分层分区

为了解决大规模电动汽车入网难以实现个体调度以及集群调度存在“维数灾”的问题，建立基于车辆到电网(vehicle-to-grid，V2G)模式的有源配电网分层分区优化运行模型。其中，上层优化模型对电动汽车集控中心(electric vehicle agent,EVA)进行调度，优化各区域EVA的充放电功率并作为下层优化模型的输入；下层优化模型调整各调压方式。在优化算法方面，提出一种自适应差分进化-生物地理学优化(self-adaptive differential evolution-biogeography-based optimization,SaDE-BBO)算法，并在改进的IEEE 33节点配电系统中进行仿真分析。结果表明：在不同充电控制策略下，V2G模式与各调压方式的协调互动在降低各区域EVA运营成本、平抑负荷波动以及保证有源配电网的安全和经济运行方面优势显著，与其他优化算法相比，SaDE-BBO算法具有更优质的解和更好的收敛性。

分析了新型电力系统背景下配电网形态的呈现的新变化、新特点，深入分析了新型配电系统运行控制面临的突出问题，在此基础上提出了标准支撑下新型配电系统运行控制体系框架，运行控制分层分区运行控制新理念、涉及到的关键关键技术，并对新型配电系统运行控制标准体系做了展望，全面探讨了新型配电系统运行技术产品发展方向。

本篇基于稳定运行达 15 年之久的配网地理单线图运维案例，严谨推论通用 GIS、关系型数据库广为采用的“图数分离”、“点线拓扑”及闭合、连续的图数建模技术，并不适合配网基础图数管理的实际需求，进而提出“目录图层”“属性块”“电网折扇”等静态图数建模新方法。这一简单易行的地理单馈线图数模型，完全吻合实际生产场景，能被基层外线工熟练掌握，还能完整诠释电网“分层分区”、“网络重构”等系统图数管理基本原理

[1]在碳达峰、碳中和目标的驱动下，风电、光伏等新能源发电快速发展，大规模、集群化和分层分区并网是重要的发展方向。针对新能源大规模并网造成的电力系统潮流波动和电压偏移等问题，提出一种风–光新能源场站群分层分区并网规划方法。考虑电网拓扑结构和输电线路阻抗，基于图论对电网进行分区，构建包含电压偏移、潮流波动和经济运行指标在内的新能源接入电网多指标评估体系，以弃风弃光量最小为目标建立新能源分层分区并网规划模型。采用交流潮流二阶锥近似方法对模型进行简化，求解各项评估指标，结合TOPSIS综合评价法对所有可行方案进行评估，确定最优接入方案。最后，以IEEE 39节点系统为基础算例，验证了所提规划方法的有效性和实用性。

项目研究成果为多级调控一体化应用功能部署提供标准、高效、可靠的基础图模服务，实现了一体化保护整定计算、一体化在线安全稳定分析等功能。成果除在四川、天津、山西、江西省电力公司落地外，已在江苏、浙江等公司广泛应用，显著提升了调度机构对电网的驾驭能力。项目实施后全模型拼接从1-2小时提升到小于10分钟。能够同时维护的图模版本从2个提升到大于10个一体化保护整定计算首次打通了调控中心在、离线模型，更好的解决了调控机构间整定计算配合问题：一体化在线安全稳定分析首次解决了多级调控分层分区预警和预防控制策略协同决策问题。 截至目前，项目降低建设成本约1.17亿元，年降低人力与运营成本约2169万元。产品在全国近3年累计销售额达到1.69亿元，新增利润超5057万元。同时大幅提高了电网供电可靠性，保障了电网安全稳定经济运行。

虚拟电厂(virtual power plant，VPP)是一种新型运行模式，通过有效聚合电网中大量需求侧资源并制定有效的动态聚合调控策略，实现电网不同时空的功率互补，提高电网调控的灵活性和系统的经济性。从电网调度角度分析了典型电网需求响应行为特性，提出了需求响应能力指标和虚拟电厂分类聚合方法，构建了多源虚拟电厂调控模型，以其结果支撑虚拟电厂响应资源的分层分区互补调控。最后，以某园区为案例，分析了虚拟电厂调控策略的合理性和多源虚拟电厂调控的科学性。结果表明，整体动态调控策略可以引导虚拟电厂科学合理地发挥需求响应价值，促进电网负荷平稳和系统安全稳定运行。

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。