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电能变换设备在智能配电网中广泛存在，但两者在“源-网-荷”各层级中交互不够友好的现象仍普遍存在。本报告首先指出电能变换设备与智能配电网实现友好交互亟待解决的关键技术问题，然后分析两者在“源-网-荷”三个层级交互作用的特征，围绕“安全、优质、智能”三个目标，建立了两者友好交互的技术体系，提出了“灵活互动的新能源友好接入技术、配电网高可靠供电的友好支撑技术、面向高电能质量的友好用电技术”等三大关键技术，研制了具备友好交互能力的五类电能变换设备，并对后续研究提出了展望。

围绕“碳达峰、碳中和”目标，能源电力系统“源-网-荷-储”全环节低碳化面临新的要求和挑战，高比例可再生能源发电已成为必然趋势。考虑可再生能源发电的不确定性对电力系统安全稳定运行的影响，利用具备多能互补特性的虚拟电厂(virtual power plant，VPP)是改善该问题的有效途径。为此，提出一种多能互补虚拟电厂优化调度策略。首先，充分考虑多种能源之间的耦合关系，构建计及“源-网-荷-储”全环节的虚拟电厂运行机制；其次，根据所提运行机制，提出以低碳经济为目标的多能互补优化调度模型，通过对各类型装置进行协调调度，促进可再生能源的消纳；最后，以某地区含可再生能源发电在内的多能互补虚拟电厂为参考案例进行仿真分析，验证所提策略的有效性。

电动汽车(electric vehicle, EV)的大规模发展，使得交通网转变为电动汽车和燃油车(gasoline vehicle, GV)随机混合出行的复杂网络；配电网也转变为供需双侧不确定、“源-网-站-储”高效互动的低碳型电网。在新型交通-配电网耦合系统下，亟需研究交通和配电网的联合规划方法，以满足EV时空充电需求，保障交通和配电网的安全可靠运行。为此，基于EV和GV的实时能耗特性差异，建立了混合交通流分配模型，以充分反映GV对EV出行和充电行为的影响，进而建立了混合交通流下的交通网多阶段规划模型。此外，考虑储能型柔性开关(energy storage integrated soft open points, E-SOP)的运行特性，协同“源-网-站-储”，建立了E-SOP影响的配电网多阶段规划模型。结合交通-配电网物理和“流量-功率”耦合约束，实现了交通-配电网的联合规划。根据Sioux Falls交通网和IEEE 69节点配电网组成的耦合系统算例测试，验证了所提联合规划模型比独立规划的总成本减少了7.21%，并且E-SOP的接入能减少系统无功出力和电压波动。

随着分布式新能源发电、电气化荷-储更大规模接入，传统交流配电网已无法满足由于能源转型带来的电网升级需求。“源-网-荷”问题本质是面对新型源荷所存在的时空分布不均与能量波动特性，现有配用电网缺乏能量互通路径和能流调节手段。对比传统配电网一次设备的调节手段，柔性互联可取代传统联络开关，实现配电网馈线的常态化柔性互联，增强配电网快速、灵活的调节能力，馈线间互联互济，提高配电网运行水平。此外，传统配电网架构的调节手段无法满足电动汽车、数据/通信中心、分布式新能源等直流型源-荷迅速发展的需求，以多端馈入型固态变压器为核心的新型交直流混合配电网可增强配电网快速、灵活的调节能力，实现馈线潮流灵活调节。本报告介绍柔性互联技术在配电网中的典型应用场景，并从电压等级角度介绍中压柔性互联关键技术及低压柔性互联关键技术，最后介绍柔性互联技术的应用与展望。

综合能源公司一直致力于新能源综合利用开发及智能微电网技术应用。该公司联合知名高校利用两年时间进行了“源-网-荷-储”集成优化能源系统设计开发，综合应用分布式光伏发电、风力发电、电池储能、分布式供热、电力需求侧相应等技术手段，突破了短期风功率预测、电网互动管理等多项技术难题，优化协调“源-网-荷-储”系统中相关设备运行，提升局部电网运行水平，实现对光储充微电网系统的在线监测、历史数据存储、发电预测、负荷预测、日前优化调度功能；实现微网与配网之间的模拟互动管理，微网向配网上传功率计划，并参与上网电价竞价，根据配网交易结果制定日前调度计划，提高清洁能源就地消纳能力同时解决其产生的电网波动性等问题，改善电网电能质量。

“双碳”目标对数据中心提出了高效率、高可靠、低碳排放的需求。因此，构建了一种接入可再生能源和大规模储能的数据中心全直流供电系统，并对其进行了综合评价。首先，分析数据中心供电系统“源-网-荷-储”各环节的特点和需求，综合考虑系统效率、可用性、经济性、环保性4个维度，建立了评价指标体系。然后，利用AHP（层次分析法）和模糊综合评价法，开发了DCES（数据中心能源系统）架构评价工具。最后，通过DCES将全直流供电系统与传统交流供电系统进行对比评价，结果表明，提出的全直流供电系统尽管经济性稍差，但综合评价指标更优，可作为未来数据中心新型供电系统的一个可选方案。

配电网是联结电网各类用户和分布式能源的关键环节，全电网80%以上的故障、损耗都发生在配电网。随着分布式可再生能源高比例接入与电力电子负荷的增长，配电网运行不确定性和电能质量等问题日益严重。本项目定义的配电网高质量运行是“源-网-储”整体配电网高电能质量与高运行质量的统一，主要研究内容和技术路线。 依托本项目己建成“配电网智能技术与装备”江苏省协同创新中心、“配电网”江苏省重点实验室等省级科研平台。项目成果已获授权发明专利35件，国内外权威学术期刊发表33篇高水平论文，牵头发布了“新型城镇配电网典型供电模式技术导则”团体标准。中国电工技术学会组织的成果鉴定评价为：“研究成果创新性强，示范引领作用突出，处于国际领先水平。”项目研制的系列装备已通过国网电力科学研究院等权威机构检测，相关核心技术已在南京鼎牌电器有限公司、江苏天华电力技术有限公司等企业实现了成果转化并量产，已在江苏南通、连云港等地区配电网成功应用，产生了显著的经济和社会效益，近3年累计新增经济效益约3.7亿元。本项目有力促进了分布式能源高效消纳，显著提升了配电网的运行质量，推动了可再生能源、智能电网、节能减排等产业的技术升级。

国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司以提升电力数据内外部价值为目标，通过强化电力基础数据协同治理和共享利用，拓展经营管理分析指标体系、评价维度和预测手段，开展决策端、业务端、市场端、政府端能源数据支撑应用，创新构建供电企业“数字化”经营管理模式，推动企业运营向数字化、自动化、智能化发展，助力公司提质增效。 在推进公司“数字化”经营管理变革的过程中，采取了一系列创新做法，以确保建设取得实效。一是强化电力基础数据协同治理，促进融合共享。开展“源-网-荷-储”数据信息源头治理，开发智能查证管控应用，构建数据资源共享分析服务体系，促进电网物理信息融合。二是创新经营指标智慧分析模式，强化数据洞察。对照“国际领先”要求，完善公司指标体系，透视公司主要管理环节，打通价值创造的全过程。升级指标分析工具，对售电量、用电量、负荷曲线等进行精准预测分析。三是推进“决策-业务-市场”三端应用，助力提质增效。搭建决策分析平台，梳理经营风险和决策场景，构建决策支持数据的异动预警机制。开发面向公司运营管理和面向电力客户服务的业务端应用，提升业务管理的精益化水平。同时，积极探索电力数据产品商业化运营模式，推动公司数据增值服务向市场端延伸。四是开发经济环境发展多元指数，服务政府决策。深化政企战略合作，开展“电力看经济”课题研究，充分发挥电力大数据作用，开发复工复产指数、电力环保指数等，为省会高质量发展提供决策支撑。五是构建三位一体支撑保障体系，提升管理效率。固化数据治理流程和管理规范，优化经济活动分析工作形式，建立闭环、量化、多维度考评机制；建立人才规划和储备机制，成立公司智库研究室，创新人才培养使用模式，保障公司“数字化”经营管理变革的人才供给支撑。

智慧城市是以“绿色和高效”为核心的城市高级形态，是解决城市化过程中环境压力大、用能激增、信息孤岛等问题的必由之路。国家住建部先后批准建设三批、290 个智慧城市试点。电网在城市绿色能源利用、高效用能、信息共享等方面对于智慧城市的发展具有重要的支撑作用。 本成果源自国家电网公司总部科技项目，以“源-网-荷”协调互动、信息通信资源共享为重点，开展“源-网-荷”协同电网支撑智慧城市关键技术及应用研究，在清洁能源优化调控、网荷双向互动、数据挖掘分析等方面取得了技术突破，研发了核心装置及系统平台，依托本成果建成了河南鹤壁、山东青岛等智能电网支撑智慧城市示范工程。提出了分布式发电多组网形态优化调度控制方法，发明了不间断微电网并网接口一体化装置和智能离并网逆变器一体化运行系统，实现了分布式电源全局优化与本地协调分层分区控制，促进了智慧城市绿色能源的高效利用。提出了基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，制定了面向城市多元用户的能效评估模型，建立了基于用户互动能力的优化用电模式，保障了城市电力供需平衡和经济高效。建立了面向智慧城市的多维数据挖掘模型，提出了基于无线公网的配用电数据监测方法，研发了基于智能电网全景数据流的大数据分析系统，实现了配用电数据的实时采集与分析，提高了电网与智慧城市信息通信资源共享能力。提出了一种智能电网与智慧城市协调发展的方法和技术路线，设计了基于智慧城市业务需求规范化分解的互动化框架，建立电网支撑智慧城市量化评价指标体系，为面向智慧城市的电网协调优化提供了解决方案。 以卢强院士为主任委员的鉴定委员会认为“项目整体达到国际先进水平，其中智能电网与智慧城市协调发展方法和智能电网对智慧城市支撑量化评价体系具有国际领先水平”。项目获得授权发明专利 10 项，授权实用新型专利 4 项、软件著作权 10 项，发表中文核心论文 10 篇。项目在天津、青岛等多个智慧城市推广，近三年内取得经济效益 2.5 亿元。成果得到中国城市科学研究会高度认可，社会效益显著，为国家智慧城市建设提供重要支撑。

随着分布式新能源发电、电气化荷-储更大规模接入，传统交流配电网已无法满足由于能源转型带来的电网升级需求。“源-网-荷”问题本质是面对新型源荷所存在的时空分布不均与能量波动特性，现有配用电网缺乏能量互通路径和能流调节手段。对比传统配电网一次设备的调节手段，柔性互联可取代传统联络开关，实现配电网馈线的常态化柔性互联，增强配电网快速、灵活的调节能力，馈线间互联互济，提高配电网运行水平。