學術論文 | 配電能源互聯網：從虛拟電廠到虛拟電力系統
??作者簡介：
張小平，男，教授，博士生導師,研究方向為全球電力能源互聯網,能源聯合體(Energy Union)，智能電網，柔性交流輸電系統和直流電網的實時仿真、保護和控制,風能和海浪能可再生能源發電的控制，智能用戶，電力市場分析。
伯明翰大學電力與控制系統系張小平教授團隊目前擁有教授1人、特約教授1人、高級講師3人，講師1人，博士後2人，博士生20餘人。主要從事控制方法與決策工具，能量系統建模、經濟學和政策，電力系統與智能電網規劃、調度運行、高壓直流輸電、柔性直流輸電、實時仿真、新能源、穩定性與控制、需求側管理、信息安全等領域的研究工作。團隊的研究工作是高度跨學科的，并與伯明翰大學能源研究院和由英國工程與自然研究理事會資助的伯明翰大學低溫儲能中心有着深度合作。同時與阿爾斯通，E.ON，英國國家電網，中國國家電網等國際上領先的電力相關行業公司有着良好的合作關系。
本文摘自中國電機工程學報的官方微信号“中國電機工程學報”，特此感謝！
配電能源互聯網：從虛拟電廠到虛拟電力系統
張小平, 李佳甯, 付灏
DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.14.007
1. 研究背景
當前的電網改革越來越強調減少對氣候變化的影響，降低碳排放量并鼓勵分布式發電。随着風電，光伏等分布式可再生能源大規模接入以及儲能技術的快速發展，需求側管理和虛拟電廠技術已經成為由智能電網向電力能源互聯網邁進的關鍵因素。本文在全球電力能源互聯網(global power & energy internet，GPEI)和配電電力能源互聯網(distribution power & energy internet，DPEI)的框架下提出全新的虛拟電力系統(virtual power system，VPS)概念。
2. 配電電力能源互聯網
近年來，全球電力與能源互聯網的理念被提出與完善。它主要包含了用戶層，城市層，國家層與跨國層4個層面，并依賴于信息通信，廣域測控，智能電表，高壓直流輸電與柔性直流輸電，儲能與電動汽車，新能源與炭捕捉與存儲等技術。而配電電力能源互聯網主要是用戶層與城市層的組合，這其中智能家庭與智能建築起着重要的作用。
3. 虛拟電廠、虛拟電力系統與配電電力能源互聯網運營商
虛拟電廠(virtual power plant，VPP)技術已經提出了多年，并趨向于成熟與穩定。該技術運用信息和通信技術與需求側管理技術，将新能源、儲能與可控負荷等整合為一個虛拟池并接入到統一的電力管理平台。虛拟電廠在歐洲乃至全球多個國家有試點項目。虛拟電力系統大大擴展了虛拟電廠的概念，高度集成并利用物聯網和雲計算技術，在進行虛拟電廠聚合與優化時充分考慮本地基礎設施以及線路的約束與限制，同時本文對二者的異同也做了比較。除此之外，本文還引出配電電力能源互聯網運營商(distribution power & energy internetoperator，DEIO)的概念。配電電力能源互聯網運營商在虛拟電力系統中主要負責聚合與協調多個虛拟電廠，着重于區域性需求側管理，電力與能源的供需平衡，潮流與電壓控制，配電網絡下的阻塞管理等。除了傳統意義上的電力配電網調度運行以外，還負責區域内的電、氣、熱網間的深度協調與整合。
4. 結論
本文在提出了全新的虛拟電力系統概念，強調在聚合與優化多個虛拟電廠時本地電力能源網基礎設施條件約束的重要性，引出了配電電力能源互聯網運營商的概念。相比之下傳統的配電系統運營商隻負責電力系統調度運行，而配電電力能源互聯網運營商還包含了氣與熱網。同時，新的能源市場模型與機制将會帶來新的商機，但是電力和能源系統調度運行的複雜性也是可以遇見的。在這種情況下，需要開發合适的系統框架與業務模式以及相應的支持工具與算法。
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