丁一

（浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，杭州　310027）

◆本刊專稿◆

以需求側(cè)平衡資源為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)市場(chǎng)設(shè)計(jì)示范項(xiàng)目
——?dú)W盟智能生態(tài)電網(wǎng)（Ecogrid EU）項(xiàng)目介紹

丁一

（浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，杭州310027）

1　項(xiàng)目背景

全球變暖以及能源供應(yīng)安全是歐洲以及國(guó)際社會(huì)、各國(guó)政府現(xiàn)在所面臨的兩項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。在未來(lái)的能源網(wǎng)絡(luò)中，可再生能源（如：風(fēng)電、光伏發(fā)電等）的使用能夠在一定程度上提高能源供應(yīng)的安全，并能夠緩解傳統(tǒng)能源消耗對(duì)環(huán)境所造成的負(fù)面影響「1-2」。然而，與傳統(tǒng)發(fā)電相比，可再生能源發(fā)電有其固有的特點(diǎn)，隨著天氣的變化，其電量供應(yīng)會(huì)呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)性與不可控性。所以高滲透率的可再生能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的需求供應(yīng)平衡提出了巨大挑戰(zhàn)，這有可能形成可再生能源發(fā)電有效利用的瓶頸。

可再生能源發(fā)電已在歐洲的許多地區(qū)扮演了不可或缺的角色。在丹麥，30%的能源消耗來(lái)自于可再生能源發(fā)電，而其中2/3的能源來(lái)自于風(fēng)力發(fā)電「3」。到2020年，丹麥的可再生能源發(fā)電量將至少占據(jù)總電量消耗中35%的比例，而這部分可再生能源中，有一半的電力供應(yīng)將由風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)「4」。在一年中很多時(shí)候，丹麥的風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)超過(guò)了其負(fù)荷需求，而且隨著時(shí)間的推移，這種現(xiàn)象將會(huì)更加普遍，從而增加了平衡資源（balancing resources）的需求。目前，跨國(guó)的北歐和歐洲大陸的互聯(lián)系統(tǒng)提供了系統(tǒng)中所需的大部分平衡資源「5」。在不久的將來(lái)，隨著更大規(guī)?？稍偕茉措娫吹囊?guī)模接入，這些平衡資源的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)愈加激烈，同時(shí)預(yù)計(jì)這些平衡資源的成本將會(huì)有所上升。

在傳統(tǒng)的集中性電力市場(chǎng)中，電力需求往往是被動(dòng)且不可控的，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)也沒(méi)有積極的促進(jìn)作用。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在不久的將來(lái)需求側(cè)的地位將會(huì)發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。隨著通信系統(tǒng)和智能電能表的廣泛應(yīng)用，使得用戶需求可以對(duì)市場(chǎng)信號(hào)做出積極響應(yīng)，其與系統(tǒng)運(yùn)行互相作用、參與系統(tǒng)平衡成為可能。這種情況下，位于配電網(wǎng)側(cè)的中小用戶能夠提供巨大的需求響應(yīng)資源，用以協(xié)助具有高滲透率可再生能源電力系統(tǒng)的平衡，從而徹底改變了電力系統(tǒng)的規(guī)劃、發(fā)展和運(yùn)行方式「5」。

在現(xiàn)有的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中，中小用戶面臨著提供平衡服務(wù)的屏障。確保采用盡可能經(jīng)濟(jì)高效的電力系統(tǒng)平衡方式是將這些中小用戶引入市場(chǎng)的前提。歐盟智能生態(tài)電網(wǎng)（Ecogrid EU）項(xiàng)目是歐盟第七框架計(jì)劃（FP7）大型智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目。此項(xiàng)目旨在利用先進(jìn)的柔性負(fù)荷和智能電網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)平衡電網(wǎng)內(nèi)電源與負(fù)荷，保證高滲透率可再生能源接入的電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。該項(xiàng)目囊括了來(lái)自10個(gè)國(guó)家的16個(gè)合作伙伴，項(xiàng)目總預(yù)算超過(guò)2 000萬(wàn)歐元，被譽(yù)為未來(lái)歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的典范。Ecogrid EU項(xiàng)目的聚焦點(diǎn)在于其允許小容量的分布式電源和終端用戶參與到電力市場(chǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行中。與現(xiàn)有的電力報(bào)價(jià)市場(chǎng)相反，Ecogrid EU市場(chǎng)是一個(gè)無(wú)報(bào)價(jià)的實(shí)時(shí)市場(chǎng)（bidless real time market），實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商設(shè)定5 min間隔的實(shí)時(shí)電價(jià)（電網(wǎng)公司根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)確定），而小容量分布式電源、終端用戶將會(huì)根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)電價(jià)而做出提供平衡資源的響應(yīng)。

為了讓Ecogrid EU的方案能夠廣泛的應(yīng)用，其市場(chǎng)概念項(xiàng)目將會(huì)應(yīng)用在現(xiàn)有的電力交易所和管制的電力市場(chǎng)中。此市場(chǎng)概念項(xiàng)目和Ecogrid EU項(xiàng)目的示范地點(diǎn)位于丹麥的博恩霍姆（Bornholm）島，這是該實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)在北歐電力市場(chǎng)中的首次運(yùn)作。

2　Ecogrid EU市場(chǎng)概念

Ecogrid EU項(xiàng)目構(gòu)建了一個(gè)把中小用戶、分布式電源并入已存在的電力市場(chǎng)、平衡措施、電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的新電力市場(chǎng)概念。該市場(chǎng)消除了分布式電源和中小用戶進(jìn)入目前電力市場(chǎng)所面臨的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，諸如：規(guī)模性的電力需求（如：北歐調(diào)節(jié)市場(chǎng)10 MW的最小報(bào)價(jià)量）、線上監(jiān)測(cè)、運(yùn)行管理負(fù)擔(dān)（市場(chǎng)報(bào)價(jià)、遵循發(fā)電計(jì)劃、債務(wù)承擔(dān)）等。Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)傾向于更短的時(shí)間間隔（如：5 min），這能更好的與系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行相匹配，與此同時(shí)，也能給市場(chǎng)參與者帶來(lái)獲得經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的可能。圖1「6」描述了Ecogrid EU如何與現(xiàn)有的電力市場(chǎng)相融合。

圖1中，現(xiàn)有的電力市場(chǎng)可根據(jù)時(shí)間間隔的不同細(xì)分為：日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)、調(diào)節(jié)市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)等，隨著時(shí)間間隔越來(lái)越短，系統(tǒng)的波動(dòng)性越強(qiáng)。Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)是當(dāng)前電力市場(chǎng)的一部分，其支持在較短的時(shí)間范圍內(nèi)提供系統(tǒng)所需的平衡服務(wù)。

圖1　不同時(shí)間段所對(duì)應(yīng)的電力市場(chǎng)

2.1Ecogrid EU市場(chǎng)設(shè)計(jì)

Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)的架構(gòu)如圖2「6」所示。

圖2　Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)架構(gòu)

圖2中，由于在輸電/配電系統(tǒng)中出現(xiàn)了阻塞或者發(fā)電和負(fù)荷間出現(xiàn)了不平衡，此時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)電控制。實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商（如：輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商，TSO）以此不平衡需求為基礎(chǔ)來(lái)制定實(shí)時(shí)電價(jià)。市場(chǎng)參與者能夠接受到實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的實(shí)時(shí)電價(jià)，并據(jù)此進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)輸電阻塞不存在或者發(fā)電和用電相平衡時(shí)，實(shí)時(shí)電價(jià)將等于日前電價(jià)，實(shí)時(shí)運(yùn)行按照日前計(jì)劃進(jìn)行。市場(chǎng)參與者將根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)來(lái)調(diào)整自己的發(fā)電量與用電量，從而與電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)（regulating power market）中的大機(jī)組一起來(lái)維持電力系統(tǒng)的平衡。輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商能夠監(jiān)視市場(chǎng)參與者的行為，從而確保實(shí)現(xiàn)供應(yīng)、需求的平衡。

Ecogrid EU的市場(chǎng)設(shè)計(jì)中主要包含4部分。

（1）無(wú)電力報(bào)價(jià)的市場(chǎng)

當(dāng)前電力市場(chǎng)中提交發(fā)電計(jì)劃和報(bào)價(jià)的方式將不會(huì)決定Ecogrid EU市場(chǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)。根據(jù)所提的市場(chǎng)概念，分布式電源發(fā)電和智能用戶不需要決定其自身的電力報(bào)價(jià)，而只需要對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)作出相應(yīng)響應(yīng)即可，從而將其交易成本最小化。值得注意的是，分布式電源發(fā)電用戶的發(fā)電計(jì)劃對(duì)正常運(yùn)營(yíng)的平衡負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)（BRP）沒(méi)有干擾，正常運(yùn)營(yíng)的平衡負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)仍然會(huì)向市場(chǎng)（如：日前市場(chǎng)）提交自身的電力報(bào)價(jià)。本文所提的電力市場(chǎng)概念不同于其他智能電網(wǎng)解決方案。在其他的智能電網(wǎng)解決方案中，代理商提供電力報(bào)價(jià)參與競(jìng)價(jià)，從而可以得到相應(yīng)的電力均衡價(jià)格。

（2）電價(jià)由實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商制定

如上所述，Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)的一個(gè)主要特點(diǎn)為其電力價(jià)格不是由供需雙方的行為（供應(yīng)曲線和需求曲線的交叉點(diǎn)）共同決定，因此市場(chǎng)參與者也沒(méi)有必要向市場(chǎng)提交電力報(bào)價(jià)，取而代之的是，電力價(jià)格由獨(dú)立的實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商制定，并將其在有效的時(shí)間段前預(yù)先公布，這與真實(shí)的實(shí)時(shí)市場(chǎng)定義相一致，為了確保與電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)密切配合，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商將會(huì)扮演實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商的角色「7」。

為了提供必要的平衡服務(wù)，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商需要協(xié)調(diào)電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)與新的實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)。用戶可以在實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)或者零售商處獲得實(shí)時(shí)電價(jià)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，相比于實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)給出的平均價(jià)格，零售商給出的實(shí)時(shí)電價(jià)的平均值應(yīng)當(dāng)更具吸引力，否則，零售商（retailer）將會(huì)失去一些用戶。

（3）5 min的時(shí)間分辨率

Ecogrid EU實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)中，價(jià)格信號(hào)每5 min更新一次，若更新時(shí)間間隔設(shè)置太短，雖然在響應(yīng)時(shí)間方面將會(huì)有很高的效率，但同時(shí)會(huì)增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性。將電價(jià)自動(dòng)更新的時(shí)間分辨率設(shè)置為5 min，這樣設(shè)置能夠在響應(yīng)系統(tǒng)平衡的快速性與市場(chǎng)結(jié)算過(guò)程中的計(jì)算負(fù)擔(dān)上做出較好的均衡。而且，為了測(cè)量每一個(gè)市場(chǎng)時(shí)間間隔所對(duì)應(yīng)生產(chǎn)與消耗的電量，實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)的時(shí)間間隔須和智能電能表的時(shí)間間隔相匹配。

（4）區(qū)間定價(jià)

實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)的定價(jià)也可以基于輸電和配電側(cè)的區(qū)間定價(jià)，這將反映出電網(wǎng)容量的波動(dòng)并可作為控制電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的一種方式，如：電網(wǎng)阻塞之后隨之而來(lái)的電力消耗增加等。

隨著歐洲電力市場(chǎng)的發(fā)展，分離電力系統(tǒng)中的競(jìng)爭(zhēng)部分和壟斷部分顯得非常重要「8」。對(duì)用戶而言，區(qū)間定價(jià)被分為2部分：能源價(jià)格和過(guò)網(wǎng)費(fèi)，這種方式已在北歐電力系統(tǒng)中得以實(shí)施，而Ecogrid EU市場(chǎng)電價(jià)是理論上的市場(chǎng)價(jià)格。

2.2零售商的職責(zé)

Ecogrid EU市場(chǎng)一個(gè)重要的特征是，其發(fā)布的價(jià)格是系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商與平衡負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)間的最后成交價(jià)，其發(fā)布的時(shí)間應(yīng)早于其開始生效的時(shí)間，而平常的結(jié)算電價(jià)則是通過(guò)之后的計(jì)算獲得。

平衡負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)主要通過(guò)以下3種方式影響發(fā)電與用電。

（1）BRP能夠?qū)?shí)時(shí)電價(jià)以及預(yù)測(cè)或者其它相關(guān)的信息轉(zhuǎn)發(fā)給智能用戶，用戶將根據(jù)所接收到的電價(jià)、預(yù)測(cè)信息來(lái)優(yōu)化發(fā)用電的控制策略，然后用戶將以此電價(jià)進(jìn)行交易，由價(jià)格來(lái)引導(dǎo)設(shè)備的控制，包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制設(shè)備。

（2）BRP可以通過(guò)基于市場(chǎng)的控制來(lái)影響自動(dòng)控制裝置。根據(jù)電價(jià)來(lái)優(yōu)化發(fā)用電控制策略仍然由用戶來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而，控制系統(tǒng)需提前以彈性電力報(bào)價(jià)的形式將其設(shè)備的狀態(tài)傳輸給BPR系統(tǒng)。BRP能夠通過(guò)電力報(bào)價(jià)信息來(lái)確定可進(jìn)行的響應(yīng)，并對(duì)用電組合進(jìn)行優(yōu)化，這保證了自動(dòng)控制設(shè)備參與市場(chǎng)的同時(shí)，將部分電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到BRP。

（3）BRP能夠?qū)τ?jì)量表后的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的直接控制（direct control）。根據(jù)價(jià)格來(lái)優(yōu)化發(fā)用電的控制策略可以集中進(jìn)行，并可將用電組合優(yōu)化。此時(shí)，用戶將實(shí)時(shí)電價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移給BRP。

來(lái)自市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)包括實(shí)時(shí)電價(jià)以及相應(yīng)的預(yù)測(cè)，BRP或者電力供應(yīng)商允許終端用戶通過(guò)電力批發(fā)價(jià)格或者其他定價(jià)概念來(lái)進(jìn)行結(jié)算，BRP與市場(chǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)電價(jià)進(jìn)行結(jié)算。

2.3與電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)的相互作用

Ecogrid EU市場(chǎng)概念當(dāng)中，當(dāng)前的電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)需要維持盡可能小的變動(dòng)，理由如下。

第一，當(dāng)前的電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)在提供平衡資源方面起到了不可或缺的作用?，F(xiàn)有的電力市場(chǎng)能夠向輸電運(yùn)營(yíng)商提供較大量的電力需求，而這種需求在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中卻可能難以在短時(shí)間內(nèi)滿足；第二，擁有較大爬坡率的大型發(fā)電機(jī)組，如：水力發(fā)電機(jī)組，在現(xiàn)有的電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中起著不可或缺的作用。

實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)可以通過(guò)聚集大量分布式能源和彈性電力需求用戶對(duì)系統(tǒng)提供平衡服務(wù)，其對(duì)電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)（擁有較大容量的發(fā)電機(jī)組）做出了相應(yīng)的補(bǔ)充。圖3對(duì)實(shí)時(shí)市場(chǎng)和現(xiàn)有電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)的相互作用進(jìn)行了說(shuō)明。

圖3中，在上午9：00時(shí)，輸電運(yùn)營(yíng)商（TSO）沒(méi)有平衡服務(wù)需求，此時(shí)發(fā)布給產(chǎn)消者（prosumer）的實(shí)時(shí)電價(jià)信息與這個(gè)時(shí)段現(xiàn)貨市場(chǎng)上的電價(jià)相一致。在上午9：02，輸電運(yùn)營(yíng)商需要（P1+P2）的額外電力，此時(shí)，TSO立即向在調(diào)節(jié)市場(chǎng)的中標(biāo)機(jī)組發(fā)出指令，其將在15 min后獲得P1的電力需求（根據(jù)3次調(diào)節(jié)的規(guī)約要求，15 min的反應(yīng)時(shí)間），實(shí)時(shí)電價(jià)將會(huì)發(fā)送給接下來(lái)5 min（9：05～9：10）間隔中的產(chǎn)消者（prosumer），以從實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)中獲得P2的電力需求。

圖3　實(shí)時(shí)市場(chǎng)和現(xiàn)有電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)的相互作用

在電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中，每個(gè)階段的電力成交價(jià)等于這個(gè)時(shí)段給出的最低/最高電力報(bào)價(jià)的邊際成本。為了維持調(diào)節(jié)市場(chǎng)中的大型發(fā)電機(jī)組出力，調(diào)節(jié)市場(chǎng)的電價(jià)應(yīng)當(dāng)比實(shí)時(shí)市場(chǎng)電價(jià)更具有吸引力。如果在1 h內(nèi)波動(dòng)的邊際電價(jià)高于或者低于此時(shí)段的實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)電價(jià)，那么維持電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中的大型發(fā)電機(jī)組出力將可行。當(dāng)系統(tǒng)不平衡出現(xiàn)時(shí)，如果實(shí)時(shí)電價(jià)超過(guò)了電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中未被接受的電力報(bào)價(jià)時(shí)，電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中相應(yīng)的電力報(bào)價(jià)將會(huì)被接受。在這種方式下，電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)上采用邊際電價(jià)的基本原則得以維持，而且發(fā)電商能夠獲得比參與實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)時(shí)更豐厚的效益。

這意味著，通過(guò)參與到電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中，市場(chǎng)參與者將自己置于實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)之外，否則他們將在電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)和實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)之間進(jìn)行價(jià)格套利：在上升的電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中，市場(chǎng)參與者通過(guò)在實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)購(gòu)買電能，并將之置于電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)售賣；在下降的電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)中，市場(chǎng)參與者通過(guò)在電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)購(gòu)買電能，并將之置于實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)售賣。顯而易見(jiàn)，在此過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)真正的電能的生產(chǎn)與消耗，這導(dǎo)致電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)喪失了其作為平衡工具的作用。

實(shí)際上，這樣的問(wèn)題會(huì)在一定程度上被輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商所緩解，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商會(huì)將這些沒(méi)有在調(diào)節(jié)市場(chǎng)上履行自己所接受電力報(bào)價(jià)的市場(chǎng)參與者排除在實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)之外。為了完全阻止2個(gè)市場(chǎng)中的價(jià)格套利情況的出現(xiàn)，必須建立相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)則以確保市場(chǎng)參與者只能參與其中的一個(gè)市場(chǎng)。詳細(xì)的市場(chǎng)規(guī)則可定義為：只有小的產(chǎn)消者（如：容量低于10 MW）才能夠參與到實(shí)時(shí)市場(chǎng)，而大機(jī)組仍然在電力調(diào)節(jié)市場(chǎng)交易。

3　Ecogrid EU項(xiàng)目示范工程

Ecogrid EU項(xiàng)目在丹麥Bornholm島上所建的示范工程被視為歐洲第一個(gè)以電力市場(chǎng)為基礎(chǔ)的未來(lái)智能電網(wǎng)展示項(xiàng)目「9」。Bornholm島最大負(fù)荷為55 MW，最小負(fù)荷為16 MW，具有非常高的可再生能源滲透率，通過(guò)60 kV海纜經(jīng)由瑞典與北歐電網(wǎng)相連，并隸屬北歐電力市場(chǎng)。島上主要電源包括37 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，39 MW柴油機(jī)組，37 MW燃油蒸汽發(fā)電機(jī)組。島上清潔能源豐富，包括30 MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，2 MW沼氣發(fā)電機(jī)組。在未來(lái)的一段時(shí)間里，可再生能源的總量以及諸如光伏發(fā)電、微型熱電聯(lián)產(chǎn)、燃料電池、蓄熱等能量?jī)?chǔ)存裝置將會(huì)在示范的智能電網(wǎng)中得以建立。示范工程總共涉及2 000個(gè)用戶，其中1 800～1 900戶為居民用戶，100～200戶為商業(yè)、工業(yè)以及公共用戶。

示范工程將分為3步逐步實(shí)施：第一，證明有關(guān)分布式電源平衡服務(wù)中的核心概念；第二，增加電力監(jiān)管以及企業(yè)管理技術(shù)，使配電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)情況自動(dòng)化；第三，完成區(qū)間定價(jià)以緩解電力阻塞。

4　結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)的電力系統(tǒng)中將會(huì)接入大量的可再生能源，這給系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，已存在的電力基礎(chǔ)設(shè)施需要給予更新和加固以應(yīng)對(duì)可在生能源消耗過(guò)程中產(chǎn)生的電網(wǎng)波動(dòng)問(wèn)題。Ecogrid EU項(xiàng)目以基于市場(chǎng)的運(yùn)作模式，讓小規(guī)模的分布式電源、電力終端用戶參與到已存在的電力市場(chǎng)中。Ecogrid EU電力市場(chǎng)是一個(gè)沒(méi)有發(fā)電用戶進(jìn)行電力報(bào)價(jià)的市場(chǎng)，在此市場(chǎng)中，分布式電源、終端用戶接收并對(duì)通過(guò)提供平衡資源而對(duì)5 min實(shí)時(shí)電價(jià)做出響應(yīng)。該項(xiàng)目位于丹麥的Bornholm島上，Bornholm島上可再生能源較為多樣且可再生能源滲透率較高，有2 000戶居民將參與到該示范項(xiàng)目中，以測(cè)試該市場(chǎng)化解決方案的可行性與穩(wěn)健性。D

作者按：

作者是Ecogrid EU項(xiàng)目的基本架構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人。本文以在歐洲智能電網(wǎng)會(huì)議（ISGT 2012）發(fā)表的文獻(xiàn)「6」《Ecogrid EU-A Large Scale Smart Grids Demonstration of Real Time Market-based Integration of Numerous Small DER and DR》為基礎(chǔ)，主要目的是介紹歐盟智能電網(wǎng)和電力市場(chǎng)的最新發(fā)展，希望能為我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

「1」 CommunicationfromthecommissiontotheEuropean Parliament，the Council，the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions，Smart Grids:from innovation to deployment，Brussels，2011.

「2」 Communication from the commission to the European Parliament and the Council，Renewable Energy:Progressing towardsthe2020target，CommissionStaffWorkingDocument，Brussels，2011.

「3」Stamdataregister for vindmller，http://www.ens.dk/da-DK/ Info/TalOgKort/Statistik_og_noegletal/Oversigt_over_energisektoren/Stamdataregister_vindmoeller/Sider/forside.aspx.

「4」The Danish Energy Authority，"Danish climate and energy policy"，available at http://www.ens.dk/en-US/policy/danishclimate-and-energypolicy/Sider/danish-climate-and-energypolicy.aspx.

「5」J.M.J rgensen，S.H.S rensen，K.Behnke.EcoGrid EU-A prototype for European Smart Grids，IEEE Power and Energy Society General Meeting，July 2011.

「6」Yi Ding，Nyeng P，Osteraard J，et al.Ecogrid EU-A Large Scale Smart Grids Demonstration of Real Time Marketbased Integration of Numerous Small DER and DR「C」// Innovative Smart Grid Technologies（ISGT Europe），2012 3rd IEEE PES International Conference and Exhibition on，Berlin，2012.

「7」F.L.Alvarado.Controlling power systems with price signals，Decision Support Systems，Vol.40，2005，pp.495-504.

「8」European Parliament&Council:Directive 2003/54/ECInternalMarketinElectricityDirective，June2003，available at:http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do？uri=CELEX:32003L0054:en:NOT.

「9」J.stergaard，J.Eli Nielsen.The Bornholm Power System-An overview，available at http://www.dtu.dk/sites/powerlabdk/English.aspx.

（本欄責(zé)任編輯徐文紅）

Real-time market design demonstraition project based on demand side resources equilibrium--Ecogrid EU project

DING Yi
（College of Electrial Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China）

歐盟智能生態(tài)電網(wǎng)項(xiàng)目以電力需求側(cè)平衡資源為基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。闡述了歐盟智能生態(tài)電網(wǎng)電力市場(chǎng)的概念和市場(chǎng)框架，其允許小容量的分布式能源和終端用戶參與到已有的電力市場(chǎng)中，從而讓輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商能夠提供額外的平衡資源以及輔助服務(wù)。該項(xiàng)目示范工程建立在丹麥的博恩霍姆（Bornholm）島，約2 000用戶將裝設(shè)智能控制設(shè)備以及智能電能表以對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)作出響應(yīng)。

實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)；智能電網(wǎng)；需求響應(yīng)；分布式能源

This paper provides an overview of Ecogrid EU project，which is a large scale smart grids demonstration of realtime market-based integration of numerous small DERs（Distributed energy resources）and DR（Demand response）.The concept and structure of the real-time market，where DERs and end-consumers receive and react on real-time electricity prices，are proposed.It will offer the TSO（transmission system operator）additional balancing resources and ancillary services.The project will demonstrated on Bornholm and about 2 000 participating residential customers will be equipped with demand response devices with smart controllers and smart meters，allowing them to respond to real-time prices.

real-time market；smart grid；demand response；distributed energy resources

F416.61；TK019

E

2015-04-23

丁一（1978），男，江蘇無(wú)錫人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，中組部“青年千人計(jì)劃”入選者，先后在新加坡南洋理工大學(xué)、加拿大Alberta大學(xué)、丹麥科技大學(xué)學(xué)習(xí)或從事教學(xué)研究，曾任丹麥科技大學(xué)副教授。研究領(lǐng)域包括基于風(fēng)電系統(tǒng)分析和規(guī)劃、智能電網(wǎng)、復(fù)雜多狀態(tài)工程系統(tǒng)可靠性理論及應(yīng)用、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性評(píng)估和電力經(jīng)濟(jì)等。主要科研項(xiàng)目有：歐盟智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目Ecogrid EU，此設(shè)計(jì)被譽(yù)為歐洲未來(lái)歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的典范，入圍國(guó)際著名的可持續(xù)發(fā)展獎(jiǎng)項(xiàng)Sustainia Award；基于可再生能源的歐洲下一代大規(guī)模電網(wǎng)示范項(xiàng)目——Best Paths等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，出版專著1部（2010年由Springer出版。）