1月31日，美国能源部（DOE）宣布在太阳能计划“Sunshot”框架下拨款3000万美元，资助“太阳能发电实时并网（ENERGISE）”主题研究项目，旨在变革现有的电力体制和运营模式，开发出实时、动态和低成本的太阳能发电系统并网管理解决方案^[1]。该项目将利用先进的传感、通讯和数据分析技术，实现对太阳能发电实时动态的准确预测和管理，提高集成太阳能电网的稳定性，推动电网从传统的集中、静态和固定式向未来的分布式、动态和灵活性转变，促进国家电网现代化。ENERGISE主题项目具体内容如下：

（1）开发通用的软件平台以解决太阳能高比例并网面临的挑战，部署通用软件平台，在确保电网运行安全和稳定性的同时，实现对分布式资源的最佳调度，协调太阳能发电系统、电动汽车、能量存储设备和需求侧管理程序的相互作用，以实现多个电网服务同时供给。

（2）设计、部署和示范一个新型分布式能源管理系统，为实时控制提供一个最佳和主动的网络管理解决方案，解决高比例太阳能并网的电力系统（传输和分配）运行的安全和稳定性。

（3）开发、验证和部署创新的数据增强分级控制（DEHC）架构，实现对高比例太阳能并网的分布式能源系统高效、可靠、灵活和安全的操作；开发一种新颖的控制方案，即利用电网中一小部分有源器件提供全系统的监控和控制。

（4）开发、部署、测试和验证综合状态估计算法，用于电力传输和配电系统的组合监测，实现对不同网络架构的电网的测量，并且可以不受数量限制的实现对太阳能发电单元并网的电力系统数据测量。

（5）利用多种不同的电网技术来部署分布式能源系统平台，通过监测、控制和优化太阳能高占比的电网来弥合现有和未来技术之间的差距。在至少10个配电线路上开发多层设备和通信架构以及500个客户的试点，并在一年时间内开展大量示范工作，证明部署系统能够实现所有目标参数。

（6）开发一种全新的电网运行架构，将分布式控制与集中调度结合，提供电力系统频率和电压支持，提高分布式太阳能发电资源的可见性和可控性，以准确估计当前电力系统状态，在实时操作中做出控制决策。

（7）开发一个由配电电路和分布式能源管理组成的开源先进配电管理系统，具备了状态估计、电压调节、保护协调、经济优化、互操作性和网络安全功能，提供配电电路的实时可见性，优化有功和无功设置，以预测不确定性的情况下满足电压调节、保护和经济目标。

（8）利用现有的信息系统和处理流程，优化资源控制，提高公用事业单位和客户/资源提供者之间的信息交换的效率。

（9）设计、部署和演示一个创新的电网架构，以实现太阳能发电100%的并网集成。通过明确地控制特定网络节点处的电压相量，该框架可以同时解决多个操作挑战，包括太阳能资源不稳定性、反向功率流、电网可见性以及输电和配电系统之间的协调。

（10）设计和开发一个由可扩展的电网架构和算法组成的管理平台，用于优化分布式能源控制。开发分布电力系统状态预测算法以实现对电力系统凸性和非凸性的状态预测；开发三相非平衡电力流模型，用于捕获电力系统组件的非线性行为以实现对输电子网络和非平衡配电网络快速模拟计算；开发用于实时操作规划的两阶段随机安全约束算法；开发基于模型和大数据的技术的分布式能源市场框架为光伏系统的有功和无功功率控制提供市场信号。

（11）通过数据驱动模型为分布式能源资源所有者开发全新的交互模式，以及优化随机存储，实现网络负载平衡。开发一个革新的分布式电网控制架构，实现对分布式资源优化控制、存储和负载的协调使用，以经济高效、安全和可靠的方式实现对电网负载实时管理。

（12）开发了一个分层预测优化和协调框架，以协调配电网中可用的灵活资源以及传统的控制设备，解决太阳能发电的波动性问题。利用太阳能预测数据来以预先方式调度可分配的灵活资源，通过可控制资源的实时调控来解决太阳能预测错误引起的失配问题。        （郭楷模）