智能配电网、微电网与分布式综合能源系统发展研究构想与思考

智能配电网、微电网与分布式综合能源系统发展研究构想与思考二零二四年四月七日微电网着力柔性化、置能化、数字化转型，已成为新型电力愿统建设中最具活力极发展潜力的重要环节，汇报提纲研究背景研究背景汇报提纲1、新能源可持续发展面临新问题与挑战2、推动新能源发展的底层逻辑分析与矛盾化解3、引发的智能配电网、微电网新技术需求关注党的二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系”立足我国能源资源察赋，坚持先立后破，有计划分步覆实施碳达峰行动。完善能源消耗总量和强度调控，重点控制化石能源消费，逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。推动能源清洁低碳高效利用。推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。深入推进能源革党的二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系”立足我国能源资源察赋，坚持先立后破，有计划分步覆实施碳达峰行动。完善能源消耗总量和强度调控，重点控制化石能源消费，逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。推动能源清洁低碳高效利用。推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系，统筹水电开发和生态保护，积极安全有序发展核电，加强能源产供储销体系建设，确保能源安全。完善碳排放统计核算制度，健全碳排放权市场交易制度。提升生态系统碳汇能力。积极参与应对气候——摘自党的二十大报告北极星●新型能源体系是党的二十大报告中提出的能源新概念，更具系统性、全面性和战略性。●新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。QQ首页丨简丨墅丨EN●国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知《2030年前碳达峰行动方案》提出，构建新能源占比逐渐提高的新北极星北极星当前，新能源发展非常迅速，现有电网无法解决高占比新能源带来的电力电量平衡问题。(1)新能源消纳问题超过23%,配电网承载能力接近极限、出现大量带来极大挑战。(2)用户侧灵活可调能力弱>目前用户侧如电动汽车等新型负荷(3)源网荷储多主体难以高效协同互动>面临配电网内涌现的大量分布式能源、新测节填谷灵活提升电’峰上加峰局部过载功率平衡局部过载电能质量发电波动新能源发电受白然条件影响，存机性，其潮流和故障电流双向流的不确定性变压器过载改变了有功滞流自上而下辐射状存在潮流反向和倒送的问题，导电压越限使馈线中邮或末端电压升离易脱网主网侧的系统扰动可传擂至配电网，导致逆变电电压等电气量发生变化，易引发新能源大量脱网为解决电网面临挑战、保障供能安全，国家推出系列政策推动新能源高质量发展。当前，新能源发展面临新挑战aolDlpatnd发fmCoSsn(2024年2月8日)解决手段需要强化基础支撑—-推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，确保新能以实现电力电量的就地平衡：区域自治促进智能微电网与分布式综合能源建设NationalDevelopmentandRetormCommissionw和和因此，需要我们对智能微电网做出重新定义与思考●针对新型电力系统中高占比新能源带来的电力电量平衡问题，构建具有智能化电网表征的微型市场主体，在内部电力电量平衡的基础上参与电力系统运营，以缓解配网、主网的电力电量平衡压力、促进新能源消纳。北极星推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设为什么就能推动新能源高质量发展呢?智能配电网?智能微电网?智能微电网与电力市场改革?分布式综合能源?口新能源消纳问题是起因口配电网安全稳定是目标口智能微电网与分布式综合能源融合发展是解决途径□电力市场改革中价格机制是手段与牵引(1)新能源发展的底层开发逻辑的变化与矛盾化解带补贴电价高于火电现在从补贴退坡到平价上网未来：电力现货市场电价呈下行趋势，甚至出现负电价挑战1:新能源的挑战1:新能源的下稳定导致其无法实时响应电网或者用户侧需求，态电力观货市场内缺乏京条力挑战2:电网企业可以挑战2:电网企业可以下跟再全额收贮可再生能源并网发电上网电力中国电力网2004-03-18333515北极星(1)新能源发展的底层开发逻辑的变化与矛盾化解问题的化解手段手段1:新能源行业要实现可持续发展，须从单纯的项目开发向综合智慧运营转型手段2:推动新能源融合发展，以绿色低碳发展为核心，突出跨界融合、要素融合、产业融合、区域融合，创造新模式和新业态，形成有机价值共生体系新型电力系统和新型能源系统的低碳体系新能源行业企业未来主要开发模式“新能源+”项目，因地制宜开展农光互补，渔光互补、光伏建筑一体化(车能路云一体化)等，探索生态能源发展道路依托科技创新和金融创新，创新分布式能源与综合能源应用新模式“水+风+光+储”多能互补大型新能源基地开发建设分布式综合能源北极星发展转变阶段(个性化需求)发展转变阶段(个性化需求)(2)智能微电网与分布式综合能源的创新融合发展初步发展阶段(供电需求)初步发展阶段(供电需求)市场主体阶段(市场化需求)布积泵积泵1火力发电四二虚拟电厂(双向交互)性需求直流配电网阳能风电光7三联供髓热泵=互联互通年理光伏电站燃气三联供供W*分布式屋顶光伏用户级燃气冷热电三联供系统献态农光互补集中供冷供热北极星“有源”双向交互系统(宽时间尺活性上来度灵活双向调节能力提升)转变。北极星二汇报提纲二智能配、微电网与分布式综合能源系统发展研究智能配、微电网与分布式综合能源系统发展研究智能配、微电网与分布式综合能源是我校很有优势与特色的研究方向CCTV节能宣传周推广；国家电网综合能源“干校万楼”重点推广；中国(上海)自由贸易试验区临港新片区综合能源“十四五”规划“干校万楼”重点推广；中国(上海)自由贸易试验区临港新片区综合能源“十四五”规划(风光储微网示范应用)国家自然科学基金委联合基金重点项目国家自然科学基金委联合基金重点项目支持：分布式综合能源微网群能量交互微电网示范项目建设(MW级源网储荷综合能源示范应用);并2(学程)(b)分布式综合能源位网群综合智慧能源科学研发平台建成使用；中国国综合智慧能源助力临港低碳示范区建设项目国内具个通黑“水电通气勇”国内具个通黑“水电通气勇”为数字政前辅助决函照要的缘音能源口控平日上极星ac控平翘储”W储”W智慧光伏，风电区域级“源”智慧光伏，风电区域级“源”多能互补架成优化新能源高车推广与新一代管能功同送路交通系统示览管慧燃气同售能电间-…新片区首算微多能互补架成优化新能源高车推广与新一代管能功同送路交通系统示览管慧燃气同售能电间-…新片区首算微网与主动配电民建证灵话性资源改道面向国家重大战略需求面向国家重大战略需求北极星1、上海电力大学已有研究及平台建设基础□平台的服务特色与先进性--技术支撑临港新片区现代化低碳低能耗示范城市建设北极星嘉兴嘉兴面向上海长三角一体化建设需求，平台开展互联互通数智电网、交直流混联微电网、局域电网及联合新能源、储能系统的多源多网多能级电力系统半实物仿真及实验研究，技术支撑长三角一体化电网建设。江苏声东童mm解础和块开关?政制开@①acc图例11宝塑康口金民日性11avs块费有限公司上海卷建用户专线扫tAv8.平湖v1、上海电力大学已有研究及平台建设基础口平台的服务特色与先进性--技术服务上海双碳、降低峰谷差等系列能源战略面向上海市碳达峰、碳中和的发展战略及降低峰谷差的长期要求，聚焦“源网荷储”四维度，从科学开展应用研究、适时布局前瞻科技两方面发力。攻关规模化电氢耦合基础设施优化配置关键技术；北极星1、上海电力大学已有研究及平台建设基础口平台的服务特色与先进性--技术持续推进我国能源互联网及新型电力系统建设微电网层面北极星2、主要研究思路(新能源、电力市场)微电网层面北极星随着新型电正逐步由单电力网络转源配网)、需要有系统整体配电网行水平的进一步提升。合理配比源荷储容量，强化自主调态创新发展，提高系统响应速度和调节能力。重点研究结合微电网形成智慧化自创新拓展新型电力系统商业模式和交易机制，鼓励多样化资源平等参与市场交易；主网主网组网形态电网66电网能缺光属充体化规热模触肿中分布式综源与微电网融合参与市场化电力交易中心123北极星外踢晶网网研究方向1:主配微源分层分级协同与控制面临问题面临问题姓准性生她有性性单用过程系效生制R多能流分布式能源广泛接入主配微源分层分级协同与控制架构配电网支撑主电网的多级调控环节配电网支撑主电网的多级调控环节(1)系统层级研究研究方向2:基于云边协同的配用电信息安全技术研究面临问题(1)系统层级研究研究方向3:配电网关键设备信息感知与智能诊断技术研究生业务庞杂”的特点，从新型量测感知技术、多源信息融合技术等方面对配分装预警分装预警辞基于数字孪生技术的变电站设备状态监测患要延患要延路径费融发机制方法赔失控土电法管理采统南体续储能系统状态监测与健康评估系统妈间延到示范应用事选不制了(1)系统层级研究事选不制了研究方向4:基于知识数据融合的新型配电网源网储荷调控技术研究定性、复杂性大大增加，随着越来越多新型可调需求。1y⁵(2)智能配电网、微电网层级研究研究方向4研究方向4研究方向5的绿色变(配)电设备研究方向6研究方向2技术研究方向3北极星书变台区AC身作本充电起盛选班稳定性分析稳定性控制位区来技互有式代性小型水电B身卷式电开阳属Bm研究方向1:电力电子化电网的稳定理论与控制、保护技术技术路线技术路线研究方向2:配电网运行灵活性提升技术随着分布式新能源和灵活性资源的接入，配电网从传统的“无源”单向辐射网供电区域1供电区域1电网对时变运行场景的主动适应能力有待提升。供电区域Ⅱ供电区域Ⅱ动汽车重拉电厂前息-能量-长值互动体系第中《动汽车重拉电厂前息-能量-长值互动体系第中《技本体系量构资源集群可行械量合代用海类资等”北极星实全可章代输一边维控制器口机制班省读四准炸编电力流度平自智装管拉系统能成本拨标准编制技本验证超的导(2)智能配、微电层网级研究研究方向3:配、微电网灵活性资源聚合与虚拟电厂技术面临问题面临问题技术路线技术路线储能充储能充电桩储能研究方向4:有源配、微电网自愈与韧性提升技术F预防适应恢复学习在极端事功能遭到从事故中自身设施件发生后破坏后快获取经验预防极端迅速吸收速恢复到并识别潜事件和适应正常状态在风险研究方向5:适用于电力电子化场景的绿色变(配)电设备面临问题要通过研发具有灵活调节能力的变(配)电设备。研究方向6:基于本质安全理念的电化学储能成套装备面临问题面临问题锂离子电池储能系统全寿命周期应用安全技术锂离子电池储能系统全寿命周期应用安全技术致灾机制与全尺寸火灾模拟试验平台安全联动时序(3)分布式综合能源层级研究分布式综合能源自适应平衡及配、微电网主分布式综合能源自适应平衡及配、微电网主动支撑技术分布式综合能源系统场景开发建模及多联供群控技术分布式综合能源关键装备及高效利用技术配、微电网支配、微电网支撑技术分布式综合能分布式综合能源系统技术单体能源装备单体能源装备技术(3)分布式综合能源层级研究研究方向1:分布式综合能源关键装备及高效利用技术面临问题面临问题面向电力市场改革及双碳战略的推进，分布式综合能源关键装备及高效利用领域的发展面临以下需求：1)需要具备高效的能源转换和利用效率，同时保证系统的可靠性和低碳化；2)能够与不同类型的能源资源和负荷相兼容，适应各种工况和环境条件；3)能够跨时空存储和调配能源，以平衡电力及冷热供需。研究热点研究热点>面向深度电气化的必然趋势，研究适用于工业区域、园区的高效高温热泵及适用于北方地区的采暖高效复叠式热泵技术及装备；>研究新型储冷、储热及储电技术，包括新型电化学储能技术、相变蓄热技术、液空储冷技术等；>研究面向新型电力系统的制储氢及燃料电池热电联产技术。健腾健腾压维耗功1空产生冷用于定国化R健存减空出动深冷液化蒸发气化液态压缩空气储能技术原理图==双级耦合高位复叠热泵系统原理图重通电解制氧压缩储方健用进水(3)分布式综合能源层级研究研究方向2:分布式能源系统场景开发建模及多联供群控技术大单境大单境*机mm传纳综合能源系统动态经济调度与智能同摩物可想神曲可想神曲虚拟电厂运行原理图特高压电解槽h施电解槽管道输氢储罐低碳电氢多节点双向耦合技采原理莓极至孩电建筑交通魂伏(3)分布式综合能源层级研究研究方向3:分布式综合能源自适应平衡及配、微电网主动支撑技术面临问题面临问题同时，需要考虑氢能作为低碳中间能源未来在电力系统中的重要作用，开展氢研究热点研究热点灵活调度灵活调度(4)电力市场改革层面研究《国家发展改革委国家能源局关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》发改能源〔2024〕187号输配电价促进新能源就近消纳的输配电价机制能源保供电网建设可靠输电能源保供电网建设促进.非电网主体电网主体电力市场化非电网主体电网主体智能微电网建设电网基础设施智能化改造智能微电网建设>电量型>电量型>电力型>低碳型>综合型(4)电力市场改革层面研究研究方向1:与电力市场运营机制激励相容的智能微电网运营技术研究技术绿电市场北极星(4)电力市场改革层面研究研究方向2:智能配电网与智能微电网互适性运营关键技术●针对不同智能微电网的运营特性，研究智能配电网规划技术，满足智能微电网●针对智能配电网对电力调节性的要求，研究智能微电网的构建策略和优化方案。●研究智能配电网对智能微电网调度运行管理技术；●研究智能配电网主动参与电网运行安全的关键技