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從智能電網(wǎng)到新型電力系統(tǒng)

2024-01-01 00:00:00孫秋野錢本華胡杰
關(guān)鍵詞:分布式電網(wǎng)負(fù)荷

摘 要:構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),加速能源生產(chǎn)側(cè)清潔替代和能源消費(fèi)側(cè)電能替代是我國能源體系轉(zhuǎn)型以及實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。立足于電力與能源系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程,分析了新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要特征和技術(shù)路徑。通過梳理從智能電網(wǎng)到新型電力系統(tǒng)的歷史發(fā)展脈絡(luò),總結(jié)出以融合、互動(dòng)、開放、消納等為關(guān)鍵詞的新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主要特點(diǎn)。圍繞能源-信息-社會(huì)融合、源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、能源市場開放共享、新能源高比例安全消納等能源發(fā)展形勢(shì),重點(diǎn)闡述了我國電力與能源系統(tǒng)向安全高效、清潔低碳的能源體系轉(zhuǎn)型的主要技術(shù)方向和實(shí)現(xiàn)路徑,以期為我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)落地提供參考。

關(guān) 鍵 詞:新型電力系統(tǒng);碳達(dá)峰;碳中和;智能電網(wǎng);能源-信息-社會(huì);源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ);能源市場;安全消納

中圖分類號(hào):TK01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1000-1646(2024)05-0579-11

能源是國民經(jīng)濟(jì)的命脈,攸關(guān)國計(jì)民生和國家安全。21世紀(jì)以來,大規(guī)模開發(fā)利用化石能源帶來的能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)凸顯,世界范圍內(nèi)興起以電為中心、以新能源大規(guī)模開發(fā)利用為特征的新一輪能源變革[1]。2020年9月,習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上宣布,中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭?。玻埃叮澳昵皩?shí)現(xiàn)碳中和[2]。隨著“雙碳”目標(biāo)的不斷落實(shí),我國電力與能源系統(tǒng)的發(fā)展也邁入了新的階段。

首先是電源形成了集中式發(fā)電與分布式發(fā)電相兼容并存的格局[3],其中,前者主要包含傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電以及大規(guī)模集中式的新能源發(fā)電;后者則以分布式可再生能源以及小規(guī)模企業(yè)或者園區(qū)級(jí)的集中式新能源發(fā)電為主。其次,在電網(wǎng)形態(tài)方面,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝暂旊娋W(wǎng)與有源配電網(wǎng)交互協(xié)同的新形態(tài),由傳統(tǒng)單向逐級(jí)輸電向多元雙向混合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,并呈現(xiàn)出直流占比高、容量大的發(fā)展趨勢(shì);而在負(fù)荷特性方面,由于電動(dòng)汽車、分布式儲(chǔ)能、智慧樓宇等新型負(fù)荷的大規(guī)模應(yīng)用,電力系統(tǒng)的負(fù)荷由傳統(tǒng)被動(dòng)型、消費(fèi)型終端向靈活互動(dòng)的主動(dòng)型、產(chǎn)銷型逐漸過渡,使得其能夠廣泛參與電力輔助服務(wù)市場。最后,在技術(shù)和運(yùn)行特性方面,新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出高比例可再生能源和高比例電力電子的“雙高”特征[4],并由“源隨荷動(dòng)”的單向調(diào)控轉(zhuǎn)向“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同互動(dòng)的新模式,整體呈現(xiàn)出安全高效、清潔低碳、柔性靈活和智慧融合等重要特征。

隨著新基建的不斷推進(jìn)與完善,以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)已基本完成[5]。通過特高壓交直流輸電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)長距離大范圍的能源輸送技術(shù)相對(duì)比較成熟,而對(duì)于有源配電網(wǎng)的新能源就地消納的運(yùn)行模式及電網(wǎng)在其中的形態(tài)角色仍有待進(jìn)一步探討。因此,本文以我國電力與能源系統(tǒng)從智能電網(wǎng)到新型電力系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展歷程為依托,分析了我國能源系統(tǒng)的主要特征和發(fā)展路徑,并以新型電力系統(tǒng)的有源配電網(wǎng)為對(duì)象,分別圍繞能源-信息-社會(huì)融合、源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、能源市場開放共享、新能源高比例安全消納等能源發(fā)展形勢(shì),重點(diǎn)剖析了我國電力與能源系統(tǒng)由生產(chǎn)型向服務(wù)型轉(zhuǎn)變以及數(shù)智化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵問題及主要解決思路,為我國新型能源體系的構(gòu)建提供參考。

1 電力與能源系統(tǒng)發(fā)展概況

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和對(duì)新型能源需求的不斷擴(kuò)大,自21世紀(jì)初以來,電力與能源系統(tǒng)先后出現(xiàn)智能電網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)、電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)等一系列核心理念,促進(jìn)了能源體系向清潔低碳、安全高效方向轉(zhuǎn)型,其發(fā)展過程如圖1所示。

1)智能電網(wǎng)。2000年前后,美國電力科學(xué)研究院和能源部首次發(fā)起IntelliGrid項(xiàng)目和Grid-Wise項(xiàng)目[6],掀起了國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于智能電網(wǎng)的研究熱潮[7-8],其核心在于通過引入通信、自動(dòng)控制等智能化信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí),從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全穩(wěn)定的運(yùn)行目標(biāo)[9]。對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的快速響應(yīng),提高分布式能源的兼容能力是其主要特點(diǎn)。

2)綜合能源系統(tǒng)。2001年,美國能源部首次提出綜合能源系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃[10],而后頒布的能源獨(dú)立和安全法要求社會(huì)主要供用能環(huán)節(jié)必須開展綜合能源規(guī)劃,其核心在于通過對(duì)能源的生產(chǎn)、傳輸與分配、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化,形成能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)[11]。主要特征在于實(shí)現(xiàn)電、氣、熱等不同能源形式的耦合,提高能源使用效率并實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用。

3)電力物聯(lián)網(wǎng)。國網(wǎng)信息通信有限公司從2009年9月起就全面開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)[12],隨后我國開啟了物聯(lián)網(wǎng)與電力系統(tǒng)融合的廣泛研究,并于2010年提出電力物聯(lián)網(wǎng)的概念[13]。電力物聯(lián)網(wǎng)是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,人員及所在環(huán)境識(shí)別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其核心在于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)終端間的互聯(lián)互通、協(xié)同互動(dòng),使其具有全面感知和智能決策的能力。

4)能源互聯(lián)網(wǎng)。2011年,RIFKIN著作《第三次工業(yè)革命》[14]中提出了能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)想。同年,HUANG等[15]提出了一種適用于分布式能源即插即用的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),掀起了能源互聯(lián)網(wǎng)的研究熱潮。能源互聯(lián)網(wǎng)是指以電力系統(tǒng)為核心,以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ),以分布式可再生能源為主要一次能源,與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)[16],其核心在于實(shí)現(xiàn)能源的對(duì)等開放、即插即用、廣泛分布等,支持大規(guī)模分布式設(shè)備接入。

5)新型電力系統(tǒng)。2021年,為應(yīng)對(duì)高比例可再生能源的入網(wǎng)和消納,新型電力系統(tǒng)[17]概念被提出。隨后,國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)公司分別提出建設(shè)行動(dòng)方案[18-19],其核心在于通過源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)與多能互補(bǔ)促進(jìn)高比例新能源接入系統(tǒng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)柔性、智慧、開放化轉(zhuǎn)變,保障電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全和清潔協(xié)同發(fā)展。新型電力系統(tǒng)核心任務(wù)是應(yīng)對(duì)高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備的廣泛接入對(duì)系統(tǒng)的影響,進(jìn)而提高新能源的消納能力。

我國電力與能源系統(tǒng)領(lǐng)域始終服務(wù)于清潔低碳、安全高效的能源系統(tǒng)發(fā)展總目標(biāo),從智能電網(wǎng)發(fā)展到新型電力系統(tǒng),伴隨著能源、技術(shù)、模態(tài)不斷更迭,主要呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn):1)融合。多種類能源、信息技術(shù)和社會(huì)需求融合互補(bǔ),加速能源生產(chǎn)側(cè)清潔替代和消費(fèi)側(cè)電能替代。2)互動(dòng)。用戶終端泛在參與互聯(lián),能源網(wǎng)絡(luò)可調(diào)度資源互動(dòng)協(xié)同。3)開放。以信息安全為保障,能源市場開放共享水平不斷提高。4)消納。新能源的消納模式,由供給補(bǔ)充轉(zhuǎn)變成供能主體,助力能源消費(fèi)形式的低碳化轉(zhuǎn)型。因此本文分別以“融合”“互動(dòng)”“開放”“消納”為切入點(diǎn),探討我國能源體系建設(shè)的新模態(tài)以及新形勢(shì)。

2 能源-信息-社會(huì)融合

新型電力系統(tǒng)的發(fā)展伴隨著與多能源領(lǐng)域、先進(jìn)信息技術(shù)及社會(huì)系統(tǒng)的智慧融合,系統(tǒng)力圖打破不同行業(yè)、產(chǎn)業(yè)間的壁壘,協(xié)同發(fā)展,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),助推電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用、系統(tǒng)的智慧高效以及社會(huì)行為的精準(zhǔn)決策等目標(biāo),其技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1 多能源耦合

構(gòu)建電力、天然氣、熱力等不同形式能源耦合的多能源系統(tǒng)是提高能源綜合利用效率、促進(jìn)可再生能源消納的有效途徑。而僅依靠電力系統(tǒng)的自身運(yùn)行特性,難以滿足高比例新能源接入的發(fā)展需要[20-21]。通過多能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃,可以打破各能源子系統(tǒng)運(yùn)行局限性,在能量生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)、存儲(chǔ)等方面深度耦合,以實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與融合。目前,多能源系統(tǒng)的研究主要聚焦在能源流建模分析、優(yōu)化運(yùn)行及系統(tǒng)規(guī)劃等方向。

能源流建模分析是多能源系統(tǒng)基本運(yùn)行規(guī)律的統(tǒng)一描述,而多能源耦合裝置是能源流混合建模的基礎(chǔ)。在能源生產(chǎn)側(cè),燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t分別利用天然氣產(chǎn)生電能和熱能,熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組同時(shí)產(chǎn)生電能和熱能[11];在能源傳輸中,利用循環(huán)泵對(duì)天然氣、供熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維持電加壓;在能源消費(fèi)側(cè),空調(diào)、電熱爐、熱泵、燃?xì)庠?、電磁爐等大量耦合裝置廣泛分布,實(shí)現(xiàn)能量的變換和轉(zhuǎn)移。而多能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的核心思想則是通過協(xié)調(diào)管理供能側(cè)、用能側(cè)及輸送管網(wǎng),從經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等方面出發(fā)設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo),如最小化系統(tǒng)總運(yùn)行成本、最大化可再生能源利用率等。系統(tǒng)規(guī)劃則根據(jù)上述優(yōu)化結(jié)構(gòu),確定包括各種類型能源占比結(jié)構(gòu)、耦合裝置的選址定容等方面內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的互補(bǔ)特性和能量的梯級(jí)利用。

2.2 信息與能源技術(shù)融合

先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展能有效促進(jìn)電力系統(tǒng)的升級(jí)轉(zhuǎn)型。應(yīng)用“大云物移智鏈”等先進(jìn)數(shù)字科學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)能量流和信息流的深度融合,使得電力與能源系統(tǒng)呈現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化的特點(diǎn)[5],是新型電力系統(tǒng)的一類重要特征。電力系統(tǒng)與信息技術(shù)的深度融合,催生出“數(shù)字電網(wǎng)”發(fā)展理念[22],其在技術(shù)上主要分為物理電網(wǎng)數(shù)字化和電網(wǎng)數(shù)字孿生構(gòu)建兩方面。

物理電網(wǎng)數(shù)字化研究可以從數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、傳輸3個(gè)方面進(jìn)行。首先,需要依托先進(jìn)智能傳感技術(shù)將電網(wǎng)物理過程轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),建立海量、準(zhǔn)確、完備的數(shù)據(jù)體系。其次,需要利用邊緣計(jì)算初步完成數(shù)據(jù)的分析計(jì)算和服務(wù)響應(yīng),進(jìn)一步形成云-邊協(xié)同框架,從而有效緩解海量數(shù)據(jù)通信壓力、增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性。最后,需要通過高效可靠的通信技術(shù)將電網(wǎng)數(shù)據(jù)和信息傳輸至云端數(shù)字平臺(tái),以待進(jìn)行數(shù)字孿生鏡像與深入分析決策。

電網(wǎng)數(shù)字孿生構(gòu)建是在物理電網(wǎng)數(shù)字化研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步搭建數(shù)字平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)多元業(yè)務(wù)的智能決策和運(yùn)營。數(shù)字平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)完整映射物理實(shí)體系統(tǒng),具備實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知和超實(shí)時(shí)虛擬推演的能力[5],可以面向電網(wǎng)開展監(jiān)測(cè)分析、運(yùn)行優(yōu)化等工作,并最終將決策指令下達(dá)給物理對(duì)象,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。例如電力設(shè)備故障診斷、電網(wǎng)安全分析與自主調(diào)控、負(fù)荷預(yù)測(cè)和用戶行為分析等均為數(shù)字孿生的典型應(yīng)用場景[23]。

2.3 社會(huì)系統(tǒng)融合

隨著高比例新能源的滲透,能源系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)的融合愈加深入,人的博弈與決策行為對(duì)能源系統(tǒng)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響,因此新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建還需考慮政策、行為等社會(huì)因素[24]。社會(huì)系統(tǒng)包括人類社會(huì)實(shí)體活動(dòng)和虛擬系統(tǒng)中基于多智能體等先進(jìn)信息技術(shù)形成的人工社會(huì)內(nèi)容等兩重含義[25],具體表現(xiàn)在:大規(guī)模新型負(fù)荷參與的需求側(cè)管理和輔助服務(wù),以及大量社會(huì)參與者博弈行為等社會(huì)元素將影響電力系統(tǒng)的工況與響應(yīng)。由于考慮社會(huì)因素的決策模型有別于自然科學(xué)機(jī)理模型,因此對(duì)社會(huì)行為的建模與仿真是關(guān)鍵難題。

社會(huì)行為建模是一個(gè)涉及多層面的復(fù)雜過程,其核心要素包括行為主體、環(huán)境、手段、結(jié)果以及效用。參與者的決策行為通??梢杂枚啻砟P突蛳到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型表示,具體的建模方法分為解析法和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法[26]。由于社會(huì)行為具有非完全理性、不透明及高度復(fù)雜等特性,建模仿真需要重點(diǎn)考慮以下問題:首先,主體的社會(huì)行為并無傳統(tǒng)意義上的定律或公式,而是與經(jīng)濟(jì)、氣候等社會(huì)因素的因果驅(qū)動(dòng)關(guān)系;其次,行為主體具有非完全理性特征,模型復(fù)雜度和不確定性問題凸顯;再者,社會(huì)行為是動(dòng)態(tài)變化的過程,需要構(gòu)建行為屬性動(dòng)態(tài)更新的策略。上述問題導(dǎo)致社會(huì)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)為離散及連續(xù)方程、微分和代數(shù)方程并存的形態(tài),因此需要構(gòu)建跨領(lǐng)域動(dòng)態(tài)混合交互仿真平臺(tái),解決多領(lǐng)域、多尺度、多種社會(huì)行為接入的不協(xié)調(diào)、差異大等問題。

3 源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)

新型電力系統(tǒng)使能源生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲(chǔ)等方面發(fā)生了深刻變革,運(yùn)行機(jī)制也由傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)向“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同互動(dòng),包括源-源互補(bǔ)、源-網(wǎng)協(xié)調(diào)、源-荷互動(dòng)、網(wǎng)-荷互動(dòng)以及網(wǎng)-儲(chǔ)互動(dòng)等多種交互形式,機(jī)制關(guān)鍵支撐技術(shù)主要包含分布式協(xié)同控制和分布式優(yōu)化等策略。

3.1 分布式協(xié)同控制

新型電力系統(tǒng)存在可再生能源的波動(dòng)性及間歇性大、終端負(fù)荷可控性強(qiáng)、儲(chǔ)能容量受限等特性,系統(tǒng)的能量平衡面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。常用的控制方式可以分為集中式、分散式和分布式3種。傳統(tǒng)集中控制需要與系統(tǒng)內(nèi)所有分布式資源通信,收集節(jié)點(diǎn)被控變量信息到中央控制器[27],集中決策后再將執(zhí)行信息返回。因此,傳統(tǒng)集中控制無法解決新型電力系統(tǒng)海量分布式終端接入帶來的計(jì)算復(fù)雜性高、通信壓力大等問題。分散式控制即在各能源單元設(shè)置本地局部控制器[28],子單元間無通信連接,實(shí)時(shí)性和靈活性較好。但該策略難以實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同,無法做到無差調(diào)節(jié),不適用于大規(guī)模網(wǎng)架體系。相較而言,分布式協(xié)同控制不需要設(shè)置中央控制器,通過局部智能體之間的交互協(xié)同來實(shí)現(xiàn)整體的共同控制目標(biāo)[29]。該種策略可以有效減緩網(wǎng)絡(luò)通信壓力,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的重要技術(shù)手段,其控制網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

分布式協(xié)同控制通過協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)內(nèi)的分布式能源資源,如太陽能光伏、風(fēng)力渦輪機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷等來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)態(tài)供需平衡,并能夠?qū)崿F(xiàn)分布式能源終端的即插即用功能。其基本原理是參與調(diào)節(jié)的各個(gè)能源主體通過與其鄰居能源主體之間進(jìn)行通信連接,根據(jù)多主體間所設(shè)定的狀態(tài)更新規(guī)則,多主體自行更新自身的狀態(tài)信息[30],其中最基本規(guī)則為一致性算法[31],通常表達(dá)為

zi(t)=kΣaij(t)[xj(t)-xi(t)] (i,j∈I) (1)

式中:zi(t)為各能源主體節(jié)點(diǎn)更新規(guī)則;xi(t)為能源主體被控狀態(tài);k為控制增益;aij(t)為多能源主體間的鏈接權(quán)重;I為參與能源調(diào)節(jié)的能源主體集合。

通過與先進(jìn)的自動(dòng)化控制策略相結(jié)合,分布式協(xié)同控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能,如能源主體間的非連續(xù)通信、有限時(shí)間收斂、固定時(shí)間收斂等[27]。在可再生能源高滲透率的背景下,分布式協(xié)同控制的方式更能滿足能源系統(tǒng)的需求。

3.2 分布式優(yōu)化

源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃還通過分布式優(yōu)化的方法進(jìn)行能量管理和經(jīng)濟(jì)調(diào)度,其以多智能體一致性理論為核心。通過智能體系統(tǒng)鄰居節(jié)點(diǎn)間的通信和計(jì)算,以交替迭代算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化。本文以多個(gè)負(fù)荷聚合商協(xié)同優(yōu)化調(diào)度[32]問題為例,闡述分布式優(yōu)化過程。

對(duì)于單個(gè)負(fù)荷聚合商,其成本函數(shù)表示為

W=Wpo+WLA +WDR +Wom (2)

式中:Wpo為向能源企業(yè)購售電成本;WLA為向其他負(fù)荷聚合商購售電成本;WDR為需求響應(yīng)補(bǔ)償成本;Wom為設(shè)備運(yùn)行成本。

對(duì)于多個(gè)負(fù)荷聚合商,協(xié)同優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為各負(fù)荷聚合商運(yùn)行成本之和最?。郏常埃荩捎谪?fù)荷聚合商間電量交易成本可互相抵消,目標(biāo)函數(shù)可表示為

f=minΣNn=1(Wpo,n+WDR,n+Wom,n) (3)

在實(shí)際求解過程中,由于集中式優(yōu)化模型需要大量的信息交互,可基于拉格朗日對(duì)偶松弛原理對(duì)問題進(jìn)行分解協(xié)調(diào)[33]。利用各負(fù)荷聚合商間交易電量平衡進(jìn)行約束,即

式中,PLA,b,n、PLA,s,n分別為向其他負(fù)荷聚合商購電功率、售電功率。

可進(jìn)一步將目標(biāo)函數(shù)改寫構(gòu)成拉格朗日函數(shù),將問題轉(zhuǎn)換為拉格朗日對(duì)偶優(yōu)化的主子問題,此時(shí),負(fù)荷聚合商不需要交換優(yōu)化調(diào)度信息。通過更新拉格朗日乘子即可實(shí)現(xiàn)協(xié)同尋優(yōu),使得多負(fù)荷聚合商運(yùn)行成本之和最小。

4 能源市場開放共享

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場結(jié)構(gòu)的放開,新能源深入滲透到電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)。這也驅(qū)使電網(wǎng)公司由傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)者向能源服務(wù)者轉(zhuǎn)型,其業(yè)態(tài)和市場由傳統(tǒng)集中管控轉(zhuǎn)向開放共享,以能源和系統(tǒng)安全為基礎(chǔ),開放、包容及主動(dòng)的市場特性日益顯著。

4.1 市場機(jī)制

新型電力系統(tǒng)概念的提出進(jìn)一步推動(dòng)了電力市場的轉(zhuǎn)型。為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的體系、機(jī)制及規(guī)則等革新,亟須建設(shè)成更加開放、靈活的市場形態(tài)。本文借鑒互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)商品營銷的模式[34],根據(jù)用戶對(duì)能源需求時(shí)間、價(jià)格及穩(wěn)定性等關(guān)鍵因素,試圖構(gòu)建適用于電力中長期交易和現(xiàn)貨交易的市場機(jī)制。

針對(duì)中長期交易,可參照“某寶”的C2C營銷模式,建立全國區(qū)域內(nèi)電力交易,服務(wù)于具備能源需求量大、負(fù)荷可預(yù)測(cè)性強(qiáng)、用能需求不急切、有儲(chǔ)能設(shè)備的用戶群體;針對(duì)現(xiàn)貨交易中的日前交易,可參照“某東”的B2C營銷模式,同樣建立全國范圍內(nèi)電力交易,不同的是能源企業(yè)需要分散式自建儲(chǔ)能設(shè)施,提前購入各能源供應(yīng)商電能,服務(wù)于用電能需求急切、追求能源供應(yīng)穩(wěn)定的用戶群體;針對(duì)現(xiàn)貨交易中實(shí)時(shí)交易,可參照“某團(tuán)”的O2O營銷模式,整合局部區(qū)域優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)商的售賣信息,服務(wù)于臨時(shí)性用電、需求十分急迫的用戶群體。

在實(shí)際市場交易中,參與建設(shè)的利益主體可以分為分布式電源供應(yīng)商、配電公司、負(fù)荷聚合商及儲(chǔ)能運(yùn)營商等單元。利益主體彼此之間存在利益沖突且行為決策互相影響,形成多方博弈態(tài)勢(shì)[35]。因此,各參與主體可以基于博弈論方法解決利益分配問題,實(shí)現(xiàn)電力市場的全局均衡、提高整體規(guī)劃水平。多主體間博弈關(guān)系如圖4所示。

博弈過程可以用不完全信息下的靜態(tài)貝葉斯博弈[36]表示:n個(gè)不同電力主體類型空間為θ1,θ2,…,θn,條件概率為p1,p2,…,pn,電力主體i的類型依存空間ai(θi)∈Ai(θi),類型依存效用函數(shù)ui(a1,a2,…,an;θi),各電力主體同時(shí)行動(dòng),選擇ai(θi)最大化自己的期望效用,即

當(dāng)各主體不能單方面改變均衡解的策略來提高收益時(shí),即為最優(yōu)決策方案,此時(shí)博弈達(dá)到平衡,各決策變量為博弈的均衡解。

4.2 能源主體開放特征

隨著電力市場改革深化,分布式電源、新型負(fù)荷、新型儲(chǔ)能等能源主體開放多元參與到市場環(huán)節(jié)中,同時(shí)自身特性向著彈性靈活轉(zhuǎn)變,并承擔(dān)著系統(tǒng)穩(wěn)定、供需平衡等重要調(diào)節(jié)作用。

1)發(fā)電側(cè)。分布式電源的大規(guī)模接入改變了新型電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)的供給結(jié)構(gòu)[16],為更加開放的市場模式提供了可能。所產(chǎn)生電量可以不再單一地由電網(wǎng)公司進(jìn)行全額收購。分布式能源生產(chǎn)者可以選擇“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的經(jīng)營模式,即風(fēng)電、光伏發(fā)電單位在滿足企業(yè)或電力用戶自身電力需求的前提下,如有能量剩余,可自主進(jìn)行余量售出。同時(shí),余電上網(wǎng)也不只有保障性收購這種傳統(tǒng)的模式,“隔墻售電”有可能是未來分布式交易的重要選項(xiàng),可以使電力用戶參與到發(fā)電側(cè)的生產(chǎn)、交易和決策過程中,更加凸顯開放性特征。

2)用能側(cè)。用能側(cè)負(fù)荷由剛性、消費(fèi)型逐漸向柔性、產(chǎn)銷型轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)出重要的系統(tǒng)平衡調(diào)控能力,即可以通過改變用電行為參與需求響應(yīng),以平抑可再生能源波動(dòng)性和間歇性,實(shí)現(xiàn)削峰填谷[37]。參與需求響應(yīng)的柔性負(fù)荷主要可以分為3類[37]:①按能量互動(dòng)方式分為雙向能量交換型負(fù)荷和單向能量交換型負(fù)荷;②按調(diào)度響應(yīng)方式分為可轉(zhuǎn)移負(fù)荷、可平移負(fù)荷和可削減負(fù)荷;③按用戶及設(shè)備類型分為工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷和居民負(fù)荷。隨著負(fù)荷彈性水平提高,合理引導(dǎo)用戶參與需求響應(yīng),將有效支撐電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)需求,促進(jìn)供需平衡,增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3)儲(chǔ)能側(cè)。儲(chǔ)能是應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電、電網(wǎng)優(yōu)化、隨機(jī)負(fù)荷不確定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、改善電能質(zhì)量及提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面具有不可替代的重要作用。按照能量存儲(chǔ)的方式,通??梢苑譃闄C(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能及電化學(xué)儲(chǔ)能等類別[38],主要技術(shù)分類如表1所示。

由于儲(chǔ)能設(shè)施普遍具有投資成本高、利用率低的特點(diǎn),限制了很多市場主體的使用意愿。共享儲(chǔ)能是有效解決上述問題的一種商業(yè)模式[39],即允許多個(gè)市場主體租賃使用儲(chǔ)能設(shè)施,提高了設(shè)備利用率,并且租賃方無需承擔(dān)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)的成本。未來,規(guī)模化應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)將是新型電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要趨勢(shì),并在能源變革中發(fā)揮重要作用。

4.3 信息開放安全

能源市場開放共享需要信息安全作為前提保障。隨著系統(tǒng)中傳感器數(shù)量、通信規(guī)模、計(jì)算決策單元及業(yè)務(wù)場景的不斷增多,信息安全性面臨的挑戰(zhàn)也愈加嚴(yán)峻[40]。網(wǎng)絡(luò)攻擊雖然不能直接對(duì)電力設(shè)備造成破壞,但可以通過削弱或者破壞信息系統(tǒng)的正常功能,影響物理系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行與控制,達(dá)到類似物理攻擊的效果[41]。外部網(wǎng)絡(luò)攻擊包括信息攻擊與通信攻擊,前者是針對(duì)傳輸數(shù)據(jù)竊取和篡改來傳遞虛假信息;后者則是通過中斷通信鏈路和通道進(jìn)而影響信息傳輸。

欺騙攻擊是信息攻擊的典型代表,包括虛假數(shù)據(jù)注入(FDI)攻擊和重放攻擊。FDI攻擊通過注入虛假數(shù)據(jù)影響系統(tǒng)運(yùn)行和決策,進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失[42],其信息交換模型為

~xij(t)=xij(t)+δij(t) (6)

式中:xij(t)為t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i向節(jié)點(diǎn)j傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù);δij(t)為注入的虛假數(shù)據(jù);珓xij(t)為攻擊后的數(shù)據(jù)。

重放攻擊通過惡意攔截并重新發(fā)送信息的方式達(dá)到欺騙系統(tǒng)的目的,其信息交換模型[22]為

~yi(t)=a(t)yi(t-k)+[1-a(t)]yi(t) (7)

式中,珓yi(t)為t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i受到攻擊后向外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。當(dāng)a(t)=1時(shí)代表發(fā)生重放攻擊,此時(shí)傳輸數(shù)據(jù)為t-k時(shí)刻通信數(shù)據(jù)yi(t-k)。

Dos攻擊是通信攻擊中最主要的類型,其通過向節(jié)點(diǎn)發(fā)送大量無效信息實(shí)現(xiàn)通信鏈路中斷的效果。遭受攻擊后通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將發(fā)生改變。

針對(duì)以上系統(tǒng)外部網(wǎng)絡(luò)攻擊,可以在攻擊發(fā)生的不同進(jìn)程采取預(yù)防、檢測(cè)和抑制手段,如攻擊前進(jìn)行通信認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密等預(yù)防措施;攻擊中基于統(tǒng)計(jì)學(xué)和人工智能等多種方法檢測(cè),以及使用攻擊向量移除、設(shè)計(jì)補(bǔ)償器等方式抑制網(wǎng)絡(luò)攻擊影響。

5 高比例新能源安全消納

在“雙碳”目標(biāo)建設(shè)背景和新型能源體系轉(zhuǎn)型推動(dòng)下,新型電力系統(tǒng)大規(guī)模可再生能源裝機(jī)并網(wǎng),消納需求日益提升。同時(shí)其出力隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性及反調(diào)峰的特性,以及高比例電力電子設(shè)備化特征給新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

5.1 新能源消納方式與入網(wǎng)特性

隨著我國新能源總裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大,新能源發(fā)電的方式呈現(xiàn)出集中式大規(guī)模新能源企業(yè)發(fā)電與分布式小規(guī)模用戶側(cè)發(fā)電相結(jié)合的特點(diǎn)??稍偕茉吹陌l(fā)電地位從傳統(tǒng)的能量補(bǔ)償向能量主體進(jìn)行轉(zhuǎn)變,其消納方式主要分為大規(guī)模集中消納和分布式靈活消納。

1)大規(guī)模集中消納。我國能源與負(fù)荷呈逆向分布[3],國家先后提出“西電東送”“東數(shù)西算”等國家戰(zhàn)略要求,優(yōu)化電力資源配置和能源結(jié)構(gòu)。“西電東送”工程是將能源中心與負(fù)荷中心互聯(lián)互通,在新能源大規(guī)模開發(fā)和消納的需求下,“三北”地區(qū)新能源基地、深遠(yuǎn)海上風(fēng)電等電能傳輸需求日益提高,通過交直流混聯(lián)電網(wǎng)進(jìn)行長距離、大容量電力輸送,是集中消納的主要手段。而“東數(shù)西算”工程是構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的算力體系,將東部算力引導(dǎo)到西部,而算力與能源關(guān)聯(lián)緊密,算力越高對(duì)能源的需求就越大,與“西電東送”工程相輔相成。建成全國一體化能源網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)能源和數(shù)據(jù)的按需調(diào)度是實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源消納的關(guān)鍵[43]。

2)分布式靈活消納。隨著分布式電源、儲(chǔ)能、柔性負(fù)荷等分布式能源多元持續(xù)增長,新能源就地靈活消納的需求日益提升。傳統(tǒng)配電網(wǎng)由供方主導(dǎo)、單向輻射狀供電模式向智能化、主動(dòng)式配電網(wǎng)轉(zhuǎn)變[44]。微電網(wǎng)和虛擬電廠等分布式能源管理技術(shù)的快速發(fā)展,也進(jìn)一步促進(jìn)了電力供需互動(dòng),從而增強(qiáng)了分布式能源的靈活消納能力。目前,我國已在多個(gè)地區(qū)實(shí)施需求響應(yīng)試點(diǎn)項(xiàng)目,在保障電網(wǎng)供需平衡、減少經(jīng)濟(jì)投資成本、提高新能源消納能力等方面取得了良好的效果。

在新能源入網(wǎng)特性方面,關(guān)于并網(wǎng)消納傳統(tǒng)研究將電網(wǎng)看成了一個(gè)具有“無限”包容能力的大系統(tǒng)[4],顯然這種假設(shè)對(duì)于高比例的可再生能源消納是不合理的。新能源的高比例入網(wǎng)給電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性帶來了較為顯著的變化。隨著新能源消納能力以及消納需求不斷提升,電力系統(tǒng)逐步向“高比例可再生能源”和“高比例電力電子設(shè)備”的“雙高”方向發(fā)展。

5.2 新能源安全消納關(guān)鍵問題

新型電力系統(tǒng)的“雙高”特性為其穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在此背景下,電力系統(tǒng)的不確定性、時(shí)變性、非線性及復(fù)雜性增強(qiáng),對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響。主要體現(xiàn)在高比例新能源不確定性問題和高比例電力電子低慣性及弱阻尼問題。

5.2.1 高比例新能源不確定性問題

大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng),導(dǎo)致發(fā)電側(cè)的隨機(jī)性顯著增加,容易使“源-荷”間呈現(xiàn)出更極端的隨機(jī)性與不確定性以及電網(wǎng)發(fā)展的不協(xié)調(diào)性。用戶用電需求較低時(shí)高比例分布式發(fā)電無法完全被電網(wǎng)吸收,造成了“棄電”“窩電”等現(xiàn)象。而在用戶用電高峰時(shí),由于風(fēng)能、太陽能可調(diào)度性很差,系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)功率缺額。因此,新能源出力及負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測(cè)技術(shù)是解決高比例新能源不確定性問題的重要方法[45]。

高比例新能源接入預(yù)測(cè)研究一般從時(shí)間尺度和技術(shù)方法2個(gè)維度分析。按照預(yù)測(cè)的時(shí)間尺度大小,可以分為超短期、短期、中期以及長期預(yù)測(cè),不同時(shí)間尺度的預(yù)測(cè)在控制運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)度和系統(tǒng)規(guī)劃等方面也不相同[16]。按照預(yù)測(cè)使用的技術(shù)方法,可以分為經(jīng)典預(yù)測(cè)方法和智能預(yù)測(cè)方法2種[20]。經(jīng)典預(yù)測(cè)方法是通過數(shù)學(xué)模型描述或擬合的精確算法,包括時(shí)間序列分析法、趨勢(shì)分析法和統(tǒng)計(jì)分析法等;而智能預(yù)測(cè)方法是應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)處理預(yù)測(cè)中的非線性問題,包括支持向量機(jī)、模糊邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。提高預(yù)測(cè)精度可以有效解決新能源及柔性負(fù)荷帶來的源-荷不確定性問題,進(jìn)而對(duì)產(chǎn)能變化進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償,以保障新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[45]。

5.2.2 高比例電力電子低慣性及弱阻尼問題

絕大多數(shù)可再生能源通過電力電子接口并網(wǎng),且配網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能裝置、軌道交通、電動(dòng)汽車及變頻/調(diào)頻等負(fù)荷也是通過電力電子變換器接入配電網(wǎng)。這使得電力系統(tǒng)各部分電力電子化程度不斷加深,導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生低慣性和弱阻尼兩方面問題。

1)低慣性問題。傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)等大量旋轉(zhuǎn)設(shè)備所蘊(yùn)含的動(dòng)能可以作為系統(tǒng)沖擊擾動(dòng)的有效平抑手段,而可再生能源通過電力電子變換器以靜止的形式接入電網(wǎng),導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的缺失。在承受大擾動(dòng)沖擊的時(shí)候容易產(chǎn)生較大的能量不匹配,從而造成頻率、功率響應(yīng)速度過快,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。目前解決系統(tǒng)低慣性問題的技術(shù)方案可以分為基于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量支撐和基于靜止設(shè)備的虛擬慣量支撐2種。其中,基于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量支撐包括同步調(diào)相機(jī)、抽水儲(chǔ)能以及空氣壓縮儲(chǔ)能等技術(shù);基于靜止設(shè)備的虛擬慣量支撐包括虛擬同步機(jī)、綜合慣量控制和快速頻率控制等技術(shù)。

2)弱阻尼問題。新型電力系統(tǒng)中大量電力電子設(shè)備及控制設(shè)備可以等效為負(fù)阻抗,進(jìn)而致使系統(tǒng)阻尼變?nèi)?,?duì)振蕩及波動(dòng)能量吸收不足,導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)[45]。一方面體現(xiàn)在鎖相環(huán)跟蹤電壓相位時(shí)引入負(fù)阻抗,另一方面體現(xiàn)在新能源并網(wǎng)過程產(chǎn)生等效負(fù)阻抗。目前系統(tǒng)弱阻尼優(yōu)化問題可以從設(shè)備層、場站層和系統(tǒng)層進(jìn)行研究,其中,設(shè)備層阻尼優(yōu)化包括控制器優(yōu)化和附加阻尼優(yōu)化,WANG等[46]在一級(jí)控制中使用比例諧振控制器,增大諧波頻率處阻抗幅值來降低負(fù)阻尼現(xiàn)象。場站層阻尼優(yōu)化包括運(yùn)行方式優(yōu)化和多機(jī)阻尼優(yōu)化,胡鵬等[47]指出靜止無功發(fā)生器的固定無功功率輸出模式能增大系統(tǒng)阻尼,增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)層阻尼優(yōu)化包括網(wǎng)側(cè)阻尼優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化配置,陳鵬偉等[48]提出一種阻抗靈敏度指標(biāo),通過衡量系統(tǒng)中關(guān)鍵參數(shù)的敏感度來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)而改善系統(tǒng)阻尼特性。

6 結(jié)束語

以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是新型能源體系建設(shè)的核心方向與關(guān)鍵支撐。從智能電網(wǎng)概念提出發(fā)展至今,歷經(jīng)了綜合能源系統(tǒng)、電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等系列發(fā)展理念,電力與能源系統(tǒng)的發(fā)展主要呈現(xiàn)出融合、互動(dòng)、開放、消納等特征。新型電力系統(tǒng)著力于與多能源系統(tǒng)深度耦合以實(shí)現(xiàn)能源的安全與梯級(jí)利用,與信息技術(shù)深度耦合以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智慧化決策與運(yùn)行,與社會(huì)系統(tǒng)深度耦合以實(shí)現(xiàn)能源均衡與公平。能源體系愈加開放、包容、主動(dòng)發(fā)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高比例新能源的安全消納。

參考文獻(xiàn)(References)

[1]國家能源局.智能電網(wǎng)與第三次工業(yè)革命[EB/OL].(2013-12-12)[2024-03-27].https://www.nea.gov.cn/2013-12/12/c_132960972.htm.

(EnergyAdministrationofChina.Smartgridandthethirdindustrialrevolution[EB/OL].(2013-12-12)[2024-03-21].https://www.nea.gov.cn/2013-12/12/c_132960972.htm.)

[2]中國政府網(wǎng).習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話[EB/OL].(2020-09-22)[2024-05-19].https://www.gov.cn/xinwen/2020-09/22/content_5546168.htm.

(TheWebsiteoftheGovernmentofChina.XIJinpingdeliveredanimportantspeechatthegeneraldebateofthe75thsessionoftheUN generalassembly[EB/OL].(2020-09-22)[2024-05-19].https://www.gov.cn/xinwen/2020-09/22/content_5546168.htm.)

[3]張智剛,康重慶.碳中和目標(biāo)下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與展望[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2022,42(8):2806-2819.

(ZHANGZG,KANGCQ.Challengesandprospectsofbuildingnewpowersystemundercarbonneutrality[J].ProceedingsoftheCSEE,2022,42(8):2806-2819.)

[4]謝小榮,賀靜波,毛航銀,等.“雙高”電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的新問題及分類探討[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2021,41(2):461-475.

(XIEXR,HEJB,MAOHY,etal.Newissuesandclassificationofpowersystem stability with highsharesofrenewablesandpowerelectronics[J].ProceedingsoftheCSEE,2021,41(2):461-475.)

[5]辛保安.新型電力系統(tǒng)構(gòu)建方法論研究[J].新型電力系統(tǒng),2023,1(1):1-17.

(XINBA.ResearchonNewPowerSystemconstructionmethodology[J].New PowerSystem,2023,1(1):1-17.)

[6]EPRI.1009102Powerdeliverysystem andelectricitymarketsofthefuture[R].PaloAlto,CA:EPRI,2003.

[7]EPRI.1010915Technicalandsystem requirementsofadvanceddistributionautomation[R].PaloAlto,CA:EPRI,2004.

[8]EPRI.1014600ElectricitedeFranceresearchanddevelopment,profilingandmappingofintelligentgridR&Dprograms[R].PaloAlto,CA:EPRI,2006.

[9]余貽鑫,欒文鵬.智能電網(wǎng)述評(píng)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2009,29(34):1-8.

(YUYX,LUANW P.Smartgridreview[J].ProceedingsoftheCSEE,2009,29(34):1-8.)

[10]DOEofUnitedStates.GRID 2030:anationalvisionforelectricity′ssecond100years[EB/OL].(2005-06-08)[2024-03-12].http://www.ferc.gov/eventcalendar/files/20050608125055grid2030.pdf.

[11]賈宏杰,穆云飛,余曉丹.對(duì)我國綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的思考[J].電力建設(shè),2015,36(1):16-25.

(JIAHJ,MUYF,YUXD.Consideringthedevelopmentofintegratedenergysystem inourcountry[J].ElectricPowerConstruction,2015,36(1):16-25.)

[12]國網(wǎng)信通公司全面部署物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究工作[J].電力系統(tǒng)通信,2010,31(1):19.

(TheStateNetworkinformationandcommunicationcompanyfullydeploystheresearchworkofInternetofThingstechnology[J].PowerSystem Communication,2010,31(1):19.)

[13]李勛,龔慶武,喬卉.物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展望[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,38(22):232-236.

(LIX,GONGQW,QIAOH.TheapplicationprospectofInternetofThingsinpowersystem[J].PowerSystemProtectionandControl,2010,38(22):232-236.)

[14]RIFKINJ.Thethirdindustrialrevolution:howlateralpoweristransformingenergy,theeconomy,andtheworld[M].NewYork:PalgraveMacMillan,2011.

[15]HUANGAQ,CROW M L,HEYDTGT,etal.Thefuturerenewableelectricenergydeliveryandmanagement(FREEDM)system:theenergyinternet[J].ProceedingsoftheIEEE,2011,99:133-148.

[16]董朝陽,趙俊華,文福拴,等.從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng):基本概念與研究框架[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,38(15):1-11.

(DONG C Y,ZHAO JH,WEN FS,etal.Fromsmartgridtoenergyinternet:basicconceptsandresearchframework[J].AutomationofElectricPowerSystems,2014,38(15):1-11.)

[17]中華人民共和國中央人民政府.習(xí)近平主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議[EB/OL].(2021-03-25)[2024-05-15].http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/15/content_5593154.htm.

(CentralPeople′sGovernmentofthePeople′sRepublicofChina.XIJinpingpresidedovertheninthmeetingofthecentralfinancialand economiccommission[EB/OL].(2021-03-25)[2024-05-15].http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/15/content_5593154.htm.)

[18]國家電網(wǎng)有限公司.構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2021—2030年)[R].北京:國家電網(wǎng)有限公司,2021.

(StateGridCorporationLimited.BuildtheNewPowerSystemactionplanwithnewenergyasthemainbody(2021—2030)[R].Beijing:StateGridCorporationLimited,2021.)

[19]中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.建設(shè)新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2021—2030年)白皮書[R].廣州:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司,2021.

(ChinaSouthernPowerGridLimitedLiabilityCompany.WhitepaperonactionplanforbuildingNew PowerSystem (2021—2030) [R].Guangzhou:ChinaSouthernPowerGrid Limited Liability Company,2021.)

[20]邵成成,王錫凡,王秀麗,等.多能源系統(tǒng)分析規(guī)劃初探[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2016,36(14):3817-3829.

(SHAOCC,WANGXF,WANGXL,etal.Preliminarystudyonmultienergysystem analysisplanning[J].ProceedingsoftheCSEE,2016,36(14):3817-3829.)

[21]楊經(jīng)緯,張寧,王毅,等.面向可再生能源消納的多能源系統(tǒng):述評(píng)與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2018,42(4):11-24.

(YANGJW,ZHANGN,WANGY,etal.Multienergysystemsforrenewableenergyconsumption:reviewandprospects[J].AutomationofElectricPowerSystems,2018,42(4):11-24.)

[22]李鵬,習(xí)偉,蔡田田,等.?dāng)?shù)字電網(wǎng)的理念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2022,42(14):5002-5017.

(LIP,XIW,CAITT,etal.Concept,architectureandkeytechnologiesofDigitalPowerGrid[J].ProceedingsoftheCSEE,2022,42(14):5002-5017.)

[23]賀興,艾芊,朱天怡,等.?dāng)?shù)字孿生在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].電網(wǎng)技術(shù),2020,44(6):2009-2019.

(HEX,AIQ,ZHUTY,etal.Opportunitiesandchallengesintheapplicationofdigitaltwinsinpowersystems[J].PowerGridTechnology,2020,44(6):2009-2019.)

[24]XUEYS,YUXH.Beyondsmartgridcyberphysicalsocialsysteminenergyfuture[J].ProceedingsoftheIEEE,2017,105(12):2290-2292.

[25]劉念,余星火,王劍輝,等.泛在物聯(lián)的配用電優(yōu)化運(yùn)行:信息物理社會(huì)系統(tǒng)的視角[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2020,44(1):1-12.

(LIUN,YUXH,WANGJH,etal.OptimaloperationofpowerdistributionforubiquitousIoT:aperspectiveoftheinformationphysicalsocietysystem[J].AutomationofElectricPowerSystems,2020,44(1):1-12.)

[26]薛禹勝,謝東亮,薛峰,等.支持信息-物理-社會(huì)系統(tǒng)研究的跨領(lǐng)域交互仿真平臺(tái)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2022,46(10):138-148.

(XUEYS,XIEDL,XUEF,etal.Acrossfieldinteractivesimulationplatform forsupportingresearchoncyberphysicalsocialsystems[J].AutomationofElectricPowerSystems,2022,46(10):138-148.)

[27]DIAZNL,LUNA A C,VASQUEZJC,etal.CentralizedcontrolarchitectureforcoordinationofdistributedrenewablegenerationandenergystorageinislandedAC microgrids[J].IEEE TransactionsonPowerElectronics,2017,32(7):5202-5213.

[28]GUYJ,XIANGX,LIW H,etal.ModeadaptivedecentralizedcontrolforrenewableDCmicrogridwithenhancedreliabilityandflexibility[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2014,29(9):5072-5080.

[29]BLAABJERGF,TEODORESCU R,LISERREM,etal.Overview ofcontrolandgridsynchronizationfordistributed powergeneration systems [J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2006,53(5):1398-1409.

[30]HUJ,SUNQY,WANGR,etal.AnimprovedprivacypreservingconsensusstrategyforACmicrogridsbasedonoutputmaskapproachandnodedecompositionmechanism [J].IEEE TransactionsonAutomationScienceandEngineering,2024,21(1):642-651.

[31]周峰,吳炎?.基于有向網(wǎng)絡(luò)的一致性跟蹤算法[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào),2015,41(1):180-185.

(ZHOUF,WUYX.Consistencytrackingalgorithmbasedondirectednetwork[J].ActaAutomaticaSinica,2015,41(1):180-185.)

[32]任洪波,王楠,吳瓊,等.考慮階梯型碳交易的多負(fù)荷聚合商協(xié)同優(yōu)化調(diào)度與成本分配[J].電力建設(shè),2024,45(2):171-182.

(RENHB,WANGN,WUQ,etal.Themultiloadaggregatorsconsideringthestepcarbontradingcooperativelyoptimizetheschedulingandcostallocation[J].ElectricPowerConstruction,2024,45(2):171-182.)

[33]李翔宇,趙冬梅.分散架構(gòu)下多虛擬電廠分布式協(xié)同優(yōu)化調(diào)度[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2023,38(7):1852-1863.

(LIXY,ZHAODM.Distributedcooperativeoptimalschedulingofmultiplevirtualpowerplantsunderdecentralizedarchitecture[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety,2023,38(7):1852-1863.)

[34]孫秋野,胡杰,胡旌偉,等.中國特色能源互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合及其“自-互-群”協(xié)同管控技術(shù)框架[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2021,41(1):40-51.

(SUNQY,HUJ,HUJW,etal.ChinesecharacteristicsEnergyInternettripleplayintegrationandits“selfmutualgroup”collaborativecontroltechnologyframework[J].ProceedingsoftheCSEE,2021,41(1):40-51.)

[35]劉自發(fā),張子騰.考慮多主體博弈的配電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù),2023,47(12):5046-5058.

(LIUZF,ZHANGZT.Loadandstoragecooperativeplanningofdistributionnetworkconsideringmultiagentgame[J].PowerGridTechnology,2023,47(12):5046-5058.)

[36]張維迎.博弈論與信息經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].上海:上海三聯(lián)書店,2012.

(ZHANG W Y.Gametheoryandinformationeconomics[M].Shanghai:ShanghaiSanlianBookstore,2012.)

[37]齊寧,程林,田立亭,等.考慮柔性負(fù)荷接入的配電網(wǎng)規(guī)劃研究綜述與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2020,44(10):193-207.

(QIN,CHENGL,TIANLT,etal.Reviewandprospectofdistributionnetworkplanningconsideringflexibleloadaccess[J].AutomationofElectricPowerSystems,2020,44(10):193-207.)

[38]NADEEM F,HUSSAINSM S,TIWARIPK,etal.Comparativereview ofenergystoragesystems,theirroles,andimpactsonfuturepowersystems[J].IEEEAccess,2018,7:4555-4585.

[39]DAIR,ESMAEILBEIGIR,CHARKHGARD H.Theutilizationofsharedenergystorageinenergysystems:acomprehensivereview [J].IEEETransactionsonSmartGrid,2021,12(4):3163-3174.

[40]周稢英,張曉,邵立嵩,等.新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)挑戰(zhàn)與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2023,47(8):15-24.

(ZHOUJY,ZHANGX,SHAOLS,etal.ChallengesandprospectsofNewPowerSystem networksecurityprotection[J].AutomationofElectricPowerSystems,2023,47(8):15-24.)

[41]湯奕,陳倩,李夢(mèng)雅,等.電力信息物理融合系統(tǒng)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)攻擊研究綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016,40(17):59-69.

(TANGY,CHENQ,LIM Y,etal.Areviewofnetworkattacksintheenvironmentofpowerinformationphysicalfusionsystem [J].AutomationofElectricPowerSystems,2016,40(17):59-69.)

[42]HUJ,SUNQY,ZHAIM N,etal.Privacypreservingconsensusstrategyforsecondarycontrolinmicrogridsagainstmultilinkfalsedatainjectionattacks[J].IEEETransactionsonIndustrialInformatics,2023,19(10):10334-10343.

[43]胡杰,孫秋野,胡旌偉,等.信息能源系統(tǒng)自-互-群立體協(xié)同優(yōu)化方法[J].全球能源互聯(lián)網(wǎng),2019,2(5):457-465.

(HUJ,SUNQY,HUJW,etal.Threedimensionalselfmutualgroupcollaborativeoptimization methodforinformationenergysystems[J].JournalofGlobalEnergyInterconnection,2019,2(5):457-465.)

[44]WALLINGRA,SAINTR,DUGANRC,etal.Summaryofdistributedresourcesimpactonpowerdeliverysystems[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,2008,23(3):1636-1644.

[45]馬寧寧,謝小榮,賀靜波,等.高比例新能源和電力電子設(shè)備電力系統(tǒng)的寬頻振蕩研究綜述[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2020,40(15):4720-4732.

(MANN,XIEXR,HEJB,etal.Areviewofresearchonwidebandoscillationsinpowersystemsforhighproportionrenewableenergyandpowerelectronicequipment[J].ProceedingsoftheCSEE,2020,40(15):4720-4732.)

[46]WANGF,DUARTEJL,HENDRIX M A M,etal.ModelingandanalysisofgridharmonicdistortionimpactofaggregatedDG inverters[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2011,26(3):786-797.

[47]胡鵬,艾欣,肖仕武,等.靜止無功發(fā)生器序阻抗建模及對(duì)次同步振蕩影響因素的分析[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2020,35(17):3703-3713.

(HUP,AIX,XIAOSW,etal.Sequenceimpedanceofstaticvargeneratorandanalysisofinfluencingfactorsonsubsynchronousoscillation[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety,2020,35(17):3703-3713.)

[48]陳鵬偉,姜文偉,阮新波,等.直流配電系統(tǒng)有源阻尼控制的阻抗釋義與諧振點(diǎn)靈敏度參數(shù)調(diào)節(jié)方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2021,41(19):6616-6630.

(CHENPW,JIANGW W,RUANXB,etal.Impedanceexplanation and resonance point sensitivitybasedparameterdesignmethodofactivedampingappliedtoDCdistributionsystem [J].ProceedingsoftheCSEE,2021,41(19):6616-6630.)

(責(zé)任編輯:景 勇 英文審校:尹淑英)

特邀專家 孫秋野,沈陽工業(yè)大學(xué)副校長、教授、博士生導(dǎo)師,入選國家高層次人才計(jì)劃,教育部課程思政教學(xué)名師,IETFellow,國務(wù)院政府特殊津貼專家。主要研究方向?yàn)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的建模與優(yōu)化運(yùn)行、新能源并網(wǎng)控制、分布式多能源綜合互補(bǔ)優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)及其在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用等。發(fā)表IEEETransactions系列期刊論文65篇,SCI引用近4000次,11篇ESI高被引論文。以通信作者分別獲得2021年IEEETransactionsonEnergyConversion最佳論文獎(jiǎng)(全球每年3篇)、2024年IEEETransactionsonConsumerElectronics最佳論文獎(jiǎng)(全球每年1篇)等學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)勵(lì)。以第三完成人獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),以第一完成人獲得中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)科普獎(jiǎng)、中國人工智能學(xué)會(huì)吳文俊人工智能科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。擔(dān)任自動(dòng)化學(xué)會(huì)能源互聯(lián)網(wǎng)專委會(huì)秘書長、CCDC組委會(huì)副主席等。兼任IEEETNNLS,IETCPS:T&A,Int.Trans.Electr.Energ.Syst.,《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》《控制與決策》等國內(nèi)外權(quán)威期刊編委。主持國家變革性技術(shù)課題、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、軍科委后勤保障部重點(diǎn)課題、國家電網(wǎng)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目等多項(xiàng)研究課題。

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(62073065,U20A20190);國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFA0702200)。

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