力系統(tǒng)中。

　　(3)發(fā)電波動性和脫網(wǎng)可能性是微電網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)，它們會影響潮流、短路水平、系統(tǒng)動態(tài)特性，保護協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)可靠性以及在大量換流器接入電網(wǎng)后的諧波問題。發(fā)電波動性可以由儲能設(shè)備來平衡。此外，通信可提高系統(tǒng)可靠性。

　　(4)在大系統(tǒng)停電后，微電網(wǎng)可與大系統(tǒng)快速隔離，以確保自身的可靠供電；作為主要電源的柴油發(fā)電機通常可以直接黑啟動，因此也可以加快供電恢復(fù)。

　　預(yù)期收益及其相關(guān)利益者

　　自主控制和分布式結(jié)構(gòu)可以改善可用性，但是由于需要在系統(tǒng)優(yōu)化運行和獨立元件優(yōu)化運行之間有所權(quán)衡，能源/電源的效率可能會降低。

　　相關(guān)利益者包括：不接入電力企業(yè)電網(wǎng)的孤島和區(qū)域的DSO，工業(yè)客戶和系統(tǒng)運營商，軍隊和院校電網(wǎng)。

　　應(yīng)用場景之六：需求響應(yīng)和發(fā)電管理

　　描述問題

　　在參與者為大型工業(yè)或商業(yè)客戶的情況下，可通過控制自身的消費從而節(jié)約能源消耗成本，或者客戶可以有選擇性的允許電力企業(yè)使用他們的部分負荷作為可控負荷，從而獲得更為優(yōu)惠的電價。發(fā)電方可暫時降低出力。

　　確定目標(biāo)

　　需求響應(yīng)的目標(biāo)包括：減少能源成本；減少設(shè)備載荷水平；減少改造電網(wǎng)的投資需求；提高電能質(zhì)量；提高供電可靠性；提高供電安全性；提高系統(tǒng)效率。

　　主要功能

　　可應(yīng)用的技術(shù)和解決方案，主要功能如下：

　　(1)分布式儲能設(shè)備用于平衡本地負荷和發(fā)電，也可控制所連接的高中壓電網(wǎng)之間功率交換。

　　(2)使用可控的家用智能電器。

　　(3)基于動態(tài)電價信號的需求側(cè)響應(yīng)。

　　配電系統(tǒng)將持續(xù)增加部署用于管理DER的分布式能量管理系統(tǒng)(DEMS)(包括可控的發(fā)電廠和VPP)。

　　客戶的需求側(cè)響應(yīng)可選擇以下功能：

　　(1)人工：客戶觀察電價(如顯示的電價)，做出轉(zhuǎn)移電能消費的決策。

　　(2)自動：通過技術(shù)信號以及基于與供電方的協(xié)議，自動轉(zhuǎn)移電能消費。例如：當(dāng)電價達到一定水平時，客戶可以決定其電能消費轉(zhuǎn)移到另一時間段。

此外，在有遠程控制需求的多數(shù)場合中，必須應(yīng)用信息與通信技術(shù)(ICT)。

　　預(yù)期收益及其相關(guān)利益者

　　DR的目標(biāo)在于：電網(wǎng)受約束時允許客戶對電價或數(shù)量信號進行響應(yīng)，以及能源成本較高時減少電量消耗。

　　需求側(cè)響應(yīng)和發(fā)電管理(以及需求側(cè)管理)可帶來的收益包括：

　　(1)客戶側(cè)：提高認(rèn)知度、節(jié)約電量和電力；提高個性化負荷和靈活負荷合同的參與度和經(jīng)濟效益。

　　(2)供電側(cè)：為客戶提供新產(chǎn)品和新服務(wù)；提高平衡和增值的機會。

　　(3)電網(wǎng)側(cè)：優(yōu)化電網(wǎng)新設(shè)備的使用和投資，減輕各方面的壓力；提高電網(wǎng)性能。

　　(4)發(fā)電側(cè)：降低對峰荷電廠投資的需求；減少RES接入后所需的備用容量；投資組合多樣化。

　　相關(guān)利益者包括企業(yè)/運營商，客戶，能源交易商。

　　應(yīng)用場景之七：分布式能源管理系統(tǒng)和虛擬電廠

　　描述問題

　　隨著能源市場的自由化，分布式電源、供熱和供冷變得越來越重要，而這些能源生產(chǎn)靠近客戶，具有其經(jīng)濟和生態(tài)效益。

　　為了整合不同燃料、不同地點和不同業(yè)主的發(fā)電站及其技術(shù)和經(jīng)濟的協(xié)同效益，可以把分布式能源資源整合為VPPs，這將會產(chǎn)生一個接口界面(現(xiàn)在尚不存在)，從而提供多種輔助服務(wù)(如平衡功率和頻率控制)，同時作為大型集中式發(fā)電廠的一種替代方案，可以提高在儲備市場中的競爭力。

　　確定目標(biāo)

　　(1)通過為系統(tǒng)元件之間提供合適的接口，提高系統(tǒng)運營商和其他市場參與者對DER的可觀性和可控性。

　　(2)VPP可由高級能源管理系統(tǒng)(允許預(yù)測、計劃和控制其輸出電量)進行監(jiān)視和控制。

　　(3)為了提高整個能源系統(tǒng)的整體效率，這些發(fā)電單元可以供、熱供冷以及供電。它們也可以基于可再生電源。

　　(4)VVP的一些方法包括儲能單元和需求側(cè)接入，可以使制定調(diào)度計劃時獲得最高收益，同時在大量可再生電源的情況下維持調(diào)度計劃。

　　(5)DSO的任務(wù)是設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施，從而為生產(chǎn)商、消費者、“產(chǎn)消者”、能源供應(yīng)商和其他服務(wù)提供商提供更先進的工具管理他們的電網(wǎng)，以滿足開放的市場要求。

　　(6)RES的市場接入和RES在系統(tǒng)安全性中的參與包括DG/RES提供的(部分)輔助服務(wù)。

　　主要功能

　　虛擬電廠的運行需要包括以下技術(shù)裝備及主要功能：

　　(1)1套能源管理系統(tǒng)，可監(jiān)控、計劃和優(yōu)化“分散的發(fā)電單元”的運行。

　　(2)1套負荷和可再生能源發(fā)電單元的預(yù)測系統(tǒng)，包括RES的天氣預(yù)報[短期預(yù)測(小時到7天)]。

　　(3)1套能量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可收集和保存優(yōu)化和預(yù)測所需的數(shù)據(jù)，例如，發(fā)電曲線和負荷分布曲線，以及客戶合同的數(shù)據(jù)。

　　(4)1套對分散的發(fā)電單元進行管理的、強大和雙向通信的能源管理系統(tǒng)。

　　(5)DSO需要預(yù)先獲知DG預(yù)測、啟停計劃和調(diào)度計劃，可以預(yù)先對網(wǎng)絡(luò)進行分段和調(diào)整調(diào)節(jié)設(shè)置點。系統(tǒng)運營商(TSO)控制DG所接入的配電網(wǎng)的有功。DSO應(yīng)控制配電系統(tǒng)的電壓設(shè)置點和無功調(diào)度(主動控制電壓、功率因數(shù)、Q)。

(6)增加電網(wǎng)改造的需求，以適應(yīng)新的DG接入。

　　預(yù)期收益及其相關(guān)利益者

　　虛擬電廠的收益主要有：增加配電網(wǎng)運營商對DG的可觀性；改進RES的預(yù)測精度，從而降低用于平衡負荷和發(fā)電的成本；由于考慮了整合不同的小型可控能源和不可控能源的發(fā)電/負荷預(yù)測，提高了VPP的可控性；為DER提供了新的商業(yè)領(lǐng)域并改進了市場準(zhǔn)入性。

　　相關(guān)利益者包括企業(yè)/運行人員，DER所有者，能源交易商。

　　應(yīng)用場景之八：電動汽車

　　描述問題

　　在未來，預(yù)期電動汽車和混合動力汽車[如電力汽車(BEVs)和即插式混合動力汽車(PHEVs)]將逐步取代內(nèi)燃機汽車。現(xiàn)有配電網(wǎng)的設(shè)計并沒有考慮大量電動汽車負荷的接入。

　　不斷增加的負荷導(dǎo)致配電網(wǎng)中的元件過載以及產(chǎn)生較大的電壓降，將會對電能質(zhì)量和附近的客戶產(chǎn)生負面影響。因此，有必要提高電網(wǎng)擴展和改造的投資以加強配電網(wǎng)。

　　確定目標(biāo)

　　智能電網(wǎng)解決方案和技術(shù)的目標(biāo)在于：增加可以接入現(xiàn)有配電網(wǎng)的電動汽車的數(shù)量；減少電網(wǎng)改造投資；確保足夠的電能質(zhì)量。

　　主要功能

　　除了改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和擴展網(wǎng)絡(luò)之外，大量智能策略可用于影響電動汽車充電過程。以下為一些主要功能：

　　(1)在過載情況下限制充電功率。

　　(2)基于企業(yè)外部的電價信號進行充電。

　　(3)控制充電過程以滿足DER發(fā)電情況下的需求。

　　(4)電動汽車并網(wǎng)(V2G)：電動汽車可與電網(wǎng)通信和與電力企業(yè)(銷售需求響應(yīng)的相關(guān)服務(wù))通信，通過對電網(wǎng)放電或必要時限制電動汽車的充電功率。電動汽車也具有負荷轉(zhuǎn)移和一次調(diào)頻的能力。

　　電動汽車的接入與市場的互操作性、投資回收周期、以及配電實時運行相關(guān)。在上述應(yīng)用情況中，都必須采用ICT技術(shù)。

　　預(yù)期收益及其相關(guān)利益者

　　相關(guān)利益者包括企業(yè)/運行人員，EV所有權(quán)者，能源交易商。

　　本講座介紹了歐洲配電網(wǎng)智能化應(yīng)用場景的種類及其解決方案，并總結(jié)了每種應(yīng)用場景的典型功能。在歐洲電網(wǎng)智能化的驅(qū)動力下，通過采用多種智能化技術(shù)，歐洲的中低壓配電網(wǎng)在智能化的道路上邁進。

　　希望能對我國智能配電網(wǎng)項目的實施有所借鑒，使得智能配電網(wǎng)項目的邊界條件更為清晰、目標(biāo)更為明確、功能和技術(shù)方案的技術(shù)經(jīng)濟更為可行，利益相關(guān)者能夠達到共贏。

　　作者簡介：

　　范明天，博士，教授，研究領(lǐng)域為城市電網(wǎng)規(guī)劃、城市電網(wǎng)應(yīng)急管理、配電自動化規(guī)劃、優(yōu)化計算方法等。

　　曹其鵬，本科，研究方向為電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)。

　　張祖平，碩士，教授，研究領(lǐng)域為電力系統(tǒng)規(guī)劃運行分析、電力系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型及計算方法、特高壓大電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、城市電網(wǎng)規(guī)劃方法等。

　　張毅威，博士，副教授，研究領(lǐng)域為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制、智能配電網(wǎng)。