配电系统运营商在配网电力市场发展进程中的角色与功能演化初探

作者：单兰晴，孔王维，顾承红，李芙蓉

单位：巴斯大学电子与电气工程学院

文章导读

分布式能源的增多推进了电力系统配电侧的演化，现有配电侧需要引入分布式能源市场，以在规避大规模电网投资的前提下实现大规模分布式能源的并网。新兴配电侧市场的发展需要对配电系统管理商(DSO)功能进行进一步探究，以完善配电系统管理。本文提出配电层电力市场的演化进程，归纳未来配电网需要DSO承担的管理角色，分析DSO在配电市场自主化进程不同阶段承担的具体管理任务，并进一步探究DSO与其他系统管理机构之间的责任划分与合作执行方式。

文章亮点

1、本文针对DSO的探究虽以英国未来配电市场及其运营模式为例，但所提出的DSO在未来配电网中承担的角色及其具体管理任务具有普适性，可以为世界其他国家与地区的分布式能源市场发展与相应市场监管体系建立提供借鉴经验。

2、针对中国目前能源的区域分布特性与分布式能源发展现状，本文结合正在推进的电力市场改革，为处于市场化进程中的中国电力市场提供接纳更多分布式能源的一种可能性。考虑中国区域分布式发电资源较大的时空特性差别，提出中国未来不同地区的配电市场并存状态。

主要内容

随着分布式能源的高速发展，配电系统依据分布式能源的进入规模不同将分为分布式能源初探-分布式能源扩张-分布式能源市场化三个演化阶段，伴随着电力调度权下移与电力系统低碳化与数字化程度的提高。这一过程中的电力市场运营责任由输电系统逐步延伸至配电系统。未来配电层电力市场结构演化进程如下图所示：

⬆ 图1 配电市场结构演化

由于配电系统的产业结构演化是过程性的，则DSO角色与功能发展也对应着相应过程非一次性完成。本文将DSO归类为四项角色：配网规划者、配网运营者、配电市场运营者以及协调者。下图表述了DSO的角色及其相互关系。配电系统整体调度的经济最优决策与物理可行决策之间具有潜在的冲突可能性，系统的长期决策也需要与短期决策相配合，在系统管理的各层均进行相应协调。图中箭头反应了各部分之间的协调方式。

⬆ 图2 配电系统管理结构

实际的产业结构演化进程中DSO在不同状态的市场结构中参与程度不尽相同。DSO可能一句实际需求承担上述四项角色中的一种或多种。本文为进一步分析市场结构演化的各点醒状态下配电系统运营商的最大化参与，考虑DSO在每个状态下最大化与最小化参与的两种极端情形。任一市场结构下的DSO最大化参与都要求配电系统运营商承担全部四项角色，即DSO承担新兴角色并转变为配电系统运营商。在任一市场结构下DSO的最小化参与，则是其作为独立机构仅承担协调角色。配电系统的其余活动由配电网络运营商（DNO）或其他管理机构负责。

⬆ 图3 配电系统运营商在市场中的参与

中央控制主导结构、区域控制主导结构与社区控制主导结构作为三种未来可能的工业结构，表征电力调度权下移发展过程中的三个不同阶段。文章对三个阶段下DSO的具体角色与承担的职能进行了具体探讨，并进一步讨论了配电侧市场发展典型结构下DSO的合理参与程度。

本文引文信息

单兰晴，孔王维，顾承红，等. 配电系统运营商在配网电力市场发展进程中的角色与功能演化初探[J]. 全球能源互联网，2020，3(1)：70-78.

SHANLanqing,KONGWangwei,GUChenghong,et al. Roles and Functions of Distribution System Operators in Local Electricity Market Development [J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2020,3(1):70-78. (in Chinese).

研究团队

巴斯大学可再生能源配电研究中心着眼于发展新技术与解决方案，以支持智能家居、智能商业、智能出行以及智能电网。研究团队致力于提高能源系统灵活性与效率的相关研究，利用新能源与数字技术最大化资源回报以降低低碳转型成本。团队主要从事包括能源系统建模、能源系统运行、能源系统控制、能源系统规划、电力市场与能源数据分析等方面的研究。