主要作者及团队介绍：
尤石: 2010年于丹麦科技大学获得电气工程专业博士学位， 目前就职电力与能源研究中心任研究员，共参与并主持过10余项由丹麦政府，中丹合作及欧盟所支持的智能电网相关研究的课题及子课题。主要从事分布式能源接入与控制，基于市场的主动配电网及多能源系统的规划和运行等领域的研究工作。
林今：2007年7月于清华大学电机系本科毕业；2012年1月博士毕业。IEEE Member, 清华大学能源互联网创新研究院研究员，中国电机工程学会会员，中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会新能源接入委员，中国电源学会青年工作委员会委员，北京电力公司现代配电网实验室学术委员会委员。2009~2011年间，于美国可再生能源国家实验室与丹麦可再生能源国家实验室开展访问与合作研究。主持或参与多项国家自然科学基金与国家科技部重大科技项目，在SCI、EI刊物上发表论文40余篇，其中在IEEE会刊上发表论文10余篇。目前主要从事新能源接入与控制、分布式能源接入与控制以及电力系统优化与控制领域的研究工作。
胡俊杰: 2014年于丹麦科技大学获得电气工程专业博士学位。目前就职于丹麦科技大学电力与能源研究中心从事博士后研究，参与iPower, Electra等由丹麦和欧盟所支持的研究课题。主要研究领域包括电动汽车和光伏在主动配电网中的优化调度与控制等。
宗毅: 2007年起于丹麦可再生能源国家实验室风能部和智慧能源系统部先后从事博士后和研究员等工作。目前任丹麦科技大学电力与能源研究中心高级研究员，并多次担任丹麦及中丹可再生能源研究课题的相关负责人，主要从事分布式能源系统的智能控制以及灵活性等领域的研究。
Henrik W. Bindner: 1964年出在丹麦哥本哈根，从1990年起于丹麦可再生能源国家实验室风能部从事风电行业研究。目前于丹麦科技大学电气工程系任高级研究员并任能源系统运行和管理研究组组长一职，同时兼任多个丹麦，中丹以及欧盟科研课题的主要负责人。主要从事风电并网，智能电网中通信，控制，控制系统架构设计和运行，以及以高可再生能源渗透率为前提的独立电网等领域的研究。
尤石, 林今, 胡俊杰, 宗毅, Henrik W. BINDNER
中国电机工程学报 DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.14.0011. 项目背景
受到信息互联网的成功激励，世界范围内的能源行业都期望通过能源互联网技术(也被称为基于Web的智能电网或智能电网2.0)，为全行业提供基于先进的分布式能源智能管理应用。作为欧洲智能电网领域的领先国家，丹麦在2014年已经实现了分布式能源系统的高份额应用——39%的电力消耗来源于风电，同时50%的热力消耗来源于分布式热电联产机组，为了进一步实现2050年能源100%来源于可再生能源的目标，丹麦秉承独特的能源发展视角，开始部署新一代的能源互联网技术。
2. 论文所解决的问题及意义
本文在总结丹麦大量研究与研发活动的基础上，介绍了丹麦所秉持的两类重要的能源互联网技术理念，即以灵活性为产品的市场化交易与跨能源系统的集成设计、规划和运行。
3. 论文重点内容
（1）灵活性的市场化交易
丹麦能源互联网的发展核心要素之一，即是实现能源系统灵活性的市场化交易。灵活性可以被理解为任一系统能够及时地，并以成本可控的方式，响应潜在变化的能力。对于含有高度不确定性的未来能源系统，充分挖掘系统的灵活性是实现提升系统冗余度，实现系统安全运行的重要因素。我们需要从发电、输电、配电、用电以及能源市场的各个环节，充分挖掘系统的灵活性。
在分布式能源系统中，为了更好地理解系统的灵活性，丹麦建立了三类描述灵活性的能源组件模型：bucket模型、battery模型和bakery模型，如下图所示。其中，bucket模型主要被用于描述一定时间内功率与能量受限的组件，例如，功率可灵活调节的家庭锅炉或电热器；battery模型在bucket模型的基础上，增加了在一定的期限内，该组件必须达到一定能源水平的约束，例如电动汽车电池必须满足在下一次使用前充满的约束；bakery模型则继续拓展了battery模型，增加了用能的过程必须是连续的且功率恒定的约束，例如洗衣机等装置必须在特定时间内恒功率连续运行。一般来说，bucket类的能源组件所能提供的能源灵活性质量，要高于battery类，并进一步高于bakery类。基于这样的能源灵活度模型，可以通过可视化等技术将灵活性在SCADA系统和对电网的实时运营管理模块中进一步呈现出来。
在丹麦的能源互联网理念中，灵活性将是一个可以被交易的物理量，我们通常会通过类似于虚拟发电厂的集中器技术，去汇聚特定区域内众多能源组件的灵活性，并参与到系统控制中间去。这通常有两类控制方式，如下图所示：一类是直接的控制方式，即通过集中器去响应调度中心的控制指令，直接实现能源组件的功率调节；另一类是间接的控制方式，也就是建立一个双边或者单边的市场，通过竞价的市场化方式，出售或者购买能源组件的灵活性，从而通过市场的方式，快速的响应系统灵活性的变化，并鼓励更多的用户参与到能源灵活性的开发之中。而丹麦在iPower项目中所演示的“能源灵活性出清交易室”（FLECH）在配电网实时运行中的应用，则初步实现了上述的功能。
（2）跨能源系统的集成设计、规划和运行
丹麦在基于热电联产机组的分布式能源系统的建立过程中，已经获得了大量经验并被用于优化动态市场条件下系统的热、电生产。如今，这样的思路也同样被应用于未来零化石能源的能源系统设计之中，通过跨能源系统的整合，各独立能源系统的灵活性可以被综合规划和调度，从而实现独立能源系统的相互支撑，提升了全能源系统的安全与灵活运行能力。
在众多能源种类中，氢能在丹麦被普遍认为其不但是最具有潜力的清洁能源载体之一，其同时也可为实现多能源系统联合运行的目标助力。在丹麦的Lolland地区，已经成功示范运行了欧盟第一个全氢能驱动的社区。在该区域中，额外的风能被转化为氢能并被储存在低压罐中。通过基于燃料电池技术的微型热电联产机组，这些氢气被进一步转化为热能和电能，既满足了本地的热和电力需求，又成功实现了100%的零碳排放。另外，随着由电制气(P2G)技术的进一步成熟，电解水后所产生的氢气可以被进一步注入天然气管道，从而实现了大规模的能源存储和转化。根据丹麦的相关测算，丹麦目前天然气存储及管道设施可以提供相当于11TW·h的天然气存储，从而足够弥补低风季节电力供应的不足。
针对最新的联合能源体系在城市中规划和应用研究，丹麦正在首府哥本哈根中心的Nordhavn地区建立并示范集成能源系统的解决方案，从设计、规划和运行的角度，进一步整合电力、热力和交通的基础设施，从而最大化全系统的运行效益。从短期看，该计划在于推动智能电表、需求侧响应，分布式能源，节能楼宇以及低温区域供暖的应用；从中期看，将会以主动配电网为核心，进一步整合智能电网的应用，并研发针对配电，用电，配热，用热的市场化联合调度方法；从长期看，则将实现全能源体系的整合和优化，并最终实现能源互联网的理念。在这个庞大的计划之中，能源系统的灵活性将被作为一个重要的度量和交易量，以市场化的手段，提升整个全系统的安全运行能力。
4. 结论
本文重点讨论了丹麦的能源互联网理念，即以能源灵活性为中心，以灵活性的市场化交易为手段，进一步整合多种能源系统，实现集成能源的高效运行。丹麦希望基于上述理念，为能源工业的不同利益相关方带来全新的商业机会和挑战，并进一步使用新型的技术解决方案促进能源市场的转型和能源互联网的发展。
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