综合能源创新融合 - 系统运行创新路径

前言：在本系列前面的文章中，我们分析介绍了综合能源创新融合的技术创新、商业模式、市场设计，今天我们来介绍系统运行中的创新路径。创新的电力系统运营方式可以整合更多份额的可变可再生能源发电。分布式发电需要新的运行方式来运作配电网、促进分布式发电市场以及增强电力系统的灵活性，并且可以减少由于电网拥堵导致的可再生能源产能的缩减，从而缓解电网压力。

（来源：微信公众号：交能网 ID： jiaonengwang 作者：蒋冉止）

由于新技术与市场法规的出现，电力系统的运作正在发生变化。首先，分布式发电份额的增加和系统的分散化将配电电网转变为双向电力网络流，而这需要新的系统运行来实践。因此配电和输电系统运营商进行合作，以更好地将分布式能源整合到整个系统中。其次，新的系统运行需要管理VRE（可变可再生能源）的不确定性。准确的VRE生成预测方法用以减少这种不确定性。其他增加灵活性的系统设计也在兴起，例如抽水蓄能。由于丰富的VRE源区域远离需求中心（风能），网格拥塞发生的时间有限。创新的系统运行的出现，通常采用储能设备或者采用动态网线负荷评级，从而取代了需要高投资来加强的生产线。

分布式能源运行的电力系统正在世界范围内发展。传统上被认为是该行业的"沉寂"部分-网格在集成VRE 中发挥着重要的作用。屋顶太阳能光伏、微型风力涡轮机、电池储能系统、插电式电动汽车、智能家电等分布式能源的出现使消费者成为电力系统的积极参与者。这将极大影响系统运营商的角色和责任。配电系统运营商的责任将从单纯的电力运营商转变为在运行电网和促进分布式能源参与进系统中的重要角色。并且应加强与输电系统运营商的协调，使信息进行双向流动。

配电系统运营商的未来作用


FTM，BTM系统图解，来源：EnergySage

输电和配电系统运营商之间的合作


接纳不确定性

风能和太阳能发电的变化与不确定性是对电力系统运行的重大挑战。实时平衡发电和负载需要更灵活的系统，其需具备更大的储存能力。现有的抽水水电站可以提高系统对发电量的变化的适应。并且现在的模型也可以更好地预测可再生能源的发电。

可变可再生能源发电的精准预测


抽水蓄能电站的创新运行

系统网格加固延迟（Grid reinforcement deferral）

随着可再生能源发电量的增加，输电系统变得更加复杂。不断变化的需求模式和新的可变可再生能源（VRE）的发电需要高效的输电管理，以防止可再生能源发电的拥堵。当可变可再生能源的渗透率高时，在有限的时间内网格中可能发生拥堵。非线性替代方案被引入该系统，使用电池、建筑集成风能太阳能电池或动态网线负荷，来替代昂贵的输电基础设施的升级。

虚拟电网


动态网线负荷