投资成本

2016年2月，国家发展改革委《关子“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》中明确指出，到2020年，全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖，供电能力和服务水平明显提升，农村电网供电可靠率达到99.8%，“十三五”规划纲要明确提出要实施农网改造升级的重大工程，南方电网公司“十三五”期间将投资1300亿元用于农村电网改造升级，国家电网新一轮农网改造总投资超5200亿。 随着配电网的快速发展，规模的日趋扩大，供电区域内种植树木的不断增加，严重的腐蚀、乌害请多因素的影响，运行中不可避免地出现人为或自然的故障，如遭受外力的破坏、相间短路、断线等故障越来越频繁，影响了配电网的安全运行。目前配电网架空线路绝缘化改造较为广泛的方式为更换绝缘导线，更换绝缘导线不仅需要架设新的杆塔，还需要较长的停电时间，工程量大，投资成本高，施工不便，特别是山区、丘陵地区、丛林区施工难度尤为困难，跨江、跨河、山谷等特殊地形无法更换绝缘导线。架空线路绝缘包覆机器人可以在原架设的线路上，将绝缘涂料均匀包覆在架空裸导线上，实现配电网裸导线绝缘化改造，大幅度缩短停电时间，降低施工成本，节约人力物力。

　4月22日，国家发改委修订发布《输配电定价成本监审办法（试行）》（下称《办法》），向社会公开征求意见。值得注意的是，本次新规趋严细化。

近年来，随着光伏，储能等分布式电源设备价格的大幅度下降，分布式电源已经成为保障配网可靠性的重要手段。以云南地区为例，部分电网末梢地区，供电半径大，远超设计标准，地形复杂，架设配网线路困难。为保证村村通电的号召，架设配网线路，一方面投资成本大，末端用户用电量少，经济性不合理，另一方面线路维护成本高，且末端存在低电压等现象，资产利用率低下的问题。因此，利用分布式或微网技术，为线路末端地区进行供电，可以有效提升线路的可靠性，更能够降低配网线路改造的成本。报告对于利用分布式技术对于配网进行支撑提出了解决思路及面临问题。

（电力规划设计总院）新型储能是支撑新型电力系统建设、最大限度利用风光等绿色能源的关键技术，截至2021年底，我国已投运新型储能装机规模（不含储热）超过400万千瓦。当前电网侧新型储能的功能以促进局部地区新能源消纳、替代输变电工程投资为主，但其综合性、全局性功能发挥不足。同时当前储能发展受限于成本疏导机制尚不明确，完全通过参与市场化方式回收投资成本仍存在难度和风险。本文结合新型电力系统建设需求，分析电网侧新型储能的功能定位，并研究提出可能的成本回收机制，为后续推广应用提供发展思路。

台风会对配电网系统造成严重影响，制定架空线路的防风加固规划方案至关重要。为提高配电网抵御自然灾害的韧性，提出一种计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法，通过模拟台风登陆至消亡时刻全过程实时风况信息，对各线路实施差异化加固。首先，利用狄利克雷过程混合模型(dirichlet process mixture model, DPMM)聚类算法提取典型台风登陆场景，结合风暴轨迹模型和Batts风场模型模拟实时台风移动路径和台风风场，计算配电网线路实时故障概率。然后，结合台风场景模拟结果和不同设计风速标准下的差异化的架空线路故障率，建立以多等级线路加固年投资成本、台风过境过程中失负荷成本、停电损失和维修成本最小为目标的双层随机规划模型，并利用Benders分解算法进行求解。最后，以改进IEEE33节点系统为例，对所提方法有效性进行了验证。

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力，提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系，定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略，建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标，制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化，实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型，采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化，进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明，该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性，为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。

随着能源耦合的发展及我国碳市场的不断完善，传统电力需求响应已不满足双碳背景下多能耦合的综合能源系统(integrated energy system, IES)发展现状。为提高IES的综合需求响应(integrated demand response, IDR)能力，建立了考虑碳市场与电−氢储能的园区−用户双层模型。其中上层模型为考虑电−氢储能投资成本、碳市场履约成本及电/气/热多能耦合的IES模型；下层为包含可转移、可削减电热负荷的用户模型。然后引入运营商作为园区管理者，以运营商净收益最大、用户成本最小为目标函数，构建了运营商−用户主从博弈框架。最后算例仿真分析了碳市场环境下园区的需求响应效果，以及园区碳排放强度对IES系统碳排放的影响，并配置了不同情况下园区的电−氢储能，结果验证了所建双层模型及其互动方法的有效性。

本项目面向配电网规划、投资计划、开工建设到生产运行全链条，从数据融合与深度挖掘、动态评价与智能诊断、差异化与标准化规划、项目优选及管控等多个层面开展关键技术研究。其中，数据融合与深度挖掘技术用于解决数据质量不能满足规划深度要求的问题；动态评价与智能诊断技术用于解决电网发展评估问题；差异化与标准化规划及其决策系统用于提升配电网规划水平；项目优选及管控技术及其决策系统主要用于提升项目管理水平，实现配网精准投入。 本项目成果将在国家电网公司经营区内全面推广，通过总部、省公司、地市公司三级应用，有效支撑110千伏及以下电网规划、用户接入等工作。项目研究成果的应用将大大提高公司的规划和项目管理水平，节约和延缓投资成本，带来巨大经济效益。电网发展评价指标体系与标准化规划设计模式，可以加强省公司配电网规划工作的质量与效率，实现更加精细的配电网规划；通过投资决策与风险监控的闭环反馈机制，构建出全链条电网投资项目管控体系，实现项目风险实时捕捉，使总部可以更有效地进行项目优选及动态全过程管控；项目研究的数据融合与深度挖掘技术，不仅可以提高配电网海量数据实时处理能力，还可以加快数据处理效率，实现复杂电网数据模型的成功化简，同时研发配电网全过程规划设计决策支持系统，通过总部、省公司、地市公司三级应用，实现配电网全过程规划和项目精益化管理。

虚拟电厂通过先进的通信、计量、控制等技术聚合不同的灵活性资源，实现资源综合协调优化控制，是提高电网安全水平、降低用户用能成本、促进新能源消纳的重要措施。而基于云服务的计算框架将虚拟电厂优化调度的求解转移至云端服务器完成，在降低本地计算压力和计算资源投资成本的同时也带来了新的隐私安全问题。为了应对云计算过程中云端服务器与园区之间信息交互存在的隐私泄漏风险，文章研究并提出了面向云服务的虚拟电厂优化调度过程中基线计算环节的信息伪装机制，利用基于线性映射的信息伪装算法将原优化问题的参数及变量信息进行伪装，在有效保证云端模型求解正确性的同时，可靠地保护园区数据隐私。通过对算例优化结果以及信息伪装特性的分析验证了所提模型和方法的有效性。

微电网系统通过风、光、储等多类型分布式电源之间的互补协同开发提升分布式可再生能源并网的友好性，是解决分布式可再生能源消纳和提高用户供电可靠性的有效手段，也是我国建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的必要途径。目前，对于微电网技术成果多聚焦于微电网系统建设运行全链条环节中某个独立领域，缺乏系统性的技术研究成果，导致微电网系统的规划、建设、运行及关键设备研发等层面相互割裂，带来了微电网系统投资成本高、投资回收期长、运行控制难度大、供电电能质量难以保障等一系列问题。 本成果以可再生能源最优消纳及用户高可靠供电为目标，兼顾建设经济性与运行可靠性，开展涵盖风、光、储等多种分布式可再生能源的微电网系统规划、组网、多模态运行控制、电能质量治理及能量优化调度管理等一体化全过程技术成果研发，并完成了工程示范应用，主要创新如下：（1）提出了一种面向微电网系统组网、多模态稳定运行及电能质量治理的全环节微电网高可靠供电技术，实现了系统并网/孤网全工况稳定运行及无缝切换，在提升微电网供电可靠性和电能质量的技术全面性和可实施性方面领先国内外同类研究；（2）提出了一种多时空互补微电网的复杂混合整数非线性双层优化规划模型及其高效求解算法，实现了微电网经济性、可靠性、环保性相协调的规划目标，在规划模型全面性、求解效率方面领先国内外同类研究；（3）提出了微电网群分层运行、调控与评估的一体化方法,率先应用协同演化博弈算法和全景能量函数研究微电群与配电网的互动模式，在微网群协同以及微电网与配电协同运行方面领先国外同类研究；（4）提出了多类型分布式电源就地自主控制与系统集中调控相结合的微电网工程调控架构，有效保障微电网工程多模态运行控制的电压/频率稳定性，在微电网工程的可复制推广性及可靠供电效果方面领先国内外同类工程。 本成果共发表论文 38 篇，其中 SCI 检索 6 篇，EI 检索 21 篇；授权发明专利 13 项，授权实用新型专利 3 项，获得软件著作权 1 项；应用成果发布国家标准 1 项。本成果先后在多个微电网工程中进行了推广应用，显著提升了区域内供电可靠性和供电电能质量，增强了分布式可再生能源消纳能力，同时延缓/降低电网设施投资，有力推动区域能源消费结构升级；项目牵头单位依据项目成果获批“山东省分布式发电及微电网工程试验室”，推动相关技术成果的进行产品转化，显著带动我国分布式发电及微电网领域相关高新技术产业发展。