在新能源占比快速提升、负荷结构电气化加速、储能规模不断扩大的背景下，
传统“发电—输电—配电—用电”的线性能源链条正在变得越来越复杂。

过去由电网统一调度、统一供电的格局正在被打破，
取而代之的是**源（发电）—网（输配电）—荷（用户负荷）—储（储能）**协同互动的新型能源系统。

在这一架构下，核心不再是简单的“电力输送”，
而是实时调节、智能协调与全局优化。
源网荷储一体化（Integrated Generation-Grid-Load-Storage）
正在成为新型电力系统构建中的关键支撑。

本文从工程实践角度出发，分析源网荷储一体化的控制策略、典型场景、关键技术要点以及发展趋势。

一、为什么源网荷储一体化是必然趋势？

能源端变了、负荷端变了、电网也必须跟着变。

1. 新能源不稳定，需要系统级调节

光伏、风电的功率变化明显波动：
云影经过、风速跳变都会导致出力在几秒内出现剧烈变化。
如果缺乏储能、柔性负荷和调节策略，电网无法保持稳定运行。

2. 电动汽车快速普及，负荷变得更加“尖峰化”

电动汽车集中充电使得配网负荷呈现强周期性波动。
没有主动管理，容易造成配电线路过载或电压越限。

3. 储能系统成为“调节器”

储能在未来电网中承担重要角色：

• 快速调频

• 削峰填谷

• 电压支撑

• 光伏消纳

• 微电网稳定运行

要发挥储能价值，就必须进行统一协调。

4. 用户侧负荷开始具备调节能力

热泵、空调、大型空压机、工商业设备、电动车充电系统等
都具备被动或主动调节能力。

源网荷储一体化的本质，是让所有可以“动”的节点一起动起来。

二、源网荷储一体化的典型架构

为了实现多节点协同，系统架构通常呈现以下结构：

源（光伏/风电/分布式发电）      │网（输配电网、调控中心）      │荷（工业、商业、园区、家庭负荷）      │储（储能系统、电动汽车、V2G）
      │控制层（EMS/AGC/调度系统/边缘控制器）
核心控制系统由三层构成：
1）顶层控制：省级/区域调度
包括：
AGC（自动发电控制）
AVC（自动电压控制）
新能源功率预测
系统级优化调度
2）中层协调：园区或台区级 EMS
协调源、荷、储的本地优化，包括：
分布式电源控制
储能调度
负荷削峰
本地电压优化
3）底层执行：边缘控制与设备控制器
如：
光伏逆变器
储能 PCS
柔性负荷控制器
智能开关 / 低压集抄设备
三层联动构成完整的协同系统。
三、源网荷储一体化的核心控制策略
1. 功率平衡控制：核心中的核心
目标：
在“新能源波动 + 负荷波动”双压力下，保持供需实时平衡。
方法包括：
储能快速调节
可控负荷响应
分布式发电限发/升发
逆变器爬坡速率控制
典型公式为：
ΔP系统 = ΔP新能源 + ΔP负荷 + ΔP储能 + ΔP柔性负荷
由协调控制器实时求解。
2. 电压/无功优化（VVO）
新能源多、分布式接入多时，电压问题最突出。
策略包括：
储能提供动态无功
逆变器支持Q(U)控制
电容器组动态投切
变压器分接头调节
控制目标：
保证母线电压稳定
减少分布式逆流
提高功率因数
3. 分布式能源群控（Virtual Power Plant）
虚拟电厂控制策略包括：
聚合光伏、风电、储能、可控负荷
统一调度与出力控制
按需响应辅助服务
让“千家万户的光伏”变成“可调度电源”。
4. 储能策略：多模式、分时域控制
储能控制是源网荷储系统核心中的核心。
典型策略包括：
快速调频策略（毫秒级）
电压支撑策略
削峰填谷策略
源荷协同策略（光伏+储能）
经济运行策略（套利 + 需量管理）
储能按照时间尺度分为：
短时（秒级）调节：频率支撑
中时（分钟级）调节：消纳提升
长时（小时级）调节：峰谷优化
5. 需求侧响应（DR）策略
柔性负荷参与调节，包括：
空调群控
智能建筑
工商业负荷移动
电动汽车 V1G / V2G
工厂设备削峰
DR 是未来电力系统的重要调节手段。
6. 经济优化策略
目标是达到运行成本最优。
优化内容包括：
储能充放电计划
分布式电源运行策略
电价时段对应策略
负荷侧能效调节
参与电力市场交易
典型方法：
线性规划（LP）
混合整数优化（MIP）
强化学习（RL）
四、典型落地场景：源网荷储的真实工程应用
1. 工业园区“光储直柔”系统
光伏+储能+柔性负荷（空压机、冷站）联动
实现：
降需量
削峰
负荷平衡
成本最优
2. 台区级负荷与电压协调控制
适用于多户光伏、多用户充电的低压台区。
功能包括：
电压限制
负载均衡
逆变器统一控制
3. 新能源基地“源储送”模式
大规模基地采用储能系统进行：
平滑功率
提高新能源消纳
参与调频
4. 数据中心与储能协同
用于稳定供电与削峰。
五、未来趋势：源网荷储系统将走向更强协同
未来五到十年，源网荷储协同将呈现以下趋势：
1. 控制更智能——全域预测、AI决策
AI 模型将替代部分传统优化策略。
2. 调度更下沉——从省调下沉到台区
边缘计算在源网荷储一体化中将变得不可或缺。
3. 储能更普及——站端、场站、用户侧全渗透
储能将成为电力系统“标配设备”。
4. 用户更多参与——电动车、建筑、工业负荷全面参与DR
用电不再是“刚性负荷”。
六、结语：源网荷储一体化不是趋势，而是现实
随着新型电力系统建设推进，
源网荷储协同不再是试点，而是正在成为行业的统一方向。
它重塑了：
发电侧运行方式
电网调控方式
用户侧能源管理方式
储能的商业模式
未来的电力系统将是一个高度协同、实时优化的多节点系统。
而源网荷储一体化，就是这个系统运行的“操作系统”。