力系統中。

　　(3)發電波動性和脫網可能性是微電網的主要挑戰，它們會影響潮流、短路水平、系統動態特性，保護協調性、系統可靠性以及在大量換流器接入電網后的諧波問題。發電波動性可以由儲能設備來平衡。此外，通信可提高系統可靠性。

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

　　預期收益及其相關利益者

　　自主控制和分布式結構可以改善可用性，但是由于需要在系統優化運行和獨立元件優化運行之間有所權衡，能源/電源的效率可能會降低。

　　相關利益者包括：不接入電力企業電網的孤島和區域的DSO，工業客戶和系統運營商，軍隊和院校電網。

　　應用場景之六：需求響應和發電管理

　　描述問題

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

　　確定目標

　　需求響應的目標包括：減少能源成本；減少設備載荷水平；減少改造電網的投資需求；提高電能質量；提高供電可靠性；提高供電安全性；提高系統效率。

　　主要功能

　　可應用的技術和解決方案，主要功能如下：

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

　　(2)使用可控的家用智能電器。

　　(3)基于動態電價信號的需求側響應。

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

　　客戶的需求側響應可選擇以下功能：

　　(1)人工：客戶觀察電價(如顯示的電價)，做出轉移電能消費的決策。

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

此外，在有遠程控制需求的多數場合中，必須應用信息與通信技術(ICT)。

　　預期收益及其相關利益者

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

　　需求側響應和發電管理(以及需求側管理)可帶來的收益包括：

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

　　(2)供電側：為客戶提供新產品和新服務；提高平衡和增值的機會。

　　(3)電網側：優化電網新設備的使用和投資，減輕各方面的壓力；提高電網性能。

　　(4)發電側：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。

　　相關利益者包括企業/運營商，客戶，能源交易商。

　　應用場景之七：分布式能源管理系統和虛擬電廠

　　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，而這些能源生產靠近客戶，具有其經濟和生態效益。

　　為了整合不同燃料、不同地點和不同業主的發電站及其技術和經濟的協同效益，可以把分布式能源資源整合為VPPs，這將會產生一個接口界面(現在尚不存在)，從而提供多種輔助服務(如平衡功率和頻率控制)，同時作為大型集中式發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

　　(1)通過為系統元件之間提供合適的接口，提高系統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(允許預測、計劃和控制其輸出電量)進行監視和控制。

　　(3)為了提高整個能源系統的整體效率，這些發電單元可以供、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接入，可以使制定調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度計劃。

　　(5)DSO的任務是設置基礎設施，從而為生產商、消費者、“產消者”、能源供應商和其他服務提供商提供更先進的工具管理他們的電網，以滿足開放的市場要求。

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

　　主要功能

　　虛擬電廠的運行需要包括以下技術裝備及主要功能：

　　(1)1套能源管理系統，可監控、計劃和優化“分散的發電單元”的運行。

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

　　(3)1套能量數據管理系統，可收集和保存優化和預測所需的數據，例如，發電曲線和負荷分布曲線，以及客戶合同的數據。

　　(4)1套對分散的發電單元進行管理的、強大和雙向通信的能源管理系統。

　　(5)DSO需要預先獲知DG預測、啟停計劃和調度計劃，可以預先對網絡進行分段和調整調節設置點。系統運營商(TSO)控制DG所接入的配電網的有功。DSO應控制配電系統的電壓設置點和無功調度(主動控制電壓、功率因數、Q)。

(6)增加電網改造的需求，以適應新的DG接入。

　　預期收益及其相關利益者

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

　　相關利益者包括企業/運行人員，DER所有者，能源交易商。

　　應用場景之八：電動汽車

　　描述問題

　　在未來，預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)]將逐步取代內燃機汽車。現有配電網的設計并沒有考慮大量電動汽車負荷的接入。

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

　　確定目標

　　智能電網解決方案和技術的目標在于：增加可以接入現有配電網的電動汽車的數量；減少電網改造投資；確保足夠的電能質量。

　　主要功能

　　除了改變系統結構和擴展網絡之外，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)基于企業外部的電價信號進行充電。

　　(3)控制充電過程以滿足DER發電情況下的需求。

　　(4)電動汽車并網(V2G)：電動汽車可與電網通信和與電力企業(銷售需求響應的相關服務)通信，通過對電網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移和一次調頻的能力。

　　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。在上述應用情況中，都必須采用ICT技術。

　　預期收益及其相關利益者

　　相關利益者包括企業/運行人員，EV所有權者，能源交易商。

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

　　希望能對我國智能配電網項目的實施有所借鑒，使得智能配電網項目的邊界條件更為清晰、目標更為明確、功能和技術方案的技術經濟更為可行，利益相關者能夠達到共贏。

　　作者簡介：

　　范明天，博士，教授，研究領域為城市電網規劃、城市電網應急管理、配電自動化規劃、優化計算方法等。

　　曹其鵬，本科，研究方向為電網的需求側響應。

　　張祖平，碩士，教授，研究領域為電力系統規劃運行分析、電力系統分析數學模型及計算方法、特高壓大電網關鍵技術、城市電網規劃方法等。

　　張毅威，博士，副教授，研究領域為電力系統穩定與控制、智能配電網。