促進(jìn)清潔能源消納的電力市場機(jī)制有待完善。成熟的輔助服務(wù)市場將引導(dǎo)火電企業(yè)實施靈活性改造、吸引儲能投資建設(shè)，從而使得電力服務(wù)市場更適應(yīng)清潔能源高比例接入，促進(jìn)新能源主動靈活消納。

新型負(fù)荷供能配套服務(wù)業(yè)務(wù)能力不足[13-14]。新型負(fù)荷包括電動汽車充電服務(wù)、綜合能源供應(yīng)、數(shù)據(jù)運營等，是傳統(tǒng)供電業(yè)務(wù)的延伸。在服務(wù)意識方面，主要存在基層參與意愿不強(qiáng)、面對市場靈活性不足等問題。面對新業(yè)務(wù)，城市電網(wǎng)企業(yè)欠缺商業(yè)模式創(chuàng)新，亟需拓展多元化電動汽車業(yè)務(wù)、綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，更好地利用已有資源，滿足用能客戶新需求。

2 城市電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷形態(tài)演化規(guī)律

在上述因素影響下，城市電網(wǎng)受技術(shù)、用戶、政策推動，源-網(wǎng)-荷形態(tài)特征按照一定規(guī)律逐步演化[7，10]。靈活性反映了城市電網(wǎng)充分協(xié)調(diào)和運用系統(tǒng)內(nèi)可調(diào)度資源，有效應(yīng)對運行中的多重因素擾動，主動靈活適應(yīng)復(fù)雜運行環(huán)境并維持高水平可靠運行的能力[11]。分析城市電網(wǎng)的形態(tài)演化方向及與靈活性的關(guān)系，有助于明確未來城市電網(wǎng)發(fā)展方向。

從源-網(wǎng)-荷三方面研究城市電網(wǎng)的形態(tài)演化方向。將城市電網(wǎng)的形態(tài)演化過程劃分成初級形態(tài)、中級形態(tài)、高級形態(tài)三個階段，分別對應(yīng)著傳統(tǒng)城市電網(wǎng)、現(xiàn)代城市電網(wǎng)和未來城市電網(wǎng)。城市電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷主要組成演化過程如圖1所示。由于儲能在充電和放電時分別體現(xiàn)出荷和源的性質(zhì)，所以同時出現(xiàn)在源和荷的高級形態(tài)當(dāng)中。

圖1 城市電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷主要組成演化過程Fig.1 Evolution process of main components of sourcegrid-load in urban power grid

城市電網(wǎng)形態(tài)演化有四個主線。

（1）不可控電源接入位置分散化。除了傳統(tǒng)電源以外，未來將有大量的分布式清潔能源電源以分散的方式接入城市電網(wǎng)，包括分布式光伏、小型風(fēng)電場、小容量燃?xì)廨啓C(jī)等，其中相當(dāng)多的部分是不可控的。

（2）負(fù)荷多元化。隨著科技進(jìn)步社會發(fā)展，再電氣化推進(jìn)，越來越多的終端用能由電能供應(yīng)，負(fù)荷組成越來越多元化。在不加控制的情況下，新型負(fù)荷將影響城市電網(wǎng)的供電。

（3）源-荷界限模糊化。儲能系統(tǒng)可以是城市電網(wǎng)中的電能消耗者也可能成為電能提供者，將充分應(yīng)用在高級形態(tài)下的源-網(wǎng)-荷各方面，兼具多項功能。隨著電動汽車V2G技術(shù)[15]、儲能技術(shù)[16-18]、需求響應(yīng)[19-21]的廣泛應(yīng)用，源-荷的界限也更加模糊[11]。這使得電動汽車、儲能系統(tǒng)在城市電網(wǎng)中扮演更多樣化的角色。通過合理的調(diào)度控制和需求響應(yīng)等市場引導(dǎo)機(jī)制，儲能、電動汽車可以為城市提供性質(zhì)卓越的靈活性。

（4）電網(wǎng)可控能力增強(qiáng)。電網(wǎng)通過提升可控能力，確保與清潔能源高比例接入、終端電氣化率提升背景下的源、荷匹配。由初級形態(tài)向高級形態(tài)轉(zhuǎn)化過程中，設(shè)備電力電子化，包括柔性軟開關(guān)、電力電子變壓器等，城市電網(wǎng)朝著交直流混合電網(wǎng)方向發(fā)展等，更加先進(jìn)、靈活、可控[6]；建設(shè)高性能通信網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度系統(tǒng)，使得通信和自動化水平更高；輔助服務(wù)交易、中短期及現(xiàn)貨電力市場等市場調(diào)控機(jī)制逐步完善[22]。城市電網(wǎng)整體可控能力逐步增強(qiáng)，這是為了適應(yīng)源-荷變化的必然結(jié)果。

從上述分析可以看出，城市電網(wǎng)的形態(tài)演化有兩大內(nèi)涵：①接入城市電網(wǎng)的元素日益復(fù)雜、性質(zhì)各異、不可控性增大，嚴(yán)重影響原有平衡，城市電網(wǎng)的靈活性需求在提升；②隨著新形態(tài)城市電網(wǎng)在科技進(jìn)步、政策指引下建設(shè)推進(jìn)，通過增加可控資源的種類和容量，在源-網(wǎng)-荷各方面釋放了大量靈活性，以平衡靈活性需求。前者是城市電網(wǎng)發(fā)展過程被動接受的，后者是為了應(yīng)對前者而主動推進(jìn)的?？紤]將城市電網(wǎng)內(nèi)的靈活性資源整合表示為靈活性資源池，前者核心是消耗靈活性資源，后者核心是增加靈活性資源，如圖2所示，保持資源池的充足裕量即保證了城市電網(wǎng)安全可靠運行。

圖2 靈活性資源池與演化主線的關(guān)系Fig.2 Relationship between flexible resource pool and main lines of evolution

將城市電網(wǎng)的高級形態(tài)定義為新形態(tài)城市電網(wǎng)，城市電網(wǎng)靈活性提升是新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展的主題[10]。

3 新形態(tài)城市電網(wǎng)的特征

針對上述新形態(tài)城市電網(wǎng)，從源-網(wǎng)-荷角度，在清潔能源消納能力、電網(wǎng)經(jīng)營效益、可靠運行能力、多元服務(wù)能力等方面展開分析，對新形態(tài)城市電網(wǎng)和傳統(tǒng)城市電網(wǎng)的特征進(jìn)行對比，如表1所示。可看出城市電網(wǎng)特征的演化與靈活性的提升是同步的。

表1 新形態(tài)城市電網(wǎng)和傳統(tǒng)城市電網(wǎng)特征對比Tab.1 Comparison of characteristics between new-form and traditional urban power grids

3.1 清潔能源消納能力

保證消納是清潔能源接入比例走高后對城市電網(wǎng)的必然要求[5]。

傳統(tǒng)城市電網(wǎng)的清潔能源消納是被動的，且承載能力弱。新形態(tài)城市電網(wǎng)可實現(xiàn)多類型分布式清潔能源的靈活并網(wǎng)。具有堅強(qiáng)的電網(wǎng)網(wǎng)架和通信調(diào)度系統(tǒng)，輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等促進(jìn)消納市場機(jī)制得到完善，確保實現(xiàn)靈活主動的消納。

3.2 經(jīng)營效率效益

電網(wǎng)企業(yè)對于經(jīng)營效益的要求逐年升高[23]。

傳統(tǒng)城市電網(wǎng)可控設(shè)備較少，潮流自然分布，運行優(yōu)化手段較少，提升盈利能力的手段有限。未來城市電網(wǎng)從開源節(jié)流兩個方面提升經(jīng)營效益。開源指的是擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍，提供綜合能源服務(wù)、電動汽車充電、數(shù)據(jù)運營等新業(yè)務(wù)，把握增量業(yè)務(wù)。節(jié)流指的是提高運行優(yōu)化能力，挖潛增效、降低損耗，提升盈利能力。新形態(tài)城市電網(wǎng)可控空間充裕，通過實施技術(shù)改造、經(jīng)濟(jì)調(diào)度，降低網(wǎng)損、提高設(shè)備利用率。

3.3 可靠運行能力

可靠運行是城市電網(wǎng)最基本的要求。

傳統(tǒng)城市電網(wǎng)運行方式單一，可控設(shè)備可用空間有限，故障后停電范圍大，需要花時間逐步恢復(fù)。運用基于高級量測、態(tài)勢感知、大數(shù)據(jù)分析的能量管理系統(tǒng)，新形態(tài)城市電網(wǎng)能夠充分感知判斷電網(wǎng)各部分的運行情況，并做出適當(dāng)?shù)臎Q策操作。先進(jìn)技術(shù)補(bǔ)齊電網(wǎng)原有短板，協(xié)調(diào)各種可控資源提高供電可靠性、故障自愈能力，實現(xiàn)城市電網(wǎng)可靠運行的能力全面提升。

3.4 多元服務(wù)能力

再電氣化背景下，城市電網(wǎng)需要具備為客戶提供電動汽車、綜合能源、數(shù)據(jù)運營等新型用能服務(wù)能力，將成為緊密連接用戶的能源服務(wù)平臺[13，24-25]。

傳統(tǒng)電網(wǎng)經(jīng)營模式簡單，負(fù)荷類型單一，難以在新型負(fù)荷大量接入時提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。依托人工智能、物聯(lián)通信等新技術(shù)，理解感知用戶需求，解構(gòu)新型負(fù)荷特性。運用電價引導(dǎo)體系、定制服務(wù)、業(yè)務(wù)拓展等手段，提高城市電網(wǎng)承接能力，完成對電動車充電網(wǎng)絡(luò)和綜合能源系統(tǒng)等用能服務(wù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)支撐，為多樣化用能客戶提供定制化優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提供推動再電氣化，助力能源革命。

4 以靈活性提升為指引的新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展方向

為了早日建成新形態(tài)城市電網(wǎng)，以提升靈活性為指引，根據(jù)新形態(tài)城市電網(wǎng)特征探索發(fā)展方向，制定發(fā)展目標(biāo)并細(xì)化具體任務(wù)。

4.1 城市電網(wǎng)靈活性提升途徑

城市電網(wǎng)發(fā)展過程中，有很多途徑可用來提升靈活性，按照設(shè)備層、通信調(diào)控層、市場服務(wù)層分類總結(jié)如表2所示。發(fā)展成熟后，這些途徑將形成靈活性資源或其控制機(jī)制，用于支撐城市電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)及其具體任務(wù)。

表2 靈活性提升途徑Tab.2 Methods to improve flexibility

配置儲能是最重要的靈活性提升途徑之一。儲能可以配置在源、網(wǎng)、荷三個方面，發(fā)揮多重作用[26-30]。在可再生能源消納方面[29]，可以作為電源側(cè)儲能，快速調(diào)節(jié)平抑短時間尺度波動性，也可以在發(fā)電高峰時充電、低谷時放電，將電量跨時間轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)出力平滑，充分消納減少棄風(fēng)棄光；在調(diào)峰調(diào)頻方面[31]，可以作為電網(wǎng)側(cè)儲能，構(gòu)成輔助服務(wù)的重要組成部分，通過儲能出力，減輕調(diào)峰調(diào)頻機(jī)組的壓力；在用戶側(cè)，可以安裝分布式儲能，作為功率支撐，保障電能質(zhì)量，也可以在故障后作為備用電源恢復(fù)供電；作為一種特殊的儲能形式，電動汽車可以運用V2G技術(shù)[15]，經(jīng)電價引導(dǎo)，在電力相對富余區(qū)域充電，在電力相對短缺區(qū)域放電，實現(xiàn)電能跨時空轉(zhuǎn)移，促進(jìn)了城市電網(wǎng)的功率均衡。目前儲能發(fā)展的問題主要是：①調(diào)峰調(diào)頻方面，輔助服務(wù)市場長效機(jī)制缺失；②可再生能源削峰填谷的經(jīng)濟(jì)價值缺乏衡量手段和回報機(jī)制；③急需完善儲能回收制度，實現(xiàn)梯級利用。

為了促進(jìn)儲能等靈活性資源的發(fā)展，需要加快推動電力市場化進(jìn)程，通過合理化市場規(guī)則，實現(xiàn)靈活性資源的價值增值，如表2中“市場服務(wù)層”中所示。具體包括：①成熟合理的峰谷電價制度，促進(jìn)用戶側(cè)儲能參與峰谷充放電盈利，引導(dǎo)用戶調(diào)節(jié)用電量，消納分布式可再生能源，實現(xiàn)負(fù)荷曲線的主動調(diào)節(jié)；②完善的輔助服務(wù)市場，構(gòu)建靈活性資源的服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，可以促進(jìn)儲能系統(tǒng)等靈活性資源的投資建設(shè)，提高主動參與調(diào)峰的積極性，平抑可再生能源對電網(wǎng)的影響；③建立需求響應(yīng)長效機(jī)制，引導(dǎo)儲能系統(tǒng)、電動汽車、可調(diào)度負(fù)荷等資源進(jìn)一步釋放靈活性，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力，促進(jìn)可再生能源消納。同時在市場化初期，有必要對靈活性資源實現(xiàn)的社會效益給予一定的資金扶持。

4.2 新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)

根據(jù)新形態(tài)城市電網(wǎng)在清潔能源消納、經(jīng)營效益、可靠運行能力、多元服務(wù)能力四個方面的特征，提出新形態(tài)城市電網(wǎng)的四大發(fā)展目標(biāo)。

4.2.1 清潔能源靈活并網(wǎng)、充分優(yōu)先消納

評估清潔能源接入位置和容量對電網(wǎng)的影響，分析城市電網(wǎng)的消納能力，運用多種靈活手段，保障清潔能源充分、優(yōu)先消納[32]。具體任務(wù)包括：

（1）電網(wǎng)凈負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測；

（2）運用調(diào)度系統(tǒng)，組織儲能等快速響應(yīng)靈活資源進(jìn)行小時間尺度功率調(diào)節(jié)，平抑可再生能源的隨機(jī)波動，通過輔助服務(wù)市場為平抑隨機(jī)性提供補(bǔ)償，促進(jìn)靈活性資源投資改造；

（3）運用峰谷電價、需求響應(yīng)等市場化手段，組織儲能、電動汽車等能量型靈活性資源實施電能跨時空轉(zhuǎn)移，進(jìn)行大時間尺度的清潔能源削峰填谷和間歇性平抑；

（4）完善清潔能源電量交易市場，確保清潔能源優(yōu)先銷售消納，通過輔助服務(wù)市場機(jī)制，促進(jìn)儲能等靈活資源提供者參與清潔能源消納。

4.2.2 源-網(wǎng)-荷協(xié)同提升電網(wǎng)可靠運行能力

均衡發(fā)展源-網(wǎng)-荷要素，充分釋放靈活性，為城市電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)容量和恢復(fù)供電支撐，提升城市電網(wǎng)的運行水平[33]。需要完成以下任務(wù)：

（1）能量管理系統(tǒng)制訂實施儲能、分布式電源及其他可控資源參與的供電恢復(fù)策略；

（2）建成交直流混合城市電網(wǎng)網(wǎng)架，提供更大的備用空間和更強(qiáng)的轉(zhuǎn)供能力[34]；

（3）通過能量管理系統(tǒng)精細(xì)調(diào)度、充分發(fā)揮儲能和可控負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力，保障功率平衡。

（4）通過峰谷電價等手段，引導(dǎo)靈活性資源平滑負(fù)荷曲線，降低峰谷功率差，促進(jìn)城市電網(wǎng)平穩(wěn)運行；

（5）通過輔助服務(wù)市場、需求響應(yīng)機(jī)制等市場化機(jī)制，促進(jìn)靈活性資源調(diào)節(jié)能力的釋放，提供更充裕的調(diào)峰容量。

4.2.3 多措并舉提升電網(wǎng)經(jīng)營效益

2020年國網(wǎng)公司提出“八個全力促提質(zhì)，八個增效穩(wěn)發(fā)展”的口號[23]，提質(zhì)增效是未來電網(wǎng)企業(yè)的工作要點。為了提升經(jīng)營效益[35]，需要完成以下任務(wù)：

（1）利用多元感知和靈活資源綜合調(diào)控等技術(shù)，通過電力電子設(shè)備對潮流實施柔性控制，充分挖掘設(shè)備運行潛能，實現(xiàn)城市電網(wǎng)降損增效；

（2）借助再電氣化趨勢，拓展綜合能源、電動汽車充電等增量業(yè)務(wù)，擴(kuò)大經(jīng)營范圍，建立新的盈利渠道；

（3）實現(xiàn)城市電網(wǎng)與智能交通、綜合能源等系統(tǒng)的多能互補(bǔ)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度，改善潮流分布，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.2.4 滿足客戶多元化用能需求

在終端電氣化率提升的背景下，電網(wǎng)企業(yè)除專注供電服務(wù)主業(yè)以外，聚焦再電氣化產(chǎn)業(yè)方向，利用自身優(yōu)勢，為不同用能需求的客戶提供多元化優(yōu)質(zhì)供能服務(wù)。需要完成以下任務(wù)：

（1）專注電網(wǎng)供電服務(wù)主業(yè)，優(yōu)化搶修和報裝時限，多措并舉保障合格的電能質(zhì)量水平，制定合理的分層電價體系，為客戶提供優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)[36]；

（2）積極投入多元化供能領(lǐng)域，重視商業(yè)模式創(chuàng)新，利用現(xiàn)有資源推動產(chǎn)業(yè)鏈延伸，發(fā)展電動汽車充電服務(wù)、能源套餐服務(wù)、售電+節(jié)能服務(wù)，拓展多元化供能服務(wù)市場；

（3）組建多元化供能服務(wù)團(tuán)隊，培養(yǎng)跨專業(yè)供能服務(wù)人才，培養(yǎng)員工主動參與意愿、提高服務(wù)意識，轉(zhuǎn)變思維觀念。

5 新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展情況評價指標(biāo)集

建立指標(biāo)集評價新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展情況。對應(yīng)新形態(tài)城市電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，分解出宏觀指標(biāo)集如表3所示，用以評價新形態(tài)城市電網(wǎng)宏觀特征。

表3 新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展情況評價指標(biāo)集Tab.3 Set of evaluation indexes for the development of new-form urban power grid

靈活性是重要的城市電網(wǎng)性能指標(biāo)，但目前少有簡單可行且被學(xué)界認(rèn)可的評價方法。事實上，本文所述四個特征的演化均與城市電網(wǎng)靈活性提升有密切關(guān)系。

指標(biāo)集組成如下。

（1）清潔能源消納能力。

利用棄風(fēng)棄光率A1來評價城市電網(wǎng)清潔能源消納能力，這是其最直接的體現(xiàn)[37]。

（2）經(jīng)營效率效益。

利用綜合線損率A2和設(shè)備利用率A3評價城市電網(wǎng)的經(jīng)營效率效益。利用綜合線損率A2計算城市電網(wǎng)降損提效情況[38]。利用設(shè)備利用率A3表征設(shè)備運行潛能挖掘效果[39]。

（3）可靠運行能力。

利用供電可靠率A4和綜合電壓合格率A5評價城市電網(wǎng)的可靠運行能力[40]。如果新形態(tài)城市電網(wǎng)能夠保證傳統(tǒng)評價體系下的可靠運行水平，則說明已經(jīng)戰(zhàn)勝了前文所述挑戰(zhàn)，因此傳統(tǒng)的可靠運行指標(biāo)行仍是評價的較好選擇。

（4）多元服務(wù)能力。

利用獲得電力指數(shù)A6和新型負(fù)荷客戶滿意度A7評價多元服務(wù)能力。獲得電力指數(shù)A6是世界銀行的“營商環(huán)境”指標(biāo)之一[41]，用于評價客戶獲得電力供應(yīng)的難易程度，也可用來評價電網(wǎng)企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，計算公式為

式中，B、C、D、E分別表示辦電手續(xù)、接電時間、接入成本、電費透明度，均為百分制指數(shù)。

用新型客戶滿意度A7評價城市電網(wǎng)在新型負(fù)荷領(lǐng)域業(yè)務(wù)開展情況，表征供電業(yè)務(wù)以外業(yè)務(wù)的服務(wù)能力，計算公式為

式中：n為新型業(yè)務(wù)種類，包括電動汽車充電、綜合能源服務(wù)、數(shù)據(jù)運營服務(wù)等；ωi為權(quán)重，由某一項業(yè)務(wù)營業(yè)額占城市電網(wǎng)總營業(yè)額確定；Fi為該種業(yè)務(wù)的客戶平均滿意度（百分制）。

查閱相關(guān)報道、成果、標(biāo)準(zhǔn)[37，39-45]，整理指標(biāo)集評價區(qū)間如表4所示。

表4 指標(biāo)評價區(qū)間Tab.4 Intervals of evaluation indexes

6 結(jié)論

清潔能源接入比例和終端電氣化率的快速提升給城市電網(wǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)，同時新技術(shù)、新需求也為發(fā)展提供了契機(jī)。本文分析了城市電網(wǎng)的演化規(guī)律，總結(jié)未來城市電網(wǎng)的形態(tài)特征，并給出新形態(tài)城市電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)和評價指標(biāo)。

（1）從城市電網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)架層面、通信調(diào)控層面、電力市場服務(wù)層面分析了清潔能源高比例接入與終端電氣化率提升給城市電網(wǎng)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。

（2）圍繞著城市電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷組成元素變化過程，梳理了城市電網(wǎng)演化主線，并分析了形態(tài)演化方向與城市電網(wǎng)靈活性的關(guān)系。

（3）從清潔能源消納能力、電網(wǎng)經(jīng)營效益、可靠運行能力、多元服務(wù)能力等方面，分析了新形態(tài)城市電網(wǎng)的特征，進(jìn)而引申出了新形態(tài)城市電網(wǎng)的四大發(fā)展目標(biāo)及其具體任務(wù)。

（4）最后建立了與發(fā)展目標(biāo)對應(yīng)的指標(biāo)集，用以表征新形態(tài)城市電網(wǎng)宏觀特征，評價新形態(tài)城市電網(wǎng)發(fā)展情況。

今后需要重點關(guān)注和研究新形態(tài)城市電網(wǎng)的商業(yè)模式、盈利能力和規(guī)劃運行方法，確保源-網(wǎng)-荷發(fā)展深度協(xié)同，發(fā)揮靈活性的重要價值。