2015年6月15—18日, 第23届国际供电会议(CIRED 2015)在法国里昂召开。CIRED S4分会共计录用126篇论文, 其中20篇论文在大会主会议(main sessions)部分进行宣读, 12篇具有原创成果与独特观点的论文被选入研究和创新论坛进行宣读。在大会期间共举行了3次圆桌会议, 有15位行业专家与会并参与讨论。本次会议内容广泛, 涉及主动需求管理、能源存储与高效利用、能量系统优化、电网高效管理、示范工程项目成果共享等多方面研究工作。
以下介绍会议交流情况。
1、主动需求管理
本议题以需求侧管理为核心, 重点讨论柔性负荷特征、用户电价响应机制等用户侧行为特点及分布式电源控制、需求侧管理策略等内容。
1.1需求侧管理
本部分共计10篇论文, 介绍了动态定价算法、用户侧负荷控制方案及设备研究、需求侧响应利益相关者评估等方面内容。其中英国的一篇文章介绍了2013年伦敦地区的动态定价试验, 文中提出了约束管理(CM)方式, 通过扫描家庭对高低的价格信号的响应, 评估该响应以协助能量平衡, 减轻电网的高峰需求。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 动态定价算法, 促进客户利用现货价格进行负荷转移。
2) 利用需求侧响应或直接负荷控制实现削峰填谷的技术方案, 包括居民响应在平衡发电量与电力需求方面的潜力评估与控制算法等内容。
3) 需求侧响应利益相关者评估, 结合实际执行案例对DSM市场发展和主要阻碍进行评估, 分析不同类型用户参与潜力。
1.2电动汽车
本部分共计5篇论文, 主要涉及电动汽车动态管理与充放电架构等方面内容。英国MEA项目是目前电动汽车控制与特性研究的一个重点科研项目, 结合该案例的两篇文章分别针对该项目中电动汽车控制系统的通信方式和基于蒙特卡洛概率的电动汽车充放电对低压网络影响评估方法进行了研究。此外, 还有部分文献分别结合意大利、英国、德国的研究项目对电动汽车的动态管理、消费定价机制等方面进行了研究。
1.3分布式电源与考虑用户侧的电网管理
本部分共计13篇论文, 研究方向主要包括两个方面: ①分布式电源参与电网管理的方式, 如最大功率限制和分布式电源参与系统调频; ②需求侧响应参与电网控制调节, 包括动态定价与负荷响应、分布式电源与负荷的互动等内容。具体包括分布式电源优化控制、主动负荷管理与分布式能源互动、电网优化控制及风险评估等方面内容。上海交通大学的一篇文章描述了考虑间歇性能源的主动负荷管理策略, 提出了一种基于温度可控负荷的分层主动负荷管理方法, 实现短时间尺度上的间歇式能源功率波动平抑和长时间尺度上的削峰填谷, 提升电网对分布式电源的接纳能力。
1.4其他研究内容
除了上述主要研究内容外, 还有部分文献针对新型用户侧仪器仪表进行了论述。韩国一篇文章提出了第三代智能电表的模块化组成方式, 该仪表可以通过双向通信对负荷消费进行管理, 减少生产与运行成本, 提高客户服务质量。
2、规划与运行研究
本部分内容重点讨论分布式能源控制策略及不同负荷响应模式引入对电网规划、运行等方面带来的影响。
2.1分布式电源集成与网络规划
本部分共计10篇论文, 重点研究了分布式电源优化接入对电网规划影响、主动负荷管理对分布式电源及电网影响、低压直流配电网发展及分布式电源出力预测等方面内容。华北电力大学的一篇文章提出了一种考虑可再生分布式发电与储能在主动配电网中协同交互的整体双层规划方法。该优化模型以可再生分布式发电净效益的最大期望为上层目标, 以最大化可再生能源总出力为下层目标, 同时在下层目标中考虑可再生分布式发电潜在风险费用。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 电网规划算法, 包括分布式发电机组、储能、电动汽车等设备最优选址、最优容量选择、接入分析等。
2) 分布式电源接入条件下的电网电压波动的抑制。
3) 中低压配电网中直流系统的应用及示范, 包括直流配电网的发展前景与系统研发中的挑战等。
2.2分布式电源对电网运行影响
本部分共计10篇论文, 主要研究分布式电源接入对电网潮流、网络损耗、电压波动等方面的影响。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 分布式电源渗透率提高对电网损耗影响及其评估方法。
2) 分布式电源接入对系统电压波动的影响及通过控制策略提高分布式电源接纳能力研究。
3) 低压配电网络中微型发电集成技术的实现方法。
2.3孤岛运行模式
本部分共计4篇论文, 重点研究了孤岛运行模式检测方法, 孤岛运行模式下微网控制方法和孤岛运行模式下故障影响分析。
2.4虚拟电厂控制策略及分布式电源服务
本部分共计12篇论文, 重点研究了虚拟电厂(包括分布式电源、储能、微网等)的控制策略和相关的服务内容。其中德国的一篇文章提出了一种对配电网电压、频率控制的评估方式, 并对配电网频率和电压控制的多种控制策略进行了研究。研究表明, 集中式和分散式控制的结合可以更为有效地实现一次调频及电压有效控制。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 分布式电源尤其是间歇式能源控制方式对电网分布式电源接纳能力的影响。
2) 储能系统的优化控制方法及不同控制策略对充/放电模式和电池充电状态的影响。
3) 充电汽车接入配电网的控制方法。
2.5其他研究内容
除了上述主要研究内容外, 加拿大的一篇文章介绍了如何使用数字实时仿真器对配网新能源集成和保护进行研究, 巴西的一篇文章研究了考虑多种同步异步发电技术下的配电网系统功角稳定性问题。
3、新技术与解决方案
本部分内容重点介绍了储能、分布式电源、智能电表等不同设备的新技术及其对设备寿命、相关服务、电网特性等方面的影响。
3.1储能优化控制技术
本部分共计9篇论文, 描述了不同分布式能源渗透率及负荷波动情况下储能优化控制策略。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 不同储能系统及控制方式对低压电网的影响。
2) 在高渗透率可再生能源、电动汽车及热泵接入的中低压配电网中使用储能设备缓解电网过负荷和电压偏差。
3) 含储能系统的中低压电网的多业务控制方法, 包括激励方案、能源费率和配套服务报酬等。
3.2分布式电源和电网优化管理
本部分共计10篇论文, 主要研究以风、光等不同类型分布式能源为核心的电网优化管理方面的内容。
本部分论文研究方向还包括以下几个方面:
1) 无功电压控制, 重点研究大规模间歇式能源接入条件下的电压控制系统。
2) 配电系统体系结构的发展方向, 包括配电系统分布式代理运营结构、分层控制体系结构等。
3) 基于配电网有限量测的状态估计和拓扑识别方法。
3.3其他研究内容
除了上述主要研究内容外, 本部分还包含了新型设备研发、电动汽车技术应用、地理信息系统发展等多方面的研究内容。德国的一篇文章提出了一种新型的光伏逆变器控制策略, 侧重于光伏逆变器的动态无功功率控制策略改进。美国一篇文章介绍了一个改进的配电网光伏承载能力的评估程序。该程序平衡了速度和精度的双重目标, 实现了基于多种指标的光伏承载能力提升。
4、智能电网示范
本部分内容包含了来自各国的实际智能电网示范工程, 重点介绍了不同示范工程在其领域内的先进研究成果及推广价值。本次会议的一个重要议题就是对以往的研究成果与示范项目进行成果转化。比利时的一篇文章结合目前欧洲正在开展的国家智能电网项目，重点研究了智能电网项目可扩展和可复制性问题。
4.1分布式能源发电
本部分共计6篇文章, 重点研究了克罗地亚、俄罗斯、葡萄牙、法国、英国等示范工程中分布式能源发电及其控制效果。其中法国的一篇论文重点讨论了NICE 电网赞助的EU FP7工程中的一些成果和发现, 作者借鉴了2013年和2014年的一些试验结果, 认为示范工程中光伏负荷互动集成技术具有极高价值, 可以在光伏发电过度的情况下借由用户用电调整实现分布式电源充分利用。
4.2主动需求管理
本部分共计6篇文章, 主要涉及荷兰、挪威、法国、奥地利、意大利等国家主动需求管理在不同特性示范工程下应用及发展条件分析。其中, 奥地利的一篇论文总结了一系列聚集在萨尔茨堡地区的研究工程。这些工程控制目标包含了可再生能源、电动汽车和柔性负荷。意大利的一篇论文则主要介绍了基于欧盟ADDRESS项目有关主动需求管理的一些成果。
4.3储能系统示范工程应用
本部分共计6篇文章, 包括葡萄牙、英国、西班牙、伊朗等国储能系统对所属示范工程电网支撑作用分析及收益评估等方面内容。其中, 法国的一篇论文重探究了2015年早期的法国2MW/1.3MW˙h锂电池堆运行效果, 该论文强调了除电气集成问题外, 控制系统结构对电池设备具有重要影响。英国的一篇论文结合欧洲最大的储能工程研究表明: 预测控制可以应用于电池出力控制以满足诸多针对配电供应商和输电供应商等的商用服务的需求, 且具有大规模推广潜力。
4.4主动电网控制系统
本部分共计6篇文章, 主要介绍了韩国、英国、德国、挪威等主动配电网控制系统的架构、应用情况等内容。其中, 英国的一篇论文介绍了一种新型主动管理体系, 并应用IEC61850协议进行互操作性测试, 说明了系统测试在促进该类系统推广的必要性。结合同一示范工程的另一篇文章更着重于从商业性的试验中总结经验, 应用智能电网模型实现主动控制操作, 寻找系统最合适的配置方式。
4.5量测与状态估计相关示范
本部分共计5篇文章, 重点研究英国、奥地利、荷兰、意大利等国示范工程中电网量测获取、应用及不可观测点量测估计等方面内容。
5、结语
CIRED 2015分布式能源与主动需求集成分会集中交流了分布式能源、需求侧管理等多方面的主题, 所交流内容覆盖了电力系统建模、运行控制、决策支持等多个方面的新技术, 并结合试验和示范工程分析了当前研究成果所面临的机遇与挑战。
会议上, 主动需求集成技术的发展、分布式电源引入给电网规划运行带来的挑战等议题成为了与会专家的重点讨论内容, 同时各种新技术研究成果在示范项目中的应用与经验总结以及在实践中的推广、实施与持续发展也成为了本届大会的关注重点。
主动需求集成与分布式能源的互动, 使源、网、荷、储共同参与电网运行正在成为未来智能电网的一个重要的发展方向。
