电网协同

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。

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。

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。

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。

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。

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。

上世纪末至本世纪初我国开始配电自动化建设，由于技术不成熟、缺乏有效的检测手段和工具，其实用化水平较低，在故障处理等核心功能上未能取得应有成效，制约配电自动化的推广应用及供电可靠性的提升。“十三五”期间配电自动化迎来更大规模建设浪潮，伴随大规模分布式新能源的接入和主动控制需求的增长，如何对大规模配电终端、馈线故障处理及主动配电网运行控制逻辑进行全方位、系统级的测试与评估成为影响配电自动化实用化水平提升的难点和关键。 项目团队针对上述难点开展攻关，历时 7 年发明可扩展闭环同步的多类型配电终端检测技术，研制了多间隔同步输出的配电终端检测平台；提出无静差反馈控制与分段插值校正方法，研制了 1kA 大电流动态相位偏移不大于 0.05度的故障指示器检测平台，解决了配电终端与故障指示器的全自动闭环规模化检测难题。发明了配电终端现场一体化自动闭环故障诊断方法，研制了诊断系统和装置，实现了配电自动化现场测量准确性校验与故障诊断一体化，自动进行配电终端各模块的故障诊断，单个终端的故障诊断时间不超过半小时，解决了配电自动化终端设备现场运维的难题；首创配电网馈线自动化形式化描述和验证方法，研制了主站与二次协同注入馈线自动化测试系统，验证场景覆盖率从不足 50%提高到 100%，解决了馈线自动化控制算法逻辑正确性验证以及系统性现场测试的难题，实现全部接线方式与运行方式下馈线自动化的测试验证和性能评价；发明并研制了基于信息物理融合的主动配电网实际场景硬件在环仿真控制测试平台，打通数字仿真模型与实际测控终端高速通道，仿真规模从常规 50 条馈线提高到 1000 条馈线，解决了多类型新能源接入规模化配电网协同交互控制策略的测试与验证难题。 项目授权发明专利 28 项、实用新型专利 15 项、软著 12 项；发布国标 1 项、行标 4 项；发表论文 65 篇；出版专著 5 部。中国电机工程学会组织的鉴定认为：项目成功解决了配电自动化系统与设备的检测试验及主动配电网运行可靠性提升等技术难题，研究成果整体达到国际领先水平。应用项目成果完成数十万台配电终端的性能检测和万余条馈线自动化测试，馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升 0.08%。项目成果获得国网公司设备管理部、中国电科院的高度认可，在北京等 100 余市获得推广应用，有力支撑我国配电自动化及主动配电网检测试验与验收工作，极大提升了我国配电自动化实用化水平、应用地区配网供电可靠性和分布式能源消纳能力。

“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。

​6月12日，天津500千伏板桥—滨海线路工程投产送电，标志着天津电网实现500千伏双环网合环运行。天津500千伏双环网合环后，可承担“北电南送”“西电东送”潮流转移重任，进一步优化天津电网结构，推动京津冀电网协同发展。