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特約主編寄語

近年來，我國能源的消耗與需求高速增長，不僅進(jìn)一步擴(kuò)大我國能源缺口，同時帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。與此同時，隨著以風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電技術(shù)的成熟與進(jìn)步，以及電網(wǎng)遠(yuǎn)距離交直流混合輸電格局的形成，大力發(fā)展可再生能源，促進(jìn)大范圍多類型能源形式的互補(bǔ)協(xié)調(diào)，對我國能源安全與可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

近期，互聯(lián)網(wǎng)思維在不斷創(chuàng)新。2015年3月5日政府工作報告中提出，制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場。2015年7月4日發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《意見》)，明確了“互聯(lián)網(wǎng)+”的11個重點行動領(lǐng)域，其中包含了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源領(lǐng)域。《意見》指出，通過互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統(tǒng)扁平化，推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費模式革命，提高能源利用效率，推動節(jié)能減排。加強(qiáng)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高可再生能源占比，促進(jìn)能源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化。加快發(fā)電設(shè)施、用電設(shè)施和電網(wǎng)智能化改造，提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。建設(shè)以太陽能、風(fēng)能等可再生能源為主體的多能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)。突破分布式發(fā)電、儲能、智能微網(wǎng)、主動配電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建智能化電力運行監(jiān)測、管理技術(shù)平臺，使電力設(shè)備和用電終端基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向通信和智能調(diào)控，實現(xiàn)分布式電源的及時有效接入，逐步建成開放共享的能源網(wǎng)絡(luò)。

能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)交叉結(jié)合的新產(chǎn)物，將推動分布式發(fā)電、可再生能源、儲能、直流輸電、新型電力電子器件等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生重大突破，引領(lǐng)國家的能源生產(chǎn)與消費革命。

構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，加快清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用，給未來電力系統(tǒng)規(guī)劃方法和手段提出了新的要求。電力系統(tǒng)規(guī)劃作為電力系統(tǒng)建設(shè)的頂層設(shè)計工作，其主要任務(wù)是根據(jù)日益增長的電力負(fù)荷水平，制定合理的電力工業(yè)發(fā)展計劃。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，電力規(guī)劃應(yīng)在“多能源交叉互補(bǔ)、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、交直流輸電結(jié)合、大數(shù)據(jù)負(fù)荷分析、物理與信息整合”等多要素協(xié)調(diào)統(tǒng)一的技術(shù)發(fā)展過程中實現(xiàn)引領(lǐng)，積極開展理論、技術(shù)與應(yīng)用等方面的前沿性研究。

《電力建設(shè)》雜志敏銳地抓住這一研究熱點，提出了圍繞“能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力規(guī)劃”進(jìn)行專題討論的策劃方案，本人非常榮幸地受邀擔(dān)任專輯的特約主編。

本期專輯采取約稿與征稿相結(jié)合的方式，匯總了24篇論文，以學(xué)術(shù)論文組的形式集中討論了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電力規(guī)劃的新思考、新技術(shù)與新方案。論文主要來自國內(nèi)外各高校及科研單位的最新研究成果。專輯所收集的論文分為“能源互聯(lián)網(wǎng)研究”、“含新能源的電網(wǎng)規(guī)劃”、“電力規(guī)劃新技術(shù)”與“電力規(guī)劃方案評估”4個方面(欄目)，每個欄目收集6篇論文。

(一)能源互聯(lián)網(wǎng)研究

能源互聯(lián)網(wǎng)的理念、架構(gòu)與技術(shù)體系是目前的研究熱點。國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院劉開俊院長分析了能源互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵和特征，闡述了能源互聯(lián)網(wǎng)框架體系構(gòu)建和頂層設(shè)計的基本理念，提出了以電力發(fā)展為核心發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的任務(wù)和挑戰(zhàn)。國網(wǎng)智研院美國研究院Feng Gao、Chris Saunders、中國電科院千人計劃專家劉廣一、美國斯坦福大學(xué)Chin-woo Tan、Yang Yu等人合作撰寫的論文,介紹了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計算架構(gòu)的概念性設(shè)計以及非侵入式電能分解方法，探索了大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力用戶分組分類、需求響應(yīng)定量計算方法上的應(yīng)用。華中科技大學(xué)長江學(xué)者文勁宇教授團(tuán)隊研究并對比分析了模塊化多電平換流器的多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)傳輸中應(yīng)用的優(yōu)缺點，得出了多電平換流器串聯(lián)以及與相控?fù)Q流器串聯(lián)在高壓大功率場合中更具技術(shù)優(yōu)勢的結(jié)論。華北電力大學(xué)曾鳴教授等人考慮微電網(wǎng)中供需平衡與備用要求，建立了微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)規(guī)劃模型，并提出使用改進(jìn)和聲搜索算法來決策儲能系統(tǒng)安裝的最優(yōu)時間與最優(yōu)規(guī)模。浙江大學(xué)徐政教授提出了電網(wǎng)恒電壓運行的概念，并從經(jīng)濟(jì)效益、實現(xiàn)手段、成本估計3個方面論證了恒電壓運行是電網(wǎng)發(fā)展的終極目標(biāo)。國網(wǎng)能源研究院鄭漳華博士等人調(diào)研了德國、法國等歐洲國家目前電網(wǎng)的發(fā)展水平及其與周圍鄰國電網(wǎng)互聯(lián)現(xiàn)狀，分析了構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)在物理平臺、信息平臺和融資機(jī)制等方面的建設(shè)需求，總結(jié)了歐洲電網(wǎng)發(fā)展對于我國構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的幾點啟示。

(二)含新能源的電網(wǎng)規(guī)劃

新能源的快速發(fā)展對電網(wǎng)規(guī)劃的理念與方法提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。西安交通大學(xué)王秀麗教授等人建立了風(fēng)電場出力的多場景概率模型，提出了兩階段風(fēng)電場建設(shè)與輸電網(wǎng)擴(kuò)展協(xié)調(diào)規(guī)劃綜合模型，實現(xiàn)了規(guī)劃方案的綜合效益最優(yōu)化。南方電網(wǎng)科學(xué)研究院金小明教高、周保榮所長、盧斯煜博士等人通過對中長期尺度下考慮大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行時序運行模擬，分析了南方電網(wǎng)“西電東送”曲線對送受端電網(wǎng)新能源消納能力的影響。國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院王智東博士研究了特高壓直流輸送火電風(fēng)電的技術(shù)性約束，提出了特高壓直流風(fēng)火打捆外送配套電源規(guī)模的優(yōu)化方法。青海省光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)重點實驗室、青海經(jīng)研院苗淼主任等人關(guān)注光伏、水電兩種電源在不同時間維度的互補(bǔ)特性，建立了基于系統(tǒng)棄光率以及火電負(fù)荷率的水光互補(bǔ)評價指標(biāo)，并采用光伏時序出力模擬以及考慮水電的電力系統(tǒng)運行模擬方法，實現(xiàn)了水光互補(bǔ)評價指標(biāo)的分析與計算。浙江大學(xué)文福拴教授針對含有大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)，構(gòu)造了考慮風(fēng)速和負(fù)荷相關(guān)性、線路和機(jī)組故障概率的可用輸電能力(ATC)概率模型，建立了以輸電線路投資成本最小和ATC期望最大為目標(biāo)的輸電系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃方法。國網(wǎng)能源研究院新能源所李瓊慧所長、黃碧斌高工等人針對高滲透率分布式光伏發(fā)電接入帶來的電網(wǎng)改造成本、降低損耗、延緩電網(wǎng)投資等成本效益，提出了一種計及電網(wǎng)改造的高滲透率分布式光伏接入的綜合成本效益分析方法。

(三)電力規(guī)劃新技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)的理念也促使電力規(guī)劃中的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院路暢、孟繁駿、羅金山等專家從時空兩維度全面分析了電網(wǎng)規(guī)劃中的低碳要素，進(jìn)而在常規(guī)電網(wǎng)規(guī)劃流程的基礎(chǔ)上，分析了低碳電網(wǎng)規(guī)劃的新模式，研究了低碳要素的引入對電網(wǎng)規(guī)劃流程中各環(huán)節(jié)的影響。清華大學(xué)程林副教授等人針對配有儲能設(shè)備的冷熱電三聯(lián)供機(jī)組，分析了其內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)并據(jù)此建立了集中式三聯(lián)供系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化模型，給出了三聯(lián)供機(jī)組經(jīng)濟(jì)運行的啟停策略。作為電力規(guī)劃的先導(dǎo)，負(fù)荷預(yù)測也受到較多關(guān)注。清華大學(xué)康重慶教授等人針對節(jié)假日負(fù)荷預(yù)測與正常工作日差異較大且歷史數(shù)據(jù)較少的特點，提出以對氣象、時間等相關(guān)因素進(jìn)行統(tǒng)一修正處理，同時對正常工作日和節(jié)假日負(fù)荷曲線之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，由此建立了節(jié)假日負(fù)荷預(yù)測模型。國網(wǎng)冀北經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院張帆等人提出了基于改進(jìn)Logistic模型的負(fù)荷發(fā)展歷程階段劃分方法和飽和負(fù)荷的預(yù)測新方法，修正與完善了判定電力飽和負(fù)荷的量化指標(biāo)。華北電力大學(xué)劉連光教授團(tuán)隊提出了適應(yīng)度概念來定量評價電網(wǎng)發(fā)展的程度，基于證據(jù)理論整合了安全性、經(jīng)濟(jì)性等各方面電網(wǎng)適應(yīng)度，形成了一種新型的輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取方法。浙江大學(xué)的丁一教授等人提出了考慮暫態(tài)穩(wěn)定約束的最優(yōu)緊急控制決策模型，使得系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)再調(diào)度以及切負(fù)荷等操作完成后仍然能保持暫態(tài)穩(wěn)定性。

(四)電力規(guī)劃方案評估

對電力規(guī)劃方案進(jìn)行全面細(xì)致的評估，是規(guī)劃工作中的重要環(huán)節(jié)。江蘇省電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院黃俊輝主任等人基于電力系統(tǒng)時序運行模擬技術(shù)，充分考慮電力系統(tǒng)運行的復(fù)雜邊界條件以及多種運行場景，提出了電網(wǎng)規(guī)劃方案運營效率評估方法。清華大學(xué)魯宗相副教授等人基于隨機(jī)生產(chǎn)模擬原理，根據(jù)有限的風(fēng)資源概率特性數(shù)據(jù)，提出了一種以風(fēng)電電量消納最大化為目標(biāo)的泛函極值模型和基于啟發(fā)式方法的實用化風(fēng)電消納能力評估算法。華北電力大學(xué)劉連光教授團(tuán)隊結(jié)合大電網(wǎng)的構(gòu)建特點與發(fā)展趨勢，提出了大電網(wǎng)適應(yīng)性評價理論與評價體系框架。浙江大學(xué)文福拴教授等人分析了高滲透率間歇性電源并網(wǎng)與電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之間的相互影響,并在此基礎(chǔ)上研究了能夠表征規(guī)?；g歇性電源并網(wǎng)后的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃綜合評價指標(biāo)體系。華中科技大學(xué)游大海教授團(tuán)隊針對目前輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策中存在不確定因素以及確定指標(biāo)權(quán)重方法主觀性強(qiáng)的問題，提出了基于組合權(quán)重和云模型的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法。南方電網(wǎng)科學(xué)研究院金小明教高、周保榮所長、王彤等人基于蒙特卡洛法分析了風(fēng)電并網(wǎng)前后系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的變化，通過引入等效無風(fēng)電場景，提出了在可靠性意義下風(fēng)電備用需求的計算方法，從而量化了風(fēng)電間歇性對系統(tǒng)可靠性的影響。

本專輯集成了各相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者對能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電力規(guī)劃方面的研究成果，以期為我國新形勢下電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行、分析與控制提供新的研究思路。在稿件組織方面，注重各學(xué)術(shù)論文組的主題相對獨立性及各篇稿件技術(shù)內(nèi)容的互補(bǔ)性，力圖展示能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電力規(guī)劃研究的整體框架及當(dāng)前研究熱點。希望專輯能夠啟迪和引導(dǎo)我國能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電力規(guī)劃新技術(shù)的開發(fā)和工業(yè)化實踐。

衷心感謝各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者對本專輯的大力支持，將您的最新研究成果貢獻(xiàn)給本期專輯。感謝《電力建設(shè)》雜志社編輯部所做的大量而細(xì)致的工作。感謝主編劉開俊院長、蔡革勝社長為本專輯的選題、策劃、組織和出版所提出的指導(dǎo)性意見。特別要感謝編輯部魏希輝主任付出的心血。希望本期專輯能夠為未來能源互聯(lián)網(wǎng)背景下電力規(guī)劃的研究提供有益的思路與參考。

清華大學(xué)電機(jī)系 北京清華園

康重慶

2015-09-19