来自一个安全和负担得起的欧洲系统的分布式能源的辅助服务：智能电网项目的主要成果（3.​五个TSO-DSO协调方案）
能源市场正在经历重要的变化，这一方面受欧洲内部能源市场的实现的推动，另一方面受分布式能源资源（DER）的增加的推动。大量的DER主要连接在配电网上，这导致系统运营商（TSOs和DSOs）和其他商业市场各方（即平衡责任方（BRPs））对灵活性服务的需求更高。在配电网上连接的DER的增加为系统运营商提供了额外的机会，可以将这些资源用于配电网和传输电网上的频率控制、电压控制和拥塞管理等服务。今天，来自配电网的资源开始参与到TSO辅助服务（AS）市场中来，这就加强了系统运营商之间的合作需求。在Smartnet中，提出了五种协调方案，提出了不同的系统运营商间协调组织方式：集中式AS市场模型、本地AS市场模型、共享平衡责任模型、通用TSO-DSO AS市场模式和集成灵活性市场模式。每个协调方案的特点是一套特定的角色，由系统运营商承担，和一个详细的市场设计。每个协调方案将确定系统操作人员之间有关影响传输和分配系统级别的灵活服务的资格预审、采购、激活和结算的操作流程和信息交流。在集中式AS市场模式中，TSO为在传输和分配级别上连接的资源运营一个辅助服务市场，而没有DSO的广泛参与。这里没有独立的本地市场。TSO负责运营其自己的辅助服务市场。TSO没有积极考虑DSO约束。可以安装一个单独的过程（系统资格预审），以保证TSO从配电网激活的资源不会对dso电网造成额外的限制（例如拥塞）。DSO并不能获取实时或接近实时的本地灵活性。该方案限制了DSO的参与，以确定其在系统资格预审过程中可能发挥的作用。需要注意的是，在特殊情况下，DSO可能希望在TSO市场清算过程中包括DSO网格约束。因此，DSO将需要向TSO提供必要的数据，或者TSO应该具有DSO-网格的完全可观测性。在本地AS市场模型中，DSO为DSO网格连接的资源组织一个单独的本地市场。DSO是本地市场的运营商，具有灵活性，清理市场，并选择必要的投标供本地使用。DSO具有优先级使用来自本地网格的灵活资源。在所有本地约束都得到解决后，DSO将剩余的投标汇总并转移到TSO市场，同时确保只有尊重DSO网格约束的投标才能参与AS市场。TSO负责其自己的辅助服务市场的运营，其中来自输电网的资源和来自配电网的资源（由DSO聚合后）都可以参与其中。本地AS市场模式通过促进本地市场而偏离了集中式AS市场模式。这种市场的实施将优先事项转向DSO。在当地市场（DSO为市场运营商）获得的所有灵活性均以聚合形式发送到中央市场（TSO作为市场运营商），考虑到尊重分销网络的约束（例如，如果危及配电网运营，可能会转移给TSO）。在共享平衡责任模型中，平衡责任根据预定义的时间表在TSO和DSO之间进行分配。TSO将(本地）配电网的“平衡”责任转移给DSO。TSO仍然负责输电网的平衡。DSO组织了一个当地市场，以尊重与TSO商定的时间表。DSO约束被整合到当地市场的市场清算过程中。在TSO-电网上连接的资源有一个单独的AS市场，由TSO管理。无法将从DSO网格中获得的资源提供给TSO网格。这种共享平衡责任模型是TSO无法访问在配电网上连接的资源的唯一协调方案。来自配电网的灵活性只为DSO保留，以履行其对本地电网约束和本地电网平衡的责任。在通用TSO-DSO AS市场模型中，TSO和DSO有一个共同的目标，即降低成本，以满足TSO和DSO对资源的需求。这一共同目标可以通过共同市场（集中式）的联合运作或由DSO运营的地方市场与由TSO（分散式）运营的中央市场的动态整合来实现。传输级连接的资源和分配级连接的资源都参与到同一市场。DSO约束被集成在市场清算过程中。TSO或DSO没有优先验优先级。选择DSO将使用哪些资源来解决局部约束，将取决于分配级别的灵活性需求和传输级别的灵活性需求的综合优化。资源的分配是基于最小化目标系统成本，从而增加社会福利。在综合灵活性市场模式中，市场对受监管市场方（TSOs、DSOs）和非受监管市场方（平衡负责方、商业市场参与者）都开放。灵活性的共同市场是根据一些离散的拍卖来组织的，并由一个独立/中立的市场运营商经营。对任何一方都没有优先权。资源被分配给支付意愿最高的政党。这里没有独立的本地市场。DSO的约束可以纳入市场清算过程中，这需要引入一个独立的市场运营商以保证中立。此外，TSOs和DSOs还可以将之前签订合同的DER出售给其他市场参与者。综合灵活性市场模型提出了一种市场机制，在此机制下，系统运营商和商业市场各方可以在相同的条件下获得可用的灵活性。受管制的行为者和受到自由化的行为者之间没有区别。市场力量决定了如何分配灵活性。图5：协调方案概述示意图下表比较了五个协调方案的关键要素。组织当地市场买方提供本地拥堵管理的灵活性将资源集中到中心市场中央市场（TSO）本地市场（DSO）组织当地市场买方提供灵活的本地拥堵管理和平衡本地市场（DSO）与TSO合作组织灵活性市场买方提供本地拥堵管理的灵活性共同市场（TSO和DSO）中央市场（TSO）本地市场（DSO）资料来源：杰拉德，H.，里韦罗·普恩特，E. I.，6，D，2018年。电力部门输配电系统运营商之间的协调：一个概念框架。公用事业政策50,40-48。不同的协调方案对TSO电网运行、DSO电网运营、其他涉及的市场参与者和总体市场运营都有特定的利益和注意点。适当的协调方案的选择取决于多种因素，如辅助服务的类型、正常运营与紧急情况、电网的状态、RES的安装数量、当前的市场设计和监管框架。此外，对特定协调方案的选择并不意味着该方案永远不会被采用。在整个协调计划中，DSO的作用和责任逐渐增加。根据国家的发展，一个国家可以从一个协调方案发展到另一个协调方案。特别是集中式AS市场模型、通用TSO-DSO AS市场模型（集中式变体）和集成灵活性市场模型在市场平台和ICT需求方面共享一个共同的市场架构。这些协调方案之间的转变主要是一个角色和责任发生变化的问题。共享平衡责任模型也可以被视为相同市场架构的重复。此外，本地AS市场模型和通用TSO-DSO AS市场模型（去中心化变体）共享一个共同的市场架构。下表总结了每个方案对不同利益相关者的主要好处和注意点。实施每个协调方案的可行性非常取决于监管框架。集中式AS市场模式最符合现行规定。其他协调方案将需要对任务司和任务司的角色和责任作出相当大的改变。协调方案的实施也受到国家TSO和DSO组织的影响，例如系统操作员的数量（TSO和DSO）的数量以及它们目前相互作用的方式。此外，某些协调方案的实施还将对其他市场产生影响，如贸易内部市场。根据AS市场提供的服务，与内部市场（IDM）相比，这些市场可能能够共存，或者可能需要整合。虽然TSO-DSO协调可以在国家一级上组织起来，但在欧盟协调和一体化的过程中整合国家TSO-DSO协调机构却很重要。