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。

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。

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。

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。

海量异质灵活性资源大规模并网，输配电网灵活性资源时间、空间、容量及响应速度之间存在差异。为应对如何高效挖掘海量异质灵活性资源调节能力的难题，提出了考虑海量资源分区聚类的输配电网协同调度策略。首先，考虑输配电网灵活性资源差异化特性，建立了高载能负荷和民用负荷调节模型。接着，基于数模融合理念，提出了面向海量异质资源的分区聚类可调节潜力评估方法及指标。然后，考虑输配资源调节模型差异化以及新能源预测偏差，建立了日前-日内多时间尺度输配电网需求响应策略模型。最后，在改进的输配系统中进行了仿真验证，结果表明所提策略能够协调输配电网海量异质资源参与需求响应，并有效提高系统运行经济性，削峰率达到了38.3%，弃风弃光率降低了11.39%。

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。