柔性负荷

简述了直流配电技术发展的背景、面临的挑战，以及技术应用现状，并介绍了美国、德国、英国、韩国，以及我国厦门、甘肃、浙江、深圳、上海等诸多国内外直流配电技术的典型案例。 报告指出，直流配电技术在供电能力、电能质量、可控性以及对分布式可再生能源和柔性负荷的兼容性等方面均表现出突出的优势。在大规模海上风电、用户定制电力系统以及终端负荷供电等方面均表现出竞争力和广阔的应用前景。美国、欧洲及日本均提出了相应的系统架构或建设了研究网络，直流配电技术正处于探索及试点期，技术高速发展，潜力巨大。需要科学、理智地思考战略策略和技术路线。

随着全球能源转型的加速推进，我国也在积极推进双碳目标，新能源的发展成为重要趋势。然而，新能源的波动性、随机性等特点给电力系统的稳定运行带来了挑战。高效柔性负荷微网系统的提出，旨在解决新能源并网带来的问题，提高能源利用效率，促进能源清洁低碳转型。

配电网由电能配送网络演化为分布式资源高渗透接入、柔性负荷参与互动的“新型局域电力系统”

虚拟电厂是构建规模化、常态化、精准化负荷可调能力的有效手段，是通过有效聚合、协调控制各类分布式资源形成具备常规电厂外特性且可被常态化调度的特殊电厂。商业建筑虚拟电厂是在商业建筑负荷领域开展大规模、精准化电力需求响应的实现方式，其以中央空调等柔性负荷资源为聚合对象，对上参与电力市场交易并接受调度指令，对下协调用户侧设备运行，整合用户参与市场化交易获利。项目产学研联合攻关.

风电接入从发电侧降低了电力系统碳排放，而引入需求响应消纳弃风为从负荷侧降碳提供了新思路。综合考虑风电和需求响应，基于电力系统碳排放流理论提出了日前日内两阶段电网低碳优化调度方法。首先，对电力系统碳排放流理论进行了分析，建立负荷侧的节点碳势模型；然后，将柔性负荷分为可转移和可削减两类负荷，基于负荷节点碳势模型设计了调用这两类负荷降碳的响应机制；在此基础上，建立了考虑低碳性和经济性的源荷协调日前优化调度模型，基于模型预测控制对日前优化调度模型进行求解，并通过反馈校正调整日内调度结果。最后分别通过改进PJM-5节点和IEEE-300系统进行仿真验证，结果表明，提出的优化调度方法能够有效促进柔性负荷消纳风电，减少弃风的同时实现负荷侧降碳的目标。

在“双碳”目标背景下，针对实现配电网低碳经济运行问题，提出了一种“源-网-荷-储”协调控制的配电网低碳经济优化方法。首先，以考虑弃风弃光成本、柔性负荷与储能装置调度成本、碳排放成本等的配电网综合成本最小为目标函数进行建模。其次，通过二阶锥松弛技术，将其转变为混合整数凸规划模型，进一步提高计算速率。然后通过修改的IEEE 33节点配电系统证明了该方法在降低配电网经济成本和碳排放方面的优越性。最后，对“源-网-荷-储”协调优化中不同降碳措施的效果进行了灵敏度分析，并以此为基础研究了协调低碳经济运行与传统经济运行之间矛盾与统一的博弈关系，得出了在不同环境条件下两种运行方式之间的相同点与差异点。

本项目属于电力系统运行与控制领域，涉及电力系统、计算机和通信等专业，由科研、制造、运行等单位联合参与攻关。 依托系列科技项目，历时7年，产学研协同攻关，以提升高密度负荷城市电网低碳经济性安全稳定运行为目标，从低碳经济调度、在线预警与辅助决策、安全稳定所需精准负荷控制等方面开展了输-配-用协同优化控制研究，研发系统和设备均实际工程应用。主要创新点: ①提出了覆盖发-输-配-用的城市电网碳-能复合流最优潮流模型及均衡迁移学习求解方法，实现了计及多类柔性负荷参与输-配-用的多时间尺度协同调度决策。②提出了基于多源数据智能挖掘技术的细分行业负荷调节特性在线识别方法，实现了稳控系统运行状态快速分析统计和电网安全稳定在线预警分析与辅助决策，研发了计及智能负载的多维度精准负荷控制技术。③提出了基于异构多模实时通信网络的输-配-用协同控制系统架构，研发了覆盖输-配-用异速多类型通信接口的自适应保全映射技术，开发了电网输-配-用协同优化控制成套装备和系统。 授权专利20项、软著10项，实审专利6项，发表论文73篇(英文SCI 期刊35篇，中文EI 期刊24篇)。项目成果有效促进清洁能源全额消纳、经济调度效益明显，有效降低电网侧日均碳排放，降低发用电企业成本；有效提升了电网安全稳定运行水平，助力深圳供电局成为南网连续多年唯一未发生电力安全三级及以上事件省级公司，有力促进供电可靠性大幅提升；大幅提升安全稳定控制精准度和响应速度。鉴定委员会一致认为该成果整体处于国际领先水平，有效促进了高密度负荷城市电网输-配-用系统调控技术发展，具有广阔的推广应用前景。

大量柔性负荷接入低压配电网,使配电网潮流分布变得复杂,信号畸变严重,过流特征微弱,故障特征不明显,基于工频信号的故障定位方案不再适用。文章首先利用电流全波有效值和故障电流相位改进了故障判据,构造了新的适应度函数表达式,然后搭建了面向低压配电网的区段故障定位分层降维分析模型,最终得到了基于全电流方向特征的低压配电网故障定位方法,并进行了仿真验证。结果表明该方法能够快速准确识别判定故障信息,不受畸变信息干扰。

近日，随着广东省新型电力负荷管理系统主站对I型智能柔性调控终端下达远程调控分合闸指令，位于广东省江门市岭梅社区内的4G/5G通信基站实现市电及储能电池的自动无缝切换。该基站在负荷柔性可调的同时保证了通信设备不间断运行，标志着南方电网公司实现4G/5G通信基站柔性负荷调控“零的突破”。

2023年5月4日，从国际电气与电子工程师学会（IEEE）获悉，由中国电力科学研究院有限公司（以下简称中国电科院）牵头编制的IEEE标准《智能配电网风险辨识与评估推荐性实践》获批发布。该标准是世界首个智能配电网风险防控方面的标准，可为大规模分布式电源和柔性负荷接入条件下的智能配电网风险辨识与评估提供规范化的方法指导与技术路线。