2015年6月15—18日, 第23屆國際供電會議(CIRED 2015)在法國里昂召開。CIRED S4分會共計錄用126篇論文, 其中20篇論文在大會主會議(main sessions)部分進行宣讀, 12篇具有原創(chuàng)成果與獨特觀點的論文被選入研究和創(chuàng)新論壇進行宣讀。在大會期間共舉行了3次圓桌會議, 有15位行業(yè)專家與會并參與討論。本次會議內(nèi)容廣泛, 涉及主動需求管理、能源存儲與高效利用、能量系統(tǒng)優(yōu)化、電網(wǎng)高效管理、示范工程項目成果共享等多方面研究工作。
以下介紹會議交流情況。
1、主動需求管理
本議題以需求側(cè)管理為核心, 重點討論柔性負荷特征、用戶電價響應(yīng)機制等用戶側(cè)行為特點及分布式電源控制、需求側(cè)管理策略等內(nèi)容。
1.1需求側(cè)管理
本部分共計10篇論文, 介紹了動態(tài)定價算法、用戶側(cè)負荷控制方案及設(shè)備研究、需求側(cè)響應(yīng)利益相關(guān)者評估等方面內(nèi)容。其中英國的一篇文章介紹了2013年倫敦地區(qū)的動態(tài)定價試驗, 文中提出了約束管理(CM)方式, 通過掃描家庭對高低的價格信號的響應(yīng), 評估該響應(yīng)以協(xié)助能量平衡, 減輕電網(wǎng)的高峰需求。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 動態(tài)定價算法, 促進客戶利用現(xiàn)貨價格進行負荷轉(zhuǎn)移。
2) 利用需求側(cè)響應(yīng)或直接負荷控制實現(xiàn)削峰填谷的技術(shù)方案, 包括居民響應(yīng)在平衡發(fā)電量與電力需求方面的潛力評估與控制算法等內(nèi)容。
3) 需求側(cè)響應(yīng)利益相關(guān)者評估, 結(jié)合實際執(zhí)行案例對DSM市場發(fā)展和主要阻礙進行評估, 分析不同類型用戶參與潛力。
1.2電動汽車
本部分共計5篇論文, 主要涉及電動汽車動態(tài)管理與充放電架構(gòu)等方面內(nèi)容。英國MEA項目是目前電動汽車控制與特性研究的一個重點科研項目, 結(jié)合該案例的兩篇文章分別針對該項目中電動汽車控制系統(tǒng)的通信方式和基于蒙特卡洛概率的電動汽車充放電對低壓網(wǎng)絡(luò)影響評估方法進行了研究。此外, 還有部分文獻分別結(jié)合意大利、英國、德國的研究項目對電動汽車的動態(tài)管理、消費定價機制等方面進行了研究。
1.3分布式電源與考慮用戶側(cè)的電網(wǎng)管理
本部分共計13篇論文, 研究方向主要包括兩個方面: ①分布式電源參與電網(wǎng)管理的方式, 如最大功率限制和分布式電源參與系統(tǒng)調(diào)頻; ②需求側(cè)響應(yīng)參與電網(wǎng)控制調(diào)節(jié), 包括動態(tài)定價與負荷響應(yīng)、分布式電源與負荷的互動等內(nèi)容。具體包括分布式電源優(yōu)化控制、主動負荷管理與分布式能源互動、電網(wǎng)優(yōu)化控制及風(fēng)險評估等方面內(nèi)容。上海交通大學(xué)的一篇文章描述了考慮間歇性能源的主動負荷管理策略, 提出了一種基于溫度可控負荷的分層主動負荷管理方法, 實現(xiàn)短時間尺度上的間歇式能源功率波動平抑和長時間尺度上的削峰填谷, 提升電網(wǎng)對分布式電源的接納能力。
1.4其他研究內(nèi)容
除了上述主要研究內(nèi)容外, 還有部分文獻針對新型用戶側(cè)儀器儀表進行了論述。韓國一篇文章提出了第三代智能電表的模塊化組成方式, 該儀表可以通過雙向通信對負荷消費進行管理, 減少生產(chǎn)與運行成本, 提高客戶服務(wù)質(zhì)量。
2、規(guī)劃與運行研究
本部分內(nèi)容重點討論分布式能源控制策略及不同負荷響應(yīng)模式引入對電網(wǎng)規(guī)劃、運行等方面帶來的影響。
2.1分布式電源集成與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
本部分共計10篇論文, 重點研究了分布式電源優(yōu)化接入對電網(wǎng)規(guī)劃影響、主動負荷管理對分布式電源及電網(wǎng)影響、低壓直流配電網(wǎng)發(fā)展及分布式電源出力預(yù)測等方面內(nèi)容。華北電力大學(xué)的一篇文章提出了一種考慮可再生分布式發(fā)電與儲能在主動配電網(wǎng)中協(xié)同交互的整體雙層規(guī)劃方法。該優(yōu)化模型以可再生分布式發(fā)電凈效益的最大期望為上層目標(biāo), 以最大化可再生能源總出力為下層目標(biāo), 同時在下層目標(biāo)中考慮可再生分布式發(fā)電潛在風(fēng)險費用。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 電網(wǎng)規(guī)劃算法, 包括分布式發(fā)電機組、儲能、電動汽車等設(shè)備最優(yōu)選址、最優(yōu)容量選擇、接入分析等。
2) 分布式電源接入條件下的電網(wǎng)電壓波動的抑制。
3) 中低壓配電網(wǎng)中直流系統(tǒng)的應(yīng)用及示范, 包括直流配電網(wǎng)的發(fā)展前景與系統(tǒng)研發(fā)中的挑戰(zhàn)等。
2.2分布式電源對電網(wǎng)運行影響
本部分共計10篇論文, 主要研究分布式電源接入對電網(wǎng)潮流、網(wǎng)絡(luò)損耗、電壓波動等方面的影響。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 分布式電源滲透率提高對電網(wǎng)損耗影響及其評估方法。
2) 分布式電源接入對系統(tǒng)電壓波動的影響及通過控制策略提高分布式電源接納能力研究。
3) 低壓配電網(wǎng)絡(luò)中微型發(fā)電集成技術(shù)的實現(xiàn)方法。
2.3孤島運行模式
本部分共計4篇論文, 重點研究了孤島運行模式檢測方法, 孤島運行模式下微網(wǎng)控制方法和孤島運行模式下故障影響分析。
2.4虛擬電廠控制策略及分布式電源服務(wù)
本部分共計12篇論文, 重點研究了虛擬電廠(包括分布式電源、儲能、微網(wǎng)等)的控制策略和相關(guān)的服務(wù)內(nèi)容。其中德國的一篇文章提出了一種對配電網(wǎng)電壓、頻率控制的評估方式, 并對配電網(wǎng)頻率和電壓控制的多種控制策略進行了研究。研究表明, 集中式和分散式控制的結(jié)合可以更為有效地實現(xiàn)一次調(diào)頻及電壓有效控制。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 分布式電源尤其是間歇式能源控制方式對電網(wǎng)分布式電源接納能力的影響。
2) 儲能系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法及不同控制策略對充/放電模式和電池充電狀態(tài)的影響。
3) 充電汽車接入配電網(wǎng)的控制方法。
2.5其他研究內(nèi)容
除了上述主要研究內(nèi)容外, 加拿大的一篇文章介紹了如何使用數(shù)字實時仿真器對配網(wǎng)新能源集成和保護進行研究, 巴西的一篇文章研究了考慮多種同步異步發(fā)電技術(shù)下的配電網(wǎng)系統(tǒng)功角穩(wěn)定性問題。
3、新技術(shù)與解決方案
本部分內(nèi)容重點介紹了儲能、分布式電源、智能電表等不同設(shè)備的新技術(shù)及其對設(shè)備壽命、相關(guān)服務(wù)、電網(wǎng)特性等方面的影響。
3.1儲能優(yōu)化控制技術(shù)
本部分共計9篇論文, 描述了不同分布式能源滲透率及負荷波動情況下儲能優(yōu)化控制策略。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 不同儲能系統(tǒng)及控制方式對低壓電網(wǎng)的影響。
2) 在高滲透率可再生能源、電動汽車及熱泵接入的中低壓配電網(wǎng)中使用儲能設(shè)備緩解電網(wǎng)過負荷和電壓偏差。
3) 含儲能系統(tǒng)的中低壓電網(wǎng)的多業(yè)務(wù)控制方法, 包括激勵方案、能源費率和配套服務(wù)報酬等。
3.2分布式電源和電網(wǎng)優(yōu)化管理
本部分共計10篇論文, 主要研究以風(fēng)、光等不同類型分布式能源為核心的電網(wǎng)優(yōu)化管理方面的內(nèi)容。
本部分論文研究方向還包括以下幾個方面:
1) 無功電壓控制, 重點研究大規(guī)模間歇式能源接入條件下的電壓控制系統(tǒng)。
2) 配電系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向, 包括配電系統(tǒng)分布式代理運營結(jié)構(gòu)、分層控制體系結(jié)構(gòu)等。
3) 基于配電網(wǎng)有限量測的狀態(tài)估計和拓撲識別方法。
3.3其他研究內(nèi)容
除了上述主要研究內(nèi)容外, 本部分還包含了新型設(shè)備研發(fā)、電動汽車技術(shù)應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)發(fā)展等多方面的研究內(nèi)容。德國的一篇文章提出了一種新型的光伏逆變器控制策略, 側(cè)重于光伏逆變器的動態(tài)無功功率控制策略改進。美國一篇文章介紹了一個改進的配電網(wǎng)光伏承載能力的評估程序。該程序平衡了速度和精度的雙重目標(biāo), 實現(xiàn)了基于多種指標(biāo)的光伏承載能力提升。
4、智能電網(wǎng)示范
本部分內(nèi)容包含了來自各國的實際智能電網(wǎng)示范工程, 重點介紹了不同示范工程在其領(lǐng)域內(nèi)的先進研究成果及推廣價值。本次會議的一個重要議題就是對以往的研究成果與示范項目進行成果轉(zhuǎn)化。比利時的一篇文章結(jié)合目前歐洲正在開展的國家智能電網(wǎng)項目，重點研究了智能電網(wǎng)項目可擴展和可復(fù)制性問題。
4.1分布式能源發(fā)電
本部分共計6篇文章, 重點研究了克羅地亞、俄羅斯、葡萄牙、法國、英國等示范工程中分布式能源發(fā)電及其控制效果。其中法國的一篇論文重點討論了NICE 電網(wǎng)贊助的EU FP7工程中的一些成果和發(fā)現(xiàn), 作者借鑒了2013年和2014年的一些試驗結(jié)果, 認為示范工程中光伏負荷互動集成技術(shù)具有極高價值, 可以在光伏發(fā)電過度的情況下借由用戶用電調(diào)整實現(xiàn)分布式電源充分利用。
4.2主動需求管理
本部分共計6篇文章, 主要涉及荷蘭、挪威、法國、奧地利、意大利等國家主動需求管理在不同特性示范工程下應(yīng)用及發(fā)展條件分析。其中, 奧地利的一篇論文總結(jié)了一系列聚集在薩爾茨堡地區(qū)的研究工程。這些工程控制目標(biāo)包含了可再生能源、電動汽車和柔性負荷。意大利的一篇論文則主要介紹了基于歐盟ADDRESS項目有關(guān)主動需求管理的一些成果。
4.3儲能系統(tǒng)示范工程應(yīng)用
本部分共計6篇文章, 包括葡萄牙、英國、西班牙、伊朗等國儲能系統(tǒng)對所屬示范工程電網(wǎng)支撐作用分析及收益評估等方面內(nèi)容。其中, 法國的一篇論文重探究了2015年早期的法國2MW/1.3MW˙h鋰電池堆運行效果, 該論文強調(diào)了除電氣集成問題外, 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對電池設(shè)備具有重要影響。英國的一篇論文結(jié)合歐洲最大的儲能工程研究表明: 預(yù)測控制可以應(yīng)用于電池出力控制以滿足諸多針對配電供應(yīng)商和輸電供應(yīng)商等的商用服務(wù)的需求, 且具有大規(guī)模推廣潛力。
4.4主動電網(wǎng)控制系統(tǒng)
本部分共計6篇文章, 主要介紹了韓國、英國、德國、挪威等主動配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的架構(gòu)、應(yīng)用情況等內(nèi)容。其中, 英國的一篇論文介紹了一種新型主動管理體系, 并應(yīng)用IEC61850協(xié)議進行互操作性測試, 說明了系統(tǒng)測試在促進該類系統(tǒng)推廣的必要性。結(jié)合同一示范工程的另一篇文章更著重于從商業(yè)性的試驗中總結(jié)經(jīng)驗, 應(yīng)用智能電網(wǎng)模型實現(xiàn)主動控制操作, 尋找系統(tǒng)最合適的配置方式。
4.5量測與狀態(tài)估計相關(guān)示范
本部分共計5篇文章, 重點研究英國、奧地利、荷蘭、意大利等國示范工程中電網(wǎng)量測獲取、應(yīng)用及不可觀測點量測估計等方面內(nèi)容。
5、結(jié)語
CIRED 2015分布式能源與主動需求集成分會集中交流了分布式能源、需求側(cè)管理等多方面的主題, 所交流內(nèi)容覆蓋了電力系統(tǒng)建模、運行控制、決策支持等多個方面的新技術(shù), 并結(jié)合試驗和示范工程分析了當(dāng)前研究成果所面臨的機遇與挑戰(zhàn)。
會議上, 主動需求集成技術(shù)的發(fā)展、分布式電源引入給電網(wǎng)規(guī)劃運行帶來的挑戰(zhàn)等議題成為了與會專家的重點討論內(nèi)容, 同時各種新技術(shù)研究成果在示范項目中的應(yīng)用與經(jīng)驗總結(jié)以及在實踐中的推廣、實施與持續(xù)發(fā)展也成為了本屆大會的關(guān)注重點。
主動需求集成與分布式能源的互動, 使源、網(wǎng)、荷、儲共同參與電網(wǎng)運行正在成為未來智能電網(wǎng)的一個重要的發(fā)展方向。
