电网协同

微电网可解决大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源简单直接并网运行对电网和用户造成的冲击，减小其接入对电能质量、系统保护、系统运行等带来不利的影响。依托传统电网在技术、管理、运营、服务等方面长期累积的优势，微电网在促进分布式新能源消纳、提升电力普遍服务水平、保障个性化用能需求、提升能源综合利用效率等方面，将更好地发挥自身优势和独特作用，但目前仍面临如何与大电网协同发展的问题。

如何实现可再生能源的最大化消纳同时保证配电网的安全经济运行成为亟须解决的问题。首先，将节点上的可再生能源出力和负荷聚合为净负荷并以区间描述其不确定性，同时将系统中调节能力在节点上的映射以端点可优化的区间描述，以调节能力区间和净负荷扰动区间的公共部分反映该节点净负荷扰动的可接纳域。然后，基于优先目标规划，构建了以最大化净负荷扰动可接纳域、最小化配电网运行总成本、最小化电压偏差为目标的考虑净负荷不确定性的3层优化模型，进而得到协同考虑新能源最大化消纳、运行成本合理、节点电压波动最小化的优化方案，保证了配电网运行的安全性、可靠性与经济性。最后，基于改进的IEEE 33节点配网算例，验证了该模型和方法的有效性。

微电网可解决大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源简单直接并网运行对电网和用户造成的冲击，减小其接入对电能质量、系统保护、系统运行等带来不利的影响。依托传统电网在技术、管理、运营、服务等方面长期累积的优势，微电网在促进分布式新能源消纳、提升电力普遍服务水平、保障个性化用能需求、提升能源综合利用效率等方面，将更好地发挥自身优势和独特作用，但目前仍面临如何与大电网协同发展的问题。

配电网是实现能源转型的重要支撑点，“双碳”目标驱动的新型配电网将发生重大变革，其作用比以往任何时候都更加重要。配电网的有源化属性、网格化结构、交直流混联、智能化运维代表未来配电网的发展方向，能够实现电力用户的灵活互动、配电网双向潮流的主动控制、支撑输电网协同调控。相较传统配电网，现代智慧配电网对分布式新能源的并网消纳更为高效。

基于研究成果，通过分析居民区常规用电负荷及充电负荷曲线特征，进一步提出了引导用户参与有序充电的措施以及充电保障实现路径：（1）本报告提出的有序充电引导措施包含分时补能价格引导措施、需求响应激励措施、碳普惠激励措施等。（2）2023-2025年优先开展老旧和次新小区内部及周边公共充电桩建设，新建小区按需配建；保障拥有固定车位的电动车主全面安装有序充电桩；优先引导老旧和次新小区参与有序充电示范。（3）2026-2030年推动居民区充电桩全面参与有序充电调控；优先引导老旧和次新小区内部及周边公共充电桩局部改造为大功率充电桩。并以时间为轴线从政策、技术、管理、标准、商业模式等方面提出充电保障政策建议，推动有序充电在居民区逐步落地，实现私人电动乘用车规模化增长的充电保障与城市电网协调发展。

在中国提高新能源并网率、助力“碳达峰、碳中和”目标的背景下，实现电力资源的跨区域配置，有利于发挥不同区域间的资源互补效益，提高互联电网的整体新能源消纳能力。针对当前出清方法难以实现跨区备用辅助服务资源配置的难题，提出了一种联合考虑电能量与备用辅助服务的联络线可行域构建方法，并提出了计及跨区备用辅助服务互济的互联电网协同市场出清模型。通过在联络线可行域中考虑跨区备用辅助服务互济约束，完整刻画电能量-备用辅助服务交易空间，并通过互联电网协同出清实现备用跨区配置。基于某区域互联电网算例表明，所提方法可成功实现跨区备用资源的优化配置，进而整体提升互联电网的新能源消纳能力与综合运行效益。

泛在电力物联网（SG-eloT）是建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础，是新时代国家电网信息化发展的新战略，是与坚强智能电网协同并进、相辅相成、融合发展，具有智慧化、多元化、生态化特征的公司 “第二张侧”，是多方参与、合作共赢、开放共享的产业生态，是“三型”现代企业的核心支挥体系，是新时代国家电网信息化发晨的新战路，支撑管理创新、业务创新、业态创新和新的更高水平的价值创造。泛在电力物联网与坚强智能电网不可分割、深度融合，推动公司从电网金业向“三型”能源互联网企业转型。 从发展趋势看，物联侧成为斯的生产消贾模式，所产生的海量数据已成为新的生产资料，井带动社会资源广泛参与，日益成为价值再造的核心要素与经济发展的新动能。从技术角度看，物联网应用存在三种形态，一是数据单向采集，二是“采集+集中控制”，三是“采集+编中控制+区域自治”：从业务和生态角度看，逐步从“垂直封闭”模式向“水平开放”模式转变，包括以资源共享为特征的一次水平化和以能力开放为特征的二次水平化。部分国内外工业企业陆续启动物联网或工业互联网建设，信息通信领先企业也从不同角度提出物联网相关解决方案，推动“大云物移智”等信通新技术与传统产业广泛深度融合。

分布式充换电设施因充电功率小、调度关系复杂、空间集约程度低等难题，难以满足快速增长的电动汽车补能需求，因此具有统一调度主体、调度关系清晰、具备集中通信与管控能力的集中充换电设施(centralized EV charging and battery swapping facilities, CCSF)成为构建充换电网络的关键。首先对CCSF的发展背景及典型适用场景进行介绍，总结梳理了典型EV负荷需求模拟方法，并对典型CCSF研究现状、结构组成和数学模型进行论述。然后从CCSF独立规划、计及CCSF的电网协同规划及电网与交通网协同规划三个维度分析CCSF规划研究现状。其次从有序充电策略、智能充电路径引导、计及CCSF的电网协同调度等方面总结CCSF的优化运行研究现状。最后结合CCSF研究瓶颈对未来研究工作进行展望。综上CCSF可满足EV快速补能需求，具有促进新能源消纳、提高电网承载能力、实现充电负荷有序管理、降低个体差异性影响、提升运行效率和促进系统低碳转型的优势。

“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”是我国能源发展的战略目标，电力已成为能源变革的重要枢纽以及能源转型的前沿领域。随着清洁能源的大规模渗透、电力电子化设备的大规模应用、能源再电气化的广泛推进，多元电网应运而生。源荷随机性、波动性增强，转动惯量明显变小，有功频率、无功电压特性日趋复杂；电网双向潮流的广域性逐步呈现，潮流分布的时空不均匀性愈加突出，电气量的全局相关性明显加强。基于孤立断面、输配分离及被动控制的传统调控技术存在信息孤岛化、分析局部化及控制离散化等问题，难以实现多元电网故障极速恢复，难以实现多元电网稳定可靠运行，难以实现多元电网优质供电。 项目团队依托国家 863 计划、国家重点研发计划以及国家电网公司等一批重大科研项目，采用产学研用联合攻关，攻克了多元电网态势感知、故障处置、协同运行和支撑平台等多项核心关键技术。主要创新:①提出了新能源并网能力等态势感知技术，实现了多元电网设备动态运行特性的深度感知，突破了各类设备主动响应潜力趋势评估的瓶颈；②提出了区间概率断面潮流和三相不平衡连续潮流的分析方法，以及静态安全域有效边界筛选和运行裕度表征技术，实现了多元电网系统级安全感知和全局态势预判；③构建了基于“云边端”透明交互的全局协同决策体系，提出了多时空输配协同的无功电压优化、有功闭环控制及广域自主运行等方法，攻克了多元电网控制预见性和全局性不足的难题；④提出了多元电网态势感知故障处置策略自动生成方法并研制了系列软件，实现了多元电网故障的最低影响和极速恢复，大面积故障处置时间从小时级缩短到分钟级，保障了各类用户的高可靠供电；⑤提出了多元电网各类广域资源的透明访问方法，实现了全局按需动态交互，突破了多元电网态势感知的多时空、多维度海量信息处理屏障，研制了全国产化多元电网态势感知协同运行平台。 项目已获得授权发明专利 39 件（美国专利 1 件），软件著作权 12 项，发表核心论文 31 篇，项目成果通过了钱清泉、程时杰等院士专家的鉴定，整体达到国际领先水平。项目成果在江苏全省及四川、浙江、福建等电网广泛应用，项目成果为保障电网可靠供电、新能源消纳和节能减排提供了坚强支撑，实现了多元电网态势感知协同运行的技术引领，带动了智能电网行业产业化发展，为助推经济社会发展发挥了不可替代的突出贡献。

国网江苏电力开发的国内首套基于人工智能的配电网可开放容量评估系统，进一步提升了江苏省调管理效率和服务水平，推动一系列营商管理创新，助推公司营商环境全面改善。统一全省配网可开放容量计算标准，创新业扩报装差异化管理模式。一是统一了全省配网可开放容量计算标准。将分布式电源出力对线路真实负荷的影响纳入可开放容量计算，对可开放容量计算的核心三要素“最大允许电流”、“历史最高负荷电流”、“电源出力等效电流”进行精准定义，并结合主网输变电设备历史负载情况，开展上下级电网协同安全裕度校核。二是创新业扩报装差异化管理模式。按照历史配电线路负载率水平，将所有配电线路划分为“轻载”、“中载”、“重载”三类，并考虑用户销户、在途配变容量对线路未来负载率的影响。开发并完善配网可开放容量智能发布系统，服务公司“阳光业扩”工作部署，持续优化电力营商环境。本系统实现了多系统数据融合、图形化直观展示、全流程闭环管控三大块功能应用，系统具备配电主干线路负荷可开放容量计算功能，支持查询主网输变电设备历史最大负载率，可动态更新更新开闭所、配电站等空余间隔，并采取剔除异常采样数据、剔除非正常运行方式的措施，提升负荷可开放容量计算的准确度、结果的可信度，在保障电网安全可靠的前提下，精准服务营销客户经理对外受理业扩报装业务。实现分支线路、公用配变的可开放容量计算和在途容量自动分析。在用采系统配变准实时负荷、历史负荷等数据接入配网调度控制系统的基础上，深度挖掘末端配变运行数据，实现了从220kV变电站至10/20kV中压配网线路及下级分支线路、配变台区全路径覆盖的可开放容量信息的智能分析，并实现了业扩受理在途容量的实时更新计算，提高了相关设备可开放容量数据的准确性，并基于以上基础数据支撑，实现了相关设备的可开放容量的实时发布、设备的负载越变分析、局部区域或分支线路的负载测算等功能。移动业扩数据支撑发布。提供实时发布、周期发布、区间发布、人工校核发布等多维度数据发布服务；提供透明化的数据接口对外输出能力，以支持营销业务应用系统和业扩移动作业终端等数据实时获取和可视化展示，支持营销业务系统、移动作业终端实时获取与可视化展示。本系统在江苏13个地市广泛应用，系统稳定可靠，截至2020年底，系统累计访问量达24.6万次，月均访问量达1万次以上，并取得了良好的经济效益，具有极好的发展应用前景。