国际研发项目集——配电网与输电网运营的先进合作

IEA-PVPS 任务 14 活动 2.7 的报告汇集了 19 个国际研发项目，重点关注 TSO/DSO 之间的先进合作流程。这些项目来自美国、欧洲和日本，涵盖了各种协调方案、市场架构和 ICT 解决方案，旨在提高分布式发电（尤其是光伏）的整合水平。

主要发现和结论：

• TSO/DSO 网格操作挑战： 研发项目广泛探讨了 TSO/DSO 网格操作挑战，包括拥堵管理、平衡挑战和分布式可再生能源的电压支持。然而，协调保护、电网恢复和黑启动方面的研究相对较少。
• 协调方案： 多个项目开发了新的 TSO/DSO 协调方案，这些方案通常考虑了 DSO 在协调和提供辅助系统服务方面的更大责任。例如，SmartNet 项目分析了五种不同的协调方案，而 SysDL 2.0 项目则研究了 DSO 通过可控分布式发电机和其他可控设备（STATCOM、OLTC 等）向 TSO 提供辅助服务的协调方法。
• 市场设计： 由于分布式资源的动态性和不可控性，研发项目开发了区域辅助服务市场，以满足不同地点的特定需求。例如，SmartNet 项目和 CALLIA 项目都提出了区域市场设计，以覆盖拥堵管理、平衡挑战和/或电压控制（例如无功市场）等服务。
• ICT 基础设施和通信协议： 多个项目强调了进一步标准化和自动化 TSO 和 DSO 之间通信的重要性。CIM 和 CGMES 是欧洲研发项目中广泛使用的标准模型，用于数据交换。例如，SysDL 2.0 项目、TDX-ASSIST 项目和 EU-SysFlex 项目都使用了标准化接口，以提高互操作性和可扩展性。
• 网络自动化： 先进的网络自动化是 TSO/DSO 合作的关键推动因素。研发项目重点研究了分布式层面的态势感知（例如 DER 和负荷预测、状态估计和高级监控）以及系统可控性（例如主动和 reactive 功率调度/分配 DER）。
• 规划和运营： 随着分布式资源渗透率的提高，TSO 和 DSO 之间在运营和长期规划方面的协调也变得更加重要。例如，SysDL 2.0 项目和 INTERPLAN 项目都研究了开发适当的电网等效物，以进行传输和配电层面的综合系统研究。

技术准备水平：

• 大型光伏系统： 大型光伏系统（装机容量大于 2 兆瓦，高压或中压互联）在自主控制特性（例如功率频率特性 P(f)、故障穿越要求 (FRT) 和局部无功特性）方面通常具有较高的技术准备水平。然而，仍然需要研发来充分理解和优化这些功能对主电网的影响。
• 住宅光伏系统： 住宅光伏系统（装机容量≤10千瓦，低压互联）在本地控制特性（例如功率频率特性 P(f)、故障穿越要求 (FRT) 和局部无功特性）方面通常具有较高的技术准备水平。然而，需要大量的研发来进一步优化和理解这些特性对主电网的影响。此外，住宅光伏系统需要先进的配电自动化、聚合措施（例如通过虚拟电厂 VPP 和/或分布式能源资源管理系统 DERMS）以及通信基础设施，才能有效地提供主系统服务。

未来展望：

• IEA PVPS 任务 14 第三阶段将扩大范围，涵盖离网电网和与广泛区域电网互联较弱的光伏系统。
• 将更加重视可再生能源和/或配电单元的广泛系统支持，并制定综合的传输和配电电网规划和运营方案。

总体而言，该报告强调了 TSO/DSO 合作在整合高比例分布式发电（尤其是光伏）方面的重要性，并确定了需要进一步研发的关键领域。