风电、光伏、核电等零碳电源正在加速进入电力系统。它们能减少化石能源消耗和碳排放，但也给电网运行带来新的挑战。对城市而言，未来电力系统要解决的不只是“发多少电”，还包括“什么时候用电、在哪里用电、能不能灵活调节用电”。

需求侧资源管理（DSRM）可通过调节用电负荷缓解弃电和发电短缺。例如，电动汽车停放时可以根据电网需要调整充放电；建筑空调在不明显影响舒适度的前提下可以适当改变运行负荷。单个家庭、车辆或建筑的调节能力有限，但当这些资源在城市尺度被组织起来，就可能形成可观的系统调节能力。但要在整座城市尺度上统筹调度这数百万个分散的“用电单元”，并非易事。

现有研究较少在城市尺度上综合考虑电动汽车、电池储能、屋顶光伏和建筑电器需求响应等多类资源。因此，在新型电力系统构建过程中，异构分散化需求侧资源的运行机理仍不清晰，这阻碍了城市决策者制定需求侧资源开发、经济激励和配电网升级政策。

针对相关问题，清华大学深圳国际研究生院副教授张一团队近期在《自然—通讯》上发表成果，建立了覆盖深圳全市4549个社区单元的“社区-电网”（C2G）耦合分析框架，为超大城市需求侧资源管理提供了系统性的量化答案。

团队建立了社区-电网互动耦合分析框架以支持超大城市尺度DSRM。以深圳市为案例，团队提出的框架纳入了全市4549个社区单元，可以联合调控108万辆私家电动汽车、479259栋非工业建筑负荷和95.6平方千米屋顶光伏。

团队模拟了两种政策将调控任务分配到社区单元。其中，配额制政策强调行政公平，按照各社区单元拥有的灵活性资源比例分配调控任务。结果表明，配额制政策可以将发电短缺量降低至57.4到213.5吉瓦时，对应21.1到70.7千吨二氧化碳减排。潜力制政策强调运行效率，将更多调控任务分配给实际调节潜力更强的社区单元。与配额制政策相比，潜力制政策可以使夏季发电短缺量进一步降低15.5%至83.1%，冬季发电短缺量进一步降低9.9%至32.9%。

团队讨论了经济激励强度对电动汽车参与车网互动和建筑参与制冷负荷需求响应的影响。相较最高补贴水平，采用中等偏高补贴水平可将总成本降低至90.6%至93.1%，同时仅带来4.0%至9.2%的发电短缺增加和0.1%至2.1%的发电过剩增加。

团队分析了社区单元应该如何进行配电网基础设施改造，以适配DSRM带来的高强度双向负荷调节需求。结果显示，改造初期的社区对供需错配缓解贡献有限，更显著的效果通常在改造中后期才能显现。此外，不同政策也会影响改造路径。潜力制政策识别的改造社区在空间上呈现更强聚集，有利于片区化集中改造；配额制政策由于任务分配规则相对固定，跨季节升级阶段更稳定，更有利于长期滚动规划。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76799-4