1.2 接入RES智能配电网中的灵活性资源
所谓灵活性，是指在某一时间尺度内电力系统能够快速而有效地优化调配现有资源，并快速响应电网功率变化、控制电网关键运行参数的能力;其中电网功率变化不仅包括负荷变化，也包括可再生能源输出功率波动。如1.1节所述，接入RES电网的净负荷为“鸭型曲线”，为保证功率平衡，系统必须具有灵活性。电力系统的发、输、配、用电和储能等环节都可以提供灵活性资源。传统发电出力的经济调节范围为30%左右，除了优化调度之外，电力系统运行中的灵活性资源还包括发电调峰能力、输配电网运行、需求侧响应、储能设备调节能力、可再生能源并网技术等。
传统发电资源包括火电、水电以及核电，它们是电力系统中较为稳定、可靠的电源，是灵活性资源的重要组成部分。为了满足高占比RES条件下“鸭型曲线”的调度需求，发电机组必须具备能够跟随净负荷曲线快速变化的能力，因此衡量发电灵活性的重要指标是发电出力的爬坡速率。以图1所示情形为例，对于接入分布式光伏发电的系统，在白天要求发电机组具有快速向下的爬坡能力，夜晚则要求其具有快速向上的爬坡能力，从而保证发电与用电的平衡。
输电网络的灵活性主要体现在区域电网的结构和互联方式上，而需求侧响应的灵活性则体现在通过价格信号和激励机制使用户主动改变原有的用电计划和模式，即通过有效整合和规划供应侧与需求侧的资源来增加系统的备用容量，从而提高运行灵活性。储能技术也属于非常重要的灵活性资源，不仅可以削峰填俗 、平滑负荷，从而提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动、降低供电成本，还可以与可再生能源配合以提高其利用率。
在高占比RES智能电网中，RES的接入方式，即根据负荷需求灵活投切RES，也可作为一种灵活性资源。
1.3 考虑灵活性资源的规划和运行方法及实例研究
为提高高占比RES智能电网的运行效率和效益，必须在电网规划时考虑如何配置灵活性资源，这与满足容量裕度的N-1规划方法相似，只是规划方法更加复杂，需要考虑不同灵活性资源的特点、网络结构和运行方式。并且，还要在可靠性和经济性之间进行权衡，从而达到合理配置灵活性资源的目的。除了规划，在运行中也要根据实时情况和负荷预测数据，合理调配和激励各种灵活性资源。
美国工业界专门针对此研究成立了北美电力可靠性委员会(NERC)关键可靠性服务(在爬坡需求方面)的工作组，以及由美国电力科学研究院(EPRI)领导的IEEE灵活性研究工作组。EPRI主要侧重于研究以下内容：①集中发电的灵活性以及提供灵活性所需的系统支持;②考虑灵活性的集成建模框架;③在集成的电网构建考虑系统灵活性的成本效益框架和开展灵活性试验项目。另外，EPRI还发布了灵活性白皮书(Flexibility White Paper)以及容量和电量白皮书(Capacity and Energy White Paper)。
关于考虑灵活性的配电网络规划的研究，EPRI主要涉及以下几个方面：①用于评估电网是否具有足够灵活性的工具和指标;②多层筛选和细化方法的研究;③考虑输电和资源充足性的研究;④展示和改进方法的案例分析。一些具体项目包括化石能源电厂的灵活运行建模、储能的价值评估、需求侧灵活性的示范等。图2为EPRI 174号研究计划“分布式可再生能源集成方式”的总体架构。
EPRI从上述研究中得到的一些结论如下：
1)通过研究时间间隔在60min内的灵活性资源匮乏现象，发现较高的时间分辨率数据将对研究是有利的。
2)峰荷持续540min(9h)的系统可能需要增加额外的容量，即使有条件，这样的系统也不太可能让长期启动的机组离网运行;在这种情况下，系统内部可能存在不灵活互联的电网，如果互联电网具有灵活性则可以缓解该问题。
3)通过研究频次少于1h的灵活性资源匮乏情况发现，改变运行状态也许足以满足机组爬坡和备用等的需求，而一些长效的缓解措施则包括互联运行或增加新容量。
