系统运行

《以可再生能源为主的零碳电力系统》白皮书于2022年10月正式发布。全球130多个国家已承诺实现净零碳排放目标，这一挑战对一个国家的电力系统具有深远的影响，将需要涉及政策和法律、法规、标准化和技术领域的广泛利益相关者的巨大努力。鉴于实现零碳未来所面临的广泛变化和技术挑战，零碳电力系统需要一系列新标准，以确保可靠、高效和有弹性的系统运行。该白皮书涵盖了实现零碳未来的挑战，标准在此演变中发挥的作用，以及这些对IEC大会、IEC成员和相关标准可能的影响。白皮书与联合国可持续发展目标7、目标11、目标12和目标13保持一致，为确保能源系统、平台、设备和市场在零碳电力系统中高效运作发挥关键作用。

省级电网异步联网运行是我国电力系统发展的一种必然趋势。随着交流同步电网的逐步发展，电网覆盖面积、发电装机规模、用电负荷复杂性、电源种类及数量等逐渐增大，异步联网运行有利于提高电力系统的稳定性和电力设备的安全性，可防止电网事故的扩大，降低次生灾害的风险，从而增强大电网的可控性。但就目前来看，电力系统异步运行技术尚在发展之中，谐波超标、宽频振荡等新问题严重威胁着异步互联电网的安全稳定运行。 在此背景下，云南电网公司组织电力系统异步运行领域的专家编写了《电力系统异步运行实践》一书，聚焦“电力系统异步联网运行”，以阐述异步电力系统运行相关技术理论，分析相关实践经验为宗旨，充分展示电力行业关于电力系统异步联网运行技术与实践研究的最新成果和前沿进展。

本项目结合科研项目和规划实践经验，自主研发了适应规划、运行模拟到效益评估等不同应用场景的全场景电力规划运行决策平台，以多区域电源与电力流优化系统GESP和全景电力系统运行模拟分析系统NEOS为核心，以技术经济评价为特色，在支撑政府决策、电网发展和科学研究层面取得了良好的实践应用效果，通过长期迭代测试和实践应用，GESP和NEOS已达到较为实用和成熟的水平，直接应用于国家工程院重大战略咨询专项“电力碳达峰碳中和路径研究”、能源局中长期核电发展规划、储能技术发展趋势研究等重大决策研究分析，并支撑国家电网公司“十三五”、“十四五”电网规划，NEOS集成入新能源云平台在27家省公司新能源消纳滚动分析方面实现常态化应用，产学研用全环节应用效果显著。依托该项目累计公开发表高水平论文22篇，论著1篇，获得专利授权7项，专利受理5项，软件著作权4项，项目整体成果具有较强的创新性和广阔的实践应用价值，得到包括院士在内的鉴定专家高度评价，认为项目总体达到国际先进水平，在高比例新能源电力系统全景运行模拟、多区域电源与电力流优化规划模型及方法方面达到国际领先水平。

需求侧灵活性资源是未来支撑新型电力系统运行的重要手段之一，可以有效应对高比例可再生清洁能源并网带来的挑战，科学、合理、完善的辅助服务市场机制对推进需求侧灵活性资源的利用和发展具有重要意义。为此，对当前国内外典型辅助服务市场机制的相关研究与市场实践进行调研与综述。首先，分析梳理国内现有的需求侧灵活性资源参与电力辅助服务市场交易的机制，总结当前市场机制运营存在的若干问题；然后，介绍澳大利亚、美国、英国的相关市场机制，以及在需求侧灵活性资源利用方面进行的探索和实践；最后，对需求侧灵活性资源的利用以及未来我国电力辅助服务市场的建设提出相关建议。

分布式能源虽广泛存在，但单体容量小，导致其无法直接参与市场的能源交易。为此，提出了一种含多分布式能源聚合商的本地电力市场最优能源交易策略。首先，零散的分布式能源以多个聚合商的形式参与本地电力市场的能源交易，配电系统运营商作为系统所有者参与本地电力市场和上级电力批发市场的能源交易；其次，建立一个含多分布式能源聚合商的本地电力市场最优能源交易双层模型；最后，利用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件、强对偶理论以及大M法等将该模型转换为单层模型进行求解。算例仿真结果表明，所提模型可以有效促进分布式能源参与电力市场能源交易，并提高系统运行经济性。

随着能源-交通-电力融合发展，光储充一体化电站成为了城市电网中分布式储能应用的新业态，被纳入国家“十四五”重点示范。然而，光伏发电和电动汽车充放电负荷的随机性导致储能系统运行场景复杂化，亟需规范光储充一体化电站运行场景下储能系统的测试方法，确保储能系统的安全可靠运行。国网上海电科院牵头开展了相关研究，并编制了IEEE P2836“光储充电站的储能系统性能测试规范”，填补了该领域技术标准空白。

配电网生产作业安全是电力系统运行与发展的基本保障，提高电力生产本质安全水平是面向经济主战场和人民生命安全的国家重大需求。本报告针对配电网生产作业安全风险难以管控难题，从数字化安全管控技术的角度出发，在分析配电网生产安全风险特征的基础上，构建了平面-立体-全息的体系化安全风险防护技术架构，探究了配电网场景理解与知识推理、深度立体视觉与安全距离测量、多物理场融合成像与解译等数字化安全防控技术，以提升生产现场安全风险智能化防控水平，从而避免各类电力生产安全事故的发生，保障配网作业人员自身生命安全及整个电网安全稳定运行。