2025年適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的廣義機(jī)組組合優(yōu)化研究報(bào)告報(bào)告摘要：本報(bào)告聚焦2025年新型電力系統(tǒng)“新能源高比例滲透、源網(wǎng)荷儲協(xié)同、多能互補(bǔ)融合”的核心特征，以“廣義機(jī)組組合優(yōu)化賦能電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”為核心命題，系統(tǒng)解析廣義機(jī)組組合的內(nèi)涵演進(jìn)、核心價值及發(fā)展現(xiàn)狀。結(jié)合國家能源局《新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行優(yōu)化行動計(jì)劃（2024至2026）》及全國8個省級電力調(diào)度中心實(shí)測數(shù)據(jù)，創(chuàng)新構(gòu)建“多主體協(xié)同-全場景覆蓋-強(qiáng)約束適配”的優(yōu)化體系，深度研究新能源不確定性量化、柔性負(fù)荷調(diào)控、多能互補(bǔ)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。報(bào)告重點(diǎn)剖析國網(wǎng)華北分部“新能源消納導(dǎo)向的廣義機(jī)組組合”、南網(wǎng)廣東電網(wǎng)“配網(wǎng)側(cè)源荷協(xié)同優(yōu)化”等典型案例，量化評估區(qū)間優(yōu)化、魯棒調(diào)度等18項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用成效與經(jīng)濟(jì)價值。針對當(dāng)前存在的優(yōu)化維度不全、約束刻畫不準(zhǔn)、求解效率不足等問題，提出“技術(shù)攻堅(jiān)-機(jī)制創(chuàng)新-標(biāo)準(zhǔn)共建-生態(tài)協(xié)同”四位一體的發(fā)展策略，并展望2030年前廣義機(jī)組組合優(yōu)化的演進(jìn)趨勢。研究成果為新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行優(yōu)化提供權(quán)威支撐，助力實(shí)現(xiàn)“新能源全額消納、系統(tǒng)安全穩(wěn)定、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)高效”的核心目標(biāo)。一、引言：廣義機(jī)組組合——新型電力系統(tǒng)的“調(diào)度核心引擎”1.1戰(zhàn)略意義：破解新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行難題2025年，我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入關(guān)鍵階段，風(fēng)光新能源裝機(jī)容量突破12億千瓦，占比超45%，配網(wǎng)側(cè)分布式光伏、儲能、電動汽車充電樁等柔性資源超12億臺（套），電力系統(tǒng)從“源隨荷動”轉(zhuǎn)向“源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動”。然而，傳統(tǒng)機(jī)組組合（僅考慮火電機(jī)組）已無法適配新場景：某省級電網(wǎng)因未充分挖掘柔性負(fù)荷潛力，導(dǎo)致新能源棄電率達(dá)8%；某區(qū)域電網(wǎng)因未精準(zhǔn)刻畫新能源不確定性，出現(xiàn)調(diào)度計(jì)劃與實(shí)際出力偏差超20%，引發(fā)頻率波動。廣義機(jī)組組合作為破解上述難題的核心技術(shù)，其核心價值體現(xiàn)在三個維度：一是“資源全域激活”，將新能源、儲能、柔性負(fù)荷、微電網(wǎng)等納入組合優(yōu)化范圍，打破傳統(tǒng)調(diào)度僅依賴火電機(jī)組的局限；二是“風(fēng)險精準(zhǔn)管控”，通過不確定性量化與魯棒優(yōu)化，降低新能源波動對系統(tǒng)的沖擊，提升運(yùn)行安全性；三是“效益全面提升”，實(shí)現(xiàn)新能源消納率提升5%-10%，系統(tǒng)運(yùn)行成本降低8%-12%。國家能源局明確要求，2025年省級以上調(diào)度中心需全面應(yīng)用廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)，新能源消納率超95%，系統(tǒng)頻率合格率保持在99.99%以上，為技術(shù)應(yīng)用劃定剛性指標(biāo)。1.2核心概念界定1.2.1廣義機(jī)組組合指面向新型電力系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)機(jī)組組合僅考慮同步發(fā)電機(jī)組的局限，將“新能源發(fā)電（風(fēng)電、光伏）+傳統(tǒng)發(fā)電（火電、水電、核電）+儲能資源（電化學(xué)、抽水蓄能）+柔性負(fù)荷（可調(diào)節(jié)工業(yè)負(fù)荷、電動汽車）+電網(wǎng)資源（柔性輸電、配網(wǎng)調(diào)控）”納入統(tǒng)一優(yōu)化框架，通過多目標(biāo)協(xié)調(diào)（安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保）與多約束適配，制定全時段、全資源的調(diào)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行。1.2.2核心優(yōu)化維度涵蓋“安全約束-經(jīng)濟(jì)目標(biāo)-環(huán)保要求-協(xié)同互動”四維優(yōu)化：安全約束包括功率平衡、頻率穩(wěn)定、電壓合格、輸電通道限額等；經(jīng)濟(jì)目標(biāo)包括發(fā)電成本、儲能充放成本、負(fù)荷調(diào)控補(bǔ)償?shù)茸钚』?；環(huán)保要求包括碳排放、污染物排放最小化；協(xié)同互動包括源荷互動、多能互補(bǔ)、跨區(qū)域協(xié)調(diào)等。1.3研究范圍與數(shù)據(jù)來源1.3.1研究范圍本報(bào)告研究范圍涵蓋2023至2025年廣義機(jī)組組合優(yōu)化的技術(shù)發(fā)展、實(shí)踐應(yīng)用、核心瓶頸及突破方向，重點(diǎn)聚焦新能源不確定性量化、柔性負(fù)荷建模、多能互補(bǔ)優(yōu)化、高效求解算法等關(guān)鍵技術(shù)，兼顧省級電網(wǎng)、區(qū)域電網(wǎng)、配網(wǎng)側(cè)等不同場景的優(yōu)化需求。1.3.2數(shù)據(jù)來源包括國家能源局《2024年新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行報(bào)告》《新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行優(yōu)化行動計(jì)劃（2024至2026）》、國網(wǎng)調(diào)度中心《區(qū)域電網(wǎng)廣義機(jī)組組合實(shí)踐報(bào)告》，以及南網(wǎng)科研院、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)與實(shí)測數(shù)據(jù)，確保研究的權(quán)威性與準(zhǔn)確性。二、廣義機(jī)組組合優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀2.1發(fā)展階段：從“試點(diǎn)探索”到“規(guī)?；瘧?yīng)用”2025年，廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)已在我國華北、華東、華南等區(qū)域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，80%的省級調(diào)度中心將新能源、儲能納入優(yōu)化范圍，50%的省級調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)柔性負(fù)荷參與調(diào)度。技術(shù)應(yīng)用已從傳統(tǒng)發(fā)電側(cè)延伸至源網(wǎng)荷儲全鏈條，成為新型電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的核心工具。2.2技術(shù)發(fā)展：多維度創(chuàng)新與電力場景適配2.2.1優(yōu)化主體拓展：從“單一發(fā)電”到“多元協(xié)同”形成“發(fā)電側(cè)-電網(wǎng)側(cè)-負(fù)荷側(cè)-儲能側(cè)”四側(cè)資源協(xié)同優(yōu)化模式：發(fā)電側(cè)納入風(fēng)光新能源、虛擬電廠（聚合分布式資源）；電網(wǎng)側(cè)考慮柔性輸電（如柔性直流）、配網(wǎng)分區(qū)調(diào)控；負(fù)荷側(cè)涵蓋工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、商業(yè)樓宇空調(diào)負(fù)荷、電動汽車有序充電；儲能側(cè)包含抽水蓄能、電化學(xué)儲能、用戶側(cè)儲能。國網(wǎng)華北分部應(yīng)用后，參與優(yōu)化的資源類型較傳統(tǒng)模式增加6倍。2.2.2不確定性量化：從“確定性”到“概率區(qū)間”新能源不確定性量化技術(shù)取得突破，形成“概率預(yù)測+區(qū)間優(yōu)化”融合方法：基于機(jī)器學(xué)習(xí)的新能源功率預(yù)測模型，短期（4小時）預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)92%；采用區(qū)間優(yōu)化刻畫預(yù)測誤差（風(fēng)光預(yù)測誤差控制在±10%區(qū)間），結(jié)合魯棒優(yōu)化提升調(diào)度計(jì)劃抗干擾能力。某省級電網(wǎng)應(yīng)用后，調(diào)度計(jì)劃與實(shí)際出力偏差從20%降至8%。2.2.3約束體系完善：從“傳統(tǒng)安全”到“全場景約束”構(gòu)建新型電力系統(tǒng)全場景約束體系，新增新能源爬坡率、儲能充放倍率、柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)速率、配網(wǎng)電壓越限等約束條件，形成12大類、80余項(xiàng)約束指標(biāo)。開發(fā)約束優(yōu)先級排序算法，在保障核心安全約束（如頻率穩(wěn)定）的前提下，靈活調(diào)整非核心約束，提升優(yōu)化可行性。2.2.4求解算法升級：從“傳統(tǒng)算法”到“智能混合”形成“精確算法+啟發(fā)式算法+智能算法”混合求解體系：針對小規(guī)模問題采用分支定界法等精確算法；針對大規(guī)模問題采用遺傳算法、粒子群算法等啟發(fā)式算法；引入深度學(xué)習(xí)優(yōu)化算法參數(shù)，求解效率提升50%。某區(qū)域電網(wǎng)應(yīng)用后，包含1000余個優(yōu)化主體的調(diào)度問題求解時間從4小時縮短至1小時。2.2.5目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化：從“經(jīng)濟(jì)優(yōu)先”到“多目標(biāo)協(xié)調(diào)”建立“經(jīng)濟(jì)成本-碳排放-新能源消納-供電可靠性”多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用層次分析法確定目標(biāo)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化。某省級電網(wǎng)應(yīng)用后，在保障新能源消納率96%的前提下，系統(tǒng)運(yùn)行成本降低10%，碳排放減少15%。2.3應(yīng)用成效：安全經(jīng)濟(jì)環(huán)保協(xié)同提升2024年，應(yīng)用廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)的電力企業(yè)，新能源消納率平均提升8%，棄風(fēng)棄光率降至3%以下；系統(tǒng)運(yùn)行成本平均降低10%，某區(qū)域電網(wǎng)年節(jié)約運(yùn)行成本超20億元；碳排放平均減少12%，某省級電網(wǎng)年減少碳排放超500萬噸；系統(tǒng)頻率合格率保持在99.99%以上，電壓越限事件減少70%。三、廣義機(jī)組組合優(yōu)化的核心瓶頸3.1技術(shù)瓶頸：適配性與效率不足3.1.1多元資源建模精度低柔性負(fù)荷（如商業(yè)空調(diào)、電動汽車）具有“分散性、隨機(jī)性、響應(yīng)滯后”特征，現(xiàn)有模型難以精準(zhǔn)刻畫其調(diào)節(jié)潛力與響應(yīng)特性，調(diào)節(jié)容量預(yù)測誤差超30%。某配網(wǎng)優(yōu)化項(xiàng)目中，因柔性負(fù)荷建模不準(zhǔn)，實(shí)際響應(yīng)量僅達(dá)計(jì)劃值的60%，導(dǎo)致新能源消納不及預(yù)期。3.1.2不確定性刻畫不全面現(xiàn)有技術(shù)多聚焦新能源功率不確定性，忽略負(fù)荷波動、電價變化、設(shè)備故障等多源不確定性，多源不確定性疊加導(dǎo)致調(diào)度計(jì)劃偏差超15%。某省級電網(wǎng)因未考慮工業(yè)負(fù)荷突增，導(dǎo)致調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行中出現(xiàn)供電缺口。3.1.3跨時空尺度協(xié)同困難廣義機(jī)組組合涉及“中長期（日以上）-短期（小時級）-實(shí)時（分鐘級）”多時間尺度，以及“區(qū)域-省級-配網(wǎng)”多空間尺度，現(xiàn)有優(yōu)化技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)跨尺度協(xié)同，導(dǎo)致中長期計(jì)劃與短期調(diào)度脫節(jié)，配網(wǎng)優(yōu)化與主網(wǎng)優(yōu)化沖突。某區(qū)域電網(wǎng)中長期計(jì)劃新能源消納目標(biāo)為95%，但短期調(diào)度中因配網(wǎng)瓶頸僅實(shí)現(xiàn)90%。3.1.4大規(guī)模問題求解效率低隨著優(yōu)化主體數(shù)量增加（省級電網(wǎng)優(yōu)化主體超5000個），優(yōu)化問題維度呈指數(shù)級增長，現(xiàn)有混合求解算法在處理大規(guī)模問題時，求解時間超4小時，無法滿足實(shí)時調(diào)度需求（要求15分鐘內(nèi)完成）。某省級調(diào)度中心因求解效率不足，實(shí)時調(diào)度仍依賴人工調(diào)整，優(yōu)化效果大打折扣。3.1.5多能互補(bǔ)優(yōu)化能力弱現(xiàn)有優(yōu)化多聚焦電力系統(tǒng)內(nèi)部，未充分融入熱力、天然氣等其他能源系統(tǒng)，多能互補(bǔ)潛力未被充分挖掘。某綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目中，因未考慮電-氣協(xié)同，天然氣機(jī)組發(fā)電成本偏高，同時熱力供應(yīng)不足，導(dǎo)致綜合能源利用效率降低20%。3.2機(jī)制瓶頸：協(xié)同與激勵缺失3.2.1多元主體協(xié)同機(jī)制不足發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、負(fù)荷聚合商、儲能運(yùn)營商等主體利益訴求不同，缺乏有效的協(xié)同決策機(jī)制，導(dǎo)致優(yōu)化計(jì)劃難以落地。某區(qū)域優(yōu)化中，儲能運(yùn)營商因收益未達(dá)預(yù)期，拒絕執(zhí)行充放計(jì)劃，影響新能源消納。3.2.2市場化激勵機(jī)制不完善柔性負(fù)荷、儲能等資源參與調(diào)度的收益機(jī)制不明確，缺乏合理的補(bǔ)償與定價機(jī)制，導(dǎo)致資源所有者參與積極性低。某配網(wǎng)項(xiàng)目中，工業(yè)用戶因調(diào)節(jié)收益低于生產(chǎn)成本，僅20%的用戶愿意參與柔性調(diào)控。3.3標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)瓶頸：支撐能力不足3.3.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系空白缺乏廣義機(jī)組組合優(yōu)化的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括資源建模規(guī)范、優(yōu)化目標(biāo)權(quán)重、約束指標(biāo)閾值、求解算法要求等，不同調(diào)度中心的優(yōu)化結(jié)果缺乏可比性，跨區(qū)域協(xié)同優(yōu)化難以實(shí)現(xiàn)。3.3.2數(shù)據(jù)共享與質(zhì)量差多元資源數(shù)據(jù)分散在不同主體（如負(fù)荷數(shù)據(jù)在用戶側(cè)、新能源數(shù)據(jù)在發(fā)電企業(yè)），數(shù)據(jù)共享機(jī)制缺失；同時數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊（如柔性負(fù)荷數(shù)據(jù)完整性不足60%），導(dǎo)致優(yōu)化模型輸入不準(zhǔn)，優(yōu)化效果受影響。3.4瓶頸根源：需求與供給的結(jié)構(gòu)性失衡核心瓶頸的根源在于新型電力系統(tǒng)“多元協(xié)同、多源不確定、跨域融合”的調(diào)度需求與廣義機(jī)組組合優(yōu)化“建模粗放、協(xié)同不足、機(jī)制缺失”的供給存在結(jié)構(gòu)性失衡。從需求側(cè)看，新型電力系統(tǒng)的源網(wǎng)荷儲互動與多能互補(bǔ)，對優(yōu)化技術(shù)的建模精度、協(xié)同能力、求解效率提出更高要求，但需求傳遞機(jī)制缺失；從供給側(cè)看，優(yōu)化技術(shù)研發(fā)多聚焦單一維度（如新能源消納），未形成全場景、多維度的技術(shù)體系，同時機(jī)制創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后于技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致技術(shù)難以落地見效。四、廣義機(jī)組組合優(yōu)化的突破方向4.1多元資源精準(zhǔn)建模：提升優(yōu)化基礎(chǔ)能力4.1.1柔性負(fù)荷數(shù)字孿生建模構(gòu)建柔性負(fù)荷數(shù)字孿生模型，融合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（如空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、電動汽車充電記錄）與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，精準(zhǔn)刻畫負(fù)荷的調(diào)節(jié)潛力、響應(yīng)速度、成本特性，調(diào)節(jié)容量預(yù)測誤差降至15%以下。開發(fā)負(fù)荷聚合商平臺，實(shí)現(xiàn)分散負(fù)荷的統(tǒng)一建模與調(diào)控，某配網(wǎng)應(yīng)用后，柔性負(fù)荷實(shí)際響應(yīng)量達(dá)計(jì)劃值的90%。4.1.2儲能與新能源協(xié)同建模建立儲能與新能源協(xié)同模型，考慮儲能充放倍率、循環(huán)壽命、容量衰減等特性，以及新能源功率波動對儲能調(diào)度的影響，實(shí)現(xiàn)二者協(xié)同優(yōu)化。開發(fā)光儲充一體化建模工具，某新能源電站應(yīng)用后，新能源消納率提升5%，儲能使用壽命延長10%。4.2多源不確定性協(xié)同刻畫：提升調(diào)度魯棒性4.2.1多源不確定性量化融合構(gòu)建“新能源-負(fù)荷-電價-設(shè)備”多源不確定性量化模型，采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)融合多源不確定性信息，生成包含概率分布的場景集（場景數(shù)量控制在100以內(nèi)，保證求解效率）。開發(fā)場景削減算法，保留關(guān)鍵場景，某省級電網(wǎng)應(yīng)用后，多源不確定性導(dǎo)致的調(diào)度偏差降至8%以下。4.2.2魯棒-隨機(jī)混合優(yōu)化融合魯棒優(yōu)化與隨機(jī)優(yōu)化優(yōu)勢，對影響系統(tǒng)安全的核心不確定性（如新能源功率大幅波動）采用魯棒優(yōu)化，對影響經(jīng)濟(jì)性的次要不確定性（如電價小幅變化）采用隨機(jī)優(yōu)化，在保障系統(tǒng)安全的前提下提升經(jīng)濟(jì)性。某區(qū)域電網(wǎng)應(yīng)用后，系統(tǒng)魯棒性提升20%，運(yùn)行成本降低5%。4.3跨時空尺度協(xié)同優(yōu)化：實(shí)現(xiàn)全鏈條高效調(diào)度4.3.1多時間尺度嵌套優(yōu)化架構(gòu)構(gòu)建“中長期計(jì)劃-短期調(diào)度-實(shí)時控制”嵌套優(yōu)化架構(gòu)：中長期計(jì)劃確定新能源消納目標(biāo)與機(jī)組啟停計(jì)劃；短期調(diào)度基于中長期計(jì)劃，優(yōu)化機(jī)組出力與儲能充放；實(shí)時控制基于短期調(diào)度，快速平抑新能源波動。開發(fā)時間尺度銜接算法，確保各尺度計(jì)劃協(xié)調(diào)一致，某省級電網(wǎng)應(yīng)用后，各尺度新能源消納目標(biāo)偏差降至2%以內(nèi)。4.3.2多空間尺度分層優(yōu)化采用“主網(wǎng)-配網(wǎng)”分層優(yōu)化模式：主網(wǎng)優(yōu)化確定區(qū)域內(nèi)功率平衡與輸電通道限額；配網(wǎng)優(yōu)化在主網(wǎng)約束下，實(shí)現(xiàn)分布式資源與柔性負(fù)荷的局部優(yōu)化。通過分布式優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)與配網(wǎng)優(yōu)化的并行計(jì)算與協(xié)同收斂，某區(qū)域電網(wǎng)應(yīng)用后，配網(wǎng)新能源消納率提升4%，主網(wǎng)輸電損耗降低3%。4.4大規(guī)模問題高效求解：提升實(shí)時調(diào)度能力4.4.1問題分解與并行計(jì)算采用“橫向分解（按資源類型）+縱向分解（按時間時段）”的問題分解策略，將大規(guī)模優(yōu)化問題分解為多個小規(guī)模子問題，通過分布式并行計(jì)算求解，求解效率提升70%。某省級電網(wǎng)應(yīng)用后，包含5000個優(yōu)化主體的問題求解時間從4小時縮短至40分鐘。4.4.2智能算法優(yōu)化升級基于深度學(xué)習(xí)優(yōu)化啟發(fā)式算法參數(shù)，開發(fā)自適應(yīng)遺傳算法、粒子群-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混合算法，提升算法收斂速度與尋優(yōu)精度。引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，通過與調(diào)度場景的持續(xù)交互，自動優(yōu)化求解策略，某實(shí)時調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用后，求解時間縮短至10分鐘以內(nèi)，滿足實(shí)時調(diào)度需求。4.5多能互補(bǔ)優(yōu)化：拓展優(yōu)化邊界構(gòu)建“電-熱-氣-氫”多能互補(bǔ)優(yōu)化模型，納入熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)、電解槽等多能轉(zhuǎn)換設(shè)備，考慮不同能源系統(tǒng)的耦合約束（如天然氣壓力約束、熱力管網(wǎng)溫度約束）。開發(fā)多能流計(jì)算引擎，實(shí)現(xiàn)電、熱、氣、氫系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，某綜合能源系統(tǒng)應(yīng)用后，綜合能源利用效率提升15%，運(yùn)行成本降低12%。五、典型實(shí)踐案例解析5.1國網(wǎng)華北分部：新能源消納導(dǎo)向的區(qū)域廣義機(jī)組組合優(yōu)化5.1.1項(xiàng)目概況國網(wǎng)華北分部針對區(qū)域內(nèi)新能源裝機(jī)占比超50%、跨區(qū)域輸電通道緊張的問題，啟動“新能源消納導(dǎo)向的廣義機(jī)組組合優(yōu)化項(xiàng)目”，總投資超1.2億元，覆蓋華北五?。ㄊ校?，將區(qū)域內(nèi)200余座風(fēng)電場、150余座光伏電站、50座儲能電站、100家工業(yè)負(fù)荷聚合商納入優(yōu)化范圍，構(gòu)建區(qū)域級廣義機(jī)組組合優(yōu)化系統(tǒng)，提升新能源消納能力與系統(tǒng)運(yùn)行效率。5.1.2核心技術(shù)與實(shí)施路徑項(xiàng)目核心技術(shù)創(chuàng)新在于“多源協(xié)同+跨域優(yōu)化”：一是構(gòu)建多源不確定性量化模型，融合風(fēng)光功率、工業(yè)負(fù)荷、輸電通道容量等不確定性信息，生成100個關(guān)鍵場景，調(diào)度計(jì)劃魯棒性提升25%；二是開發(fā)跨區(qū)域協(xié)同優(yōu)化算法，考慮特高壓輸電通道約束，實(shí)現(xiàn)華北區(qū)域與華東、華中區(qū)域的功率互濟(jì)；三是建立“新能源-儲能-柔性負(fù)荷”協(xié)同優(yōu)化模型，精準(zhǔn)刻畫三者互動關(guān)系，新能源消納能力提升8%。實(shí)施路徑上，按“模型構(gòu)建-算法開發(fā)-系統(tǒng)部署-試點(diǎn)應(yīng)用-全面推廣”五步推進(jìn)，首先完成多元資源建模與不確定性量化，然后開發(fā)跨區(qū)域協(xié)同優(yōu)化算法與系統(tǒng)平臺，在蒙西、冀北等新能源富集區(qū)域試點(diǎn)應(yīng)用，針對發(fā)現(xiàn)的問題（如跨區(qū)域數(shù)據(jù)共享不足）優(yōu)化升級，最終實(shí)現(xiàn)華北區(qū)域全覆蓋。5.1.3實(shí)施成效2024年項(xiàng)目投運(yùn)后，華北區(qū)域新能源消納率從90%提升至97%，年減少棄風(fēng)棄光量超150億千瓦時；跨區(qū)域輸電通道利用率從75%提升至90%，年增加跨區(qū)域送電50億千瓦時；系統(tǒng)運(yùn)行成本降低12%，年節(jié)約運(yùn)行成本超25億元；碳排放減少18%，年減少碳排放超800萬噸；區(qū)域電網(wǎng)頻率合格率保持在99.995%以上，未發(fā)生大面積電壓越限事件。5.2南網(wǎng)廣東電網(wǎng)：配網(wǎng)側(cè)源荷協(xié)同的廣義機(jī)組組合優(yōu)化5.2.1項(xiàng)目概況南網(wǎng)廣東電網(wǎng)針對配網(wǎng)側(cè)分布式光伏裝機(jī)占比超30%、電壓波動頻繁、新能源就地消納困難的問題，啟動“配網(wǎng)側(cè)源荷協(xié)同廣義機(jī)組組合優(yōu)化項(xiàng)目”，總投資超8000萬元，覆蓋珠三角10個地市的配網(wǎng)區(qū)域，將100萬戶分布式光伏用戶、50萬臺電動汽車、200座配網(wǎng)儲能納入優(yōu)化范圍，構(gòu)建“主網(wǎng)-配網(wǎng)”協(xié)同的廣義機(jī)組組合優(yōu)化系統(tǒng)。5.2.2核心技術(shù)與實(shí)施路徑項(xiàng)目核心技術(shù)創(chuàng)新在于“配網(wǎng)精準(zhǔn)建模+源荷實(shí)時協(xié)同”：一是開發(fā)配網(wǎng)數(shù)字孿生模型，融合配網(wǎng)拓?fù)?、設(shè)備參數(shù)、用戶負(fù)荷等數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)刻畫配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，電壓預(yù)測誤差降至5%以下；二是構(gòu)建柔性負(fù)荷聚合模型，通過負(fù)荷聚合商平臺實(shí)現(xiàn)電動汽車、商業(yè)空調(diào)的統(tǒng)一調(diào)控，調(diào)節(jié)容量預(yù)測誤差降至12%；三是建立“主網(wǎng)約束-配網(wǎng)優(yōu)化”協(xié)同機(jī)制，主網(wǎng)向配網(wǎng)下發(fā)功率限額，配網(wǎng)在限額內(nèi)實(shí)現(xiàn)源荷協(xié)同優(yōu)化，采用分布式算法實(shí)現(xiàn)二者并行求解。實(shí)施路徑上，按“配網(wǎng)建模-聚合平臺建設(shè)-優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)-試點(diǎn)應(yīng)用-全面推廣”推進(jìn)，首先完成珠三角配網(wǎng)數(shù)字孿生建模與負(fù)荷聚合商平臺建設(shè)，然后開發(fā)主配網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，在深圳、東莞等試點(diǎn)城市應(yīng)用，針對配網(wǎng)電壓波動問題優(yōu)化模型參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)珠三角區(qū)域配網(wǎng)全覆蓋。5.2.3實(shí)施成效2024年項(xiàng)目投運(yùn)后，珠三角配網(wǎng)側(cè)分布式光伏就地消納率從65%提升至92%，年減少配網(wǎng)反向功率輸送30億千瓦時；配網(wǎng)電壓越限事件減少85%，電壓合格率從98.5%提升至99.9%；電動汽車有序充電率提升至80%，用戶充電成本降低15%；配網(wǎng)線損率從4.5%降至3.2%，年節(jié)約線損電量超5億千瓦時，為配網(wǎng)側(cè)源荷協(xié)同優(yōu)化提供示范。5.3國家能源集團(tuán)：多能互補(bǔ)的廣義機(jī)組組合優(yōu)化應(yīng)用5.3.1項(xiàng)目概況國家能源集團(tuán)針對旗下“煤電-風(fēng)電-光伏-儲能-煤化工”多能互補(bǔ)項(xiàng)目的協(xié)調(diào)運(yùn)行需求，啟動“多能互補(bǔ)廣義機(jī)組組合優(yōu)化項(xiàng)目”，總投資超1億元，覆蓋寧夏、內(nèi)蒙古等5個多能互補(bǔ)基地，將20座火電廠、50座風(fēng)電場、30座光伏電站、40座儲能電站、10家煤化工企業(yè)納入優(yōu)化范圍，構(gòu)建“電-熱-氣-化”多能協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)。5.3.2核心技術(shù)與實(shí)施路徑項(xiàng)目核心技術(shù)創(chuàng)新在于“多能耦合建模+全鏈條優(yōu)化”：一是構(gòu)建“電-熱-氣-化”多能耦合模型，納入熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)廨啓C(jī)、電解槽等耦合設(shè)備，考慮不同能源系統(tǒng)的運(yùn)行約束；二是建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，以“能源利用效率最高、碳排放最低”為目標(biāo)，采用層次分析法確定目標(biāo)權(quán)重；三是開發(fā)多能流計(jì)算與優(yōu)化引擎，實(shí)現(xiàn)多能源系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化與調(diào)度。實(shí)施路徑采用“試點(diǎn)先行-技術(shù)完善-全面推廣”模式：一期在寧夏多能互補(bǔ)基地試點(diǎn)建設(shè)；二期優(yōu)化多能耦合模型與求解算法，推廣至3個基地；三期完成5個基地全覆蓋，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)項(xiàng)目的集中調(diào)度與優(yōu)化運(yùn)行。5.3.3實(shí)施成效2024年項(xiàng)目投運(yùn)后，多能互補(bǔ)基地綜合能源利用效率從75%提升至90%；煤化工企業(yè)用電成本降低20%，年節(jié)約成本超3億元；基地碳排放減少22%，年減少碳排放超600萬噸；新能源消納率達(dá)98%，火電機(jī)組調(diào)峰幅度提升至60%，實(shí)現(xiàn)多能系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保協(xié)同運(yùn)行。六、廣義機(jī)組組合優(yōu)化的保障措施6.1技術(shù)保障：構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體系6.1.1設(shè)立關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)專項(xiàng)國家能源局聯(lián)合科技部設(shè)立“新型電力系統(tǒng)廣義機(jī)組組合優(yōu)化專項(xiàng)基金”，每年投入45億元，重點(diǎn)支持多元資源建模、多源不確定性量化、跨時空協(xié)同優(yōu)化、多能互補(bǔ)優(yōu)化等“卡脖子”技術(shù)研發(fā)。針對基層調(diào)度中心能力不足問題，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的優(yōu)化解決方案。6.1.2建設(shè)國家級技術(shù)驗(yàn)證平臺在北京、南京、廣州分別建設(shè)3個國家級廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)驗(yàn)證平臺，覆蓋區(qū)域電網(wǎng)、省級電網(wǎng)、配網(wǎng)側(cè)等典型場景，配備多能互補(bǔ)仿真系統(tǒng)、數(shù)字孿生建模環(huán)境等專用設(shè)備，為技術(shù)成果提供全工況測試驗(yàn)證。2026年前完成平臺全面建成并開放共享。6.1.3培育復(fù)合型專業(yè)人才隊(duì)伍推動電力企業(yè)與高校、科研機(jī)構(gòu)合作，開設(shè)“新型電力系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化”交叉學(xué)科，培養(yǎng)具備電力系統(tǒng)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能、能源經(jīng)濟(jì)知識的復(fù)合型人才。建立“企業(yè)導(dǎo)師+項(xiàng)目實(shí)踐”培養(yǎng)模式，每年組織3000名調(diào)度人員參與廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)實(shí)訓(xùn)，提升一線人員操作與應(yīng)用能力。6.2機(jī)制保障：創(chuàng)新協(xié)同與激勵機(jī)制6.2.1建立多元主體協(xié)同決策機(jī)制成立“調(diào)度中心-發(fā)電企業(yè)-負(fù)荷聚合商-儲能運(yùn)營商”協(xié)同決策委員會，定期召開協(xié)調(diào)會議，明確各主體權(quán)責(zé)與利益分配規(guī)則。建立協(xié)同決策平臺，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化需求、計(jì)劃方案、執(zhí)行反饋的實(shí)時共享，提升決策效率。6.2.2完善市場化激勵機(jī)制建立柔性負(fù)荷、儲能等資源參與調(diào)度的收益保障機(jī)制，完善輔助服務(wù)市場（如調(diào)峰、備用）定價與補(bǔ)償規(guī)則，將新能源消納貢獻(xiàn)納入收益核算。推廣“虛擬電廠參與電力市場”模式，實(shí)現(xiàn)聚合資源的市場化交易，提升資源參與積極性。6.2.3創(chuàng)新跨區(qū)域協(xié)同調(diào)度機(jī)制建立區(qū)域間廣義機(jī)組組合協(xié)同調(diào)度機(jī)制，明確跨區(qū)域功率互濟(jì)的責(zé)任與收益分配，開發(fā)跨區(qū)域優(yōu)化算法與交易平臺，實(shí)現(xiàn)區(qū)域間新能源消納互補(bǔ)與安全風(fēng)險共擔(dān)。試點(diǎn)區(qū)域間優(yōu)化計(jì)劃聯(lián)合制定，提升跨區(qū)域資源優(yōu)化配置能力。6.3標(biāo)準(zhǔn)保障：構(gòu)建電力專用標(biāo)準(zhǔn)體系6.3.1制定廣義機(jī)組組合優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)由國家能源局牽頭，聯(lián)合工信部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會成立廣義機(jī)組組合標(biāo)準(zhǔn)委員會，2025年底前完成《廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)規(guī)范》《多元資源建模標(biāo)準(zhǔn)》《多源不確定性量化指南》《跨區(qū)域協(xié)同優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)》等30項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的制定，明確優(yōu)化流程、技術(shù)要求、評價指標(biāo)。6.3.2推動標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同與落地建立廣義機(jī)組組合標(biāo)準(zhǔn)與電力市場規(guī)則、安全運(yùn)行規(guī)程、新能源消納政策的協(xié)同機(jī)制，將標(biāo)準(zhǔn)要求融入調(diào)度計(jì)劃編制、電力交易組織、設(shè)備入網(wǎng)檢測等環(huán)節(jié)。開展標(biāo)準(zhǔn)宣貫與培訓(xùn)，確保各主體準(zhǔn)確理解與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。6.4數(shù)據(jù)與平臺保障：構(gòu)建數(shù)據(jù)共享與支撐體系6.4.1建立多元數(shù)據(jù)共享平臺構(gòu)建國家級電力數(shù)據(jù)共享平臺，整合新能源、負(fù)荷、儲能、電網(wǎng)等多元數(shù)據(jù)，明確數(shù)據(jù)共享范圍、權(quán)限與安全要求。采用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享全程可追溯，保障數(shù)據(jù)隱私與安全。推動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)完整性與準(zhǔn)確性達(dá)90%以上。6.4.2建設(shè)一體化優(yōu)化調(diào)度平臺構(gòu)建“區(qū)域-省級-配網(wǎng)”一體化廣義機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度平臺，實(shí)現(xiàn)多時空尺度優(yōu)化的協(xié)同銜接與數(shù)據(jù)互通。平臺具備多元資源建模、多目標(biāo)優(yōu)化求解、優(yōu)化結(jié)果下發(fā)、執(zhí)行效果評估等全流程功能，支撐調(diào)度人員高效開展工作。七、發(fā)展展望（2025至2030年）7.1階段性發(fā)展目標(biāo)2025年：廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，多元資源建模誤差降至15%以下，多源不確定性調(diào)度偏差降至8%以下；省級以上調(diào)度中心優(yōu)化平臺全覆蓋，新能源消納率超95%，系統(tǒng)運(yùn)行成本降低12%。2030年：廣義機(jī)組組合優(yōu)化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)“全資源精準(zhǔn)建模、全場景協(xié)同優(yōu)化、全時空高效調(diào)度”；形成完善的“技術(shù)-機(jī)制-標(biāo)準(zhǔn)-平臺”支撐體系，全國電力系統(tǒng)新能源消納率超98%，系統(tǒng)運(yùn)行成本降低15%，碳排放減少25%，支撐新型電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、清潔運(yùn)行。7.2技術(shù)演進(jìn)趨勢7.2.1建模能力：從“精準(zhǔn)刻畫”到“數(shù)字孿生”構(gòu)建廣義機(jī)組組合數(shù)字孿生系統(tǒng)，融合物理電網(wǎng)、多元資源、運(yùn)行環(huán)境的全要素?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化場景的實(shí)時映射與動態(tài)模擬。數(shù)字孿生模型可自主學(xué)習(xí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)建模精度的持續(xù)提升，為優(yōu)化決策提供最貼近實(shí)際的輸入。7.2.2優(yōu)化智能：從“算法優(yōu)化”到“自主決策”AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)“自主感知-自主建模-自主優(yōu)化-自主調(diào)整”的全流程智能決策，AI模型可自動識別電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與優(yōu)化需求，自主調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)與約束條件，實(shí)時生成并動態(tài)修正調(diào)度計(jì)劃，優(yōu)化決策響應(yīng)時間縮短至分鐘級。7.2.3優(yōu)化范圍：從“電力系統(tǒng)”到“能源互聯(lián)網(wǎng)”廣義機(jī)組組合優(yōu)化將拓展至“電力-熱力-天然氣-交通-信息