德国分布式电源的发展经验及其启示

德国是世界上分布式电源发展的典范,尤其是在发展用户侧光伏发电系统方面积累了丰富的经验。德国强调立法的科学性和可操作性,借助灵活的上网电价机制,兼顾各方利益,充分调动各方积极性,同时通过简单便捷的管理流程、明确严格的并网技术标准,依托配电网和大电网建设,实现光伏发电的积极、有序、可持续发展。我国分布式电源并网管理整体来看已走在世界前列,但仍需在政策体系和管理机制上进一步优化。建议我国应借鉴德国经验,将中长期发展目标与年度计划有效衔接,采用灵活的上网电价调整机制,根据装机规模合理调整上网电价;加快建立适应分布式电源的项目全过程管理机制;加快分布式电源标准体系建设,保障公共电网安全稳定;借鉴德国的三量双价制:电网企业利用既有网络、技术和服务优势,负责上、下网电量和系统发电量的计量,政府给予自用电量电价补贴,鼓励合理确定项目装机容量或通过储能装置提高自用电量;加快推进智能电网建设。     

分布式发电微网系统暂态时域仿真方法研究——（一）基本框架与仿真算法

分布式发电微网系统具有较强的非线性与随机性,其动态过程更加复杂,详细的暂态时域响应特性需要对元件进行详细建模,采用基于节点方程的电磁暂态仿真的基本框架作为实现分布式发电微网系统暂态仿真的基础。介绍了实现暂态仿真所采用的各种算法,比较了不同方法的优劣。具体为:采用增广的改进节点方程扩展了电气系统的建模能力;采用牛顿法迭代求解控制系统消除了非线性元件的内部时延,利用伪牛顿法提高了控制系统的计算速度;采用插值算法解决电力电子开关仿真时的各种问题。最后,讨论了分布式发电微网系统的初始化方法。     

分布式发电微网系统暂态时域仿真方法研究——（二）建模、设计与实现

通过对分布式发电微网系统各组成部分的详细分析,介绍了基于一般应用场景下的暂态仿真建模需求,特别强调了各种分布式电源的建模方式,在此基础上采用面向对象思想设计并实现了分布式发电微网系统暂态仿真程序,应用分层设计明确了计算资源、仿真计算与高级应用间的相互关系,通过对对象和接口的详细设计降低了程序的耦合,提高了对象的内聚性和算法的复用性.分布式发电微网系统暂态仿真程序提供了系统底层的建模与计算能力,同时具有良好的可扩展性,可以满足各种应用场景下的仿真计算需求.     

分布式发电微网系统暂态时域仿真方法研究——（三）算例实现与仿真验证

为验证分布式发电系统暂态仿真算法的正确性和有效性,通过选取典型的分布式电源及相应的控制策略,实现了包括光伏发电单元、固体氧化物燃料电池发电单元、微型燃气轮机发电单元及蓄电池储能单元在内的各种分布式发电系统的建模与暂态仿真,考察了在欧盟典型低压微网系统结构下,微网从并网状态切换到孤岛状态时系统的暂态过程,详细比较了TSDG与MATLAB/SimPowerSystems的仿真结果.仿真结果表明TSDG与MATLAB/SimPowerSystems计算误差不超过0.1％,具有良好的数值精度与数值稳定性.伪牛顿法对程序仿真计算速度具有较大幅度的提升.讨论了未来通过并行思想、多速率算法等方式提高程序计算性能的思路.     

中国“十四五”新能源发展研判及需要关注的问题

新能源发电即将步入平价上网时代,近中期仍将快速发展,在全网总装机中的占比将继续提高,其发展应放到整个能源电力行业发展的框架内进行统筹考虑。结合中国新能源发电成本和接入电力系统引起的利用成本趋势研判,分析未来平价上网和平价利用情况,研究“十四五”中国新能源发展总体情况以及需要关注的4个关键问题,提出实现高比例新能源与电力系统协调发展的政策建议。     

新能源为主体电力系统的需求侧资源利用关键技术及展望

能源转型背景下的电力清洁低碳化将推动传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统发展.新型电力系统中的电力供应保障和安全稳定运行能力将受到高比例新能源的极大挑战,传统电力系统运行模式下单靠电源侧资源已无法满足安全稳定且经济高效的电力供应要求,必须充分挖掘需求侧资源的潜力,由"源随荷动"向"源荷互动"转变.文中首先阐述了新型电力系统面临的电力安全可靠经济供应新形势,其次研究分析了国内外需求侧资源利用实践,在此基础上,提出了面向新型电力系统的需求侧资源利用关键技术,并从资源开发重点、运行管理、市场机制、政策措施、商业模式5个方面对中国新型电力系统需求侧资源利用进行了展望.     

配电网分布式储能运营模式及应用价值研究

分布式储能是提高配电网高效运行水平以及保障可靠供电的重要技术措施。针对分布式储能在配电网中的功能定位,提出替代投资、保障供电和辅助服务3类基本应用场景,在此基础上根据监管和市场2种环境,分析电网企业和社会资本投资界限,并提出2类主体投资建设的配网侧分布式储能项目典型运营模式、盈利模式。构建固定式储能周期性移峰以及移动式储能非周期性移峰2种典型模式的技术经济模型,比对配网设施的投资替代分析项目的可行性,案例结果表明,固定式储能在“杠杆效益”显著的场景下,移动式储能达到一定的利用次数时,技术经济性好于配电网升级改造。     

基于多因素权重优化的分布式电源布局预测方法

分布式电源具有投资门槛低、可安装地点多、政策大力支持、地方政府核准备案等特点,因此,分布式电源发展布局受政策的影响相对较小,更趋市场化,可以对未来布局进行预测。分布式电源发展布局的影响因素包括资源条件、项目经济性和电网条件等,需要综合考虑。为准确预测未来各省分布式电源发展规模,引导分布式电源科学规划,提出了一种基于多因素权重优化的分布式电源布局预测方法,综合考虑多种影响因素,并利用历史年份数据优化确定各个影响因素的权重,进而对未来目标年份的分布式电源布局进行预测,具有考虑影响因素全面、因素权重准确、易于软件实现等特点。通过对分布式光伏发电的案例分析,未来中东部地区将成为分布式电源发展重点地区。     

虚拟电厂在分布式光伏发电应用示范区中的应用及前景

随着新能源城市、光伏发电应用示范区等的发展,分布式电源高渗透率的情况逐渐凸显,这给地区电网带来了新的运营和管理问题。虚拟电厂(virtual power plant,VPP)以其创新的运营模式为此类问题提供了可行的解决方案。在分析虚拟电厂的概念、特征、结构、功能等的基础上,重点围绕虚拟电厂在分布式光伏发电应用示范区中的应用开展研究和讨论,分析虚拟电厂的应用前景和先决条件,最后提出虚拟电厂未来发展应重点关注的问题。