ARPA-E资助3300万美元开展分布式能源网络优化研究
2015年12月11日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布在“分布式能源系统网络优化”（NODES）主题计划框架下资助3300万美元用于12个研发项目[1]。该计划将支持开发大规模主动负荷控制和系统层面协调分布式能源资源的软件与平台，能够实时管理分布式输配电网。这类负荷控制技术能够在不同时间尺度上为电网提供低成本辅助服务，改进电网运行可靠性、效率和灵活性，并实现50%以上高比例可再生能源并网。项目概况参见表1。
表1 分布式能源系统网络优化研究的项目概况
| 承担机构 |
研究内容 |
资助金额/百万美元 |
| 佛蒙特大学 |
开发和测试一种称为分组能量管理（PEM）的需求侧管理新方法，基于通信网络数据管理的常用方法，无需中央控制，具有较高的隐私保护程度。PEM管理可再生能源发电带来的大量、快速波动，同时确保电网可靠性 |
1.5 |
| 加利福尼亚大学圣迭戈分校 |
开发协调算法和软件，利用智能控制与优化灵活负载和分布式能源，为大电网提供可靠的调频服务。还要开发大规模能源聚合器多层框架代表小型消费者就地区输电商的要求作出反馈，聚合器能够量化储备、系统目标与限制、消费者使用模式和发电预测 |
2.3 |
| 亚利桑那州立大学 |
开发一套随机优化电力流（SOPF）框架，能够以整体方式将可再生能源不确定性、负载、分布式储能和需求响应技术集成到电力系统。SOPF软件工具中运行的算法为系统运营商提供实时指南，帮助协调可再生能源和需求响应 |
3.0 |
| 斯坦福大学 |
开发一种开源、开放架构平台Powernet，用于规模化和可靠协调消费者灵活负载和可再生能源。Powernet基于信息网络与电力网络互联原则，使用层状架构通过将内嵌式传感与计算、电力电子、组网和云计算集成起来能够实时协调集中式能源和数以百万计可再生能源 |
3.5 |
| 通用电气全球研究中心 |
开发一种新型分布式灵活能源技术，聚集可响应灵活负载和分布式能源，为电网提供综合储备服务，同时保证消费者服务质量。关键创新点之一是开发一种预测工具，可利用短期实时天气预测以及其他数据来提前一天预测聚集的负载和分布式能源的储备潜力 |
3.9 |
| 国家可再生能源实验室 |
开发一套综合性配电网管理框架，将家庭/分布式能源控制器层面的实时电压和频率控制与公用电力单位/聚集器层面的网络范围能源管理统一起来。分布式控制架构将协调实时反馈控制以持续将频率和电压调节到优化运行点，并基于当前系统状态和外部环境预测以及负载状态来动态取得和调度综合储备 |
3.9 |
| 西北太平洋国家实验室 |
开发和测试一种层级控制框架，来协调全范围分布式能源的灵活性（包括灵活建筑物负载），以为电网提供储备。层级控制框架由涵盖多个时间尺度、基于激励的控制策略构成，使用较慢的激励方法获得灵活资产提供服务，结合较快的设备层面控制使用最小化通信为电网提供期望的响应 |
2.7 |
| 明尼苏达大学 |
开发一种综合方法，解决广泛分布的随机可再生能源发电带来的系统可靠性和电力质量挑战。通过开发集中式云和分布式点到点网络，系统能够协调许多当地发电机组的响应以调节能源生产和消费、满足物理约束条件并能够提供电网运营商要求的辅助服务 |
3.0 |
| 西北大学 |
开发一种基于频率负载控制架构，提供额外的频率响应能力并能提高电网中可再生能源发电占比。主要关注开发和示范能适应负载、发电和系统配置快速变化的算法，并考虑输配电网络产生的各种限制条件 |
2.7 |
| DNV GL船级社 |
开发一个创新能源互联网（IoEn）平台，用于网络优化分布式能源的自动化规划、聚集、调度和性能验证以及可控负载。结合电力系统模拟工具和组网、控制与市场平衡软件示范一种新型规模化方法，可快速注册和自动调度分布式能源 |
2.2 |
| 全国农村电力合作协会 |
开发低成本需求侧管理技术GridBallast，解决北美电网中分布式能源指数式增长带来的弹性和稳定性问题。基于GridBallast技术的设备监测电网电压和频率并控制目标负载，以解决电网运营目标的漂移问题 |
1.3 |
| 伊顿公司（Eaton） |
开发和验证一种颠覆性云计算方案，为电网提供灵活、稳健的综合调节储备服务。这一方法将综合调节储备服务分解为两层，显著降低了计算和通信复杂性，能够大规模协调控制大量分布式能源和灵活负载 |
3.3 |
（陈伟）