为了保障大规模可再生能源的有效消纳和大电网的安全稳定经济运行，迫切需要提高资源优化配置支撑水平。一方面，受能源资源禀赋及电力结构等因素影响，我国电力发展将长期呈现大规模电源基地集中接入、远距离大容量输电、大平台分散消纳等特点，另一方面，可再生能源近年来得到迅猛发展，使得我国原已十分严重的电源结构问题、电网结构问题、用电结构问题进一步突显，对电力系统调度运行带来挑战。中国电科院电力自动化研究所作为国家电网公司唯一的该领域科研机构，视此问题为己任，围绕大范围能源资源综合优化配置和国家节能减排这一重大需求，在调度运行与控制技术方面持续开展研究工作，取得了一系列丰硕成果。
瞄准需求，实施国分一体化调度计划
调度计划是指挥电力系统运行的重要手段。其中一个很重要的环节为日前调度计划，就是在满足电网安全约束的条件下，依据次日负荷需求，编制次日发电机的出力计划。“三北”地区新能源快速发展，但仅仅依靠本地区电力资源，已经难以满足可再生能源发电并网的需求。而特高压电网将原先相对独立的区域电网连成棋盘状的大电网，一体化特征非常明显，为华北、东北、西北等地区的清洁能源在全网范围内的资源优化配置创造了条件，瞄准这一需求，在国家电网调度控制中心的统一组织下，电力自动化研究所开展了国分调度计划一体化工作。
国调及各分调之间调度计划编制模式不同，使得国分一体化计算的复杂度大为增加，而且计算涉及到近万台发电机，这在数学上是一个高维优化问题。在充分分析的基础上电力自动所依托智能电网调度控制系统D5000平台建立了贯通国调、分调和省调三级的数据共享高速公路，汇集了全网火电、风电、水电等多种电源的海量运行数据，采用先进的大数据挖掘技术进行一体化量化分析，深度挖掘大电网调峰能力，通过广域手段寻找大规模清洁能源的消纳空间，实现了一体化资源调度。
通过国分调度计划一体化的实施，显著提升了国调和5个分中心的协同运行能力，充分利用了特高压电网的跨区输电能力，缓解局部地区“缺电”、“窝电”问题，在全网范围内实现清洁能源消纳，确保了水电及新能源的高效利用，也进一步缓解中东部地区频繁出现的雾霾天气带来的环保压力，助力构建“电从远方来”的能源资源优化配置体系。
定位市场，探索大范围资源交易机制
电能是人类社会所使用的主要能源之一，我国电能资源分布不均，需要通过电网从大范围、远距离输送给千家万户。电能同时也是一种商品，通过市场这只看不见的手，实现电能资源的优化配置。
电力自动化研究所研制的电力市场交易运营系统，已广泛部署在各省区电力交易机构。每年数万亿度的电能通过该系统进行交易和结算，水电厂、火电厂、核电、风电等不同类型发电厂在该交易平台上进行电能实物交易的买卖，还探索开展了多种发电权交易，通过这种权属交易，使得能效高、排放小的发电机组替代能效低，排放高的机组发电，由此减少了数百万吨二氧化碳、二氧化硫等污染物排放，为实现国家节能减排目标做出了突出贡献，取得了巨大社会效益。
随着我国电力市场化改革的进一步深化，不久的未来将有数以万计的电力用户进入市场，通过交易平台与发电厂直接交易。电能会更接近普通的大宗商品一样，在交易平台上交易、定价。据此需求，2014年，电力自动化所基于统一标准、统一模型、统一规范研发了新一代统一电力市场交易平台，集各省区业务特点，全面支撑大用户直购电以及发电厂和用户双边市场交易，目前推广应用至全国30余个省区，为全国电力市场深化改革提供了强有力的支撑。
为了更好支撑电力市场化改革，提升将能源资源作为一种商品进行流通的支撑能力，电力自动化所正在开展一系列工作，一是进行电力交易实验室建设，以为市场机制体制设计和验证提供定量试验环境；二是开展一系列前瞻性技术研究，包括考虑多种复杂约束的中长期交易决策优化算法、面向大规模电网的交易路径的优化技术等等；三是依托国家自然科学基金项目开展新能源电价理论和交易机制的研究。立志为我国电力资源优化和能源结构的转型发展做出更多贡献。
着眼未来，布局源网荷互动前瞻研究
实现能源资源优化配置是一个长期的艰巨任务。能源的需求侧和供应侧之间的开放互动是未来最终实现优化配置的解决途径之一。传统电力系统运行控制模式是电源跟踪负荷变化进行调整，尚未形成明显的互动关系。未来电网电源、电网和负荷均具备了灵活可控的柔性特征，通过三者间的协调互动，可以更经济、高效和安全地提高电力系统能量平衡和功率平衡能力。依靠电网调度领域的深厚积淀，电力自动化所创新性提出“源-网-荷”互动运行是应对未来电网能源结构变革的重要手段，也是未来智能电网发展的必然方向。
为此，电力自动化研究所积极筹划，主动布局，采用前瞻理论探索与应用基础研究相结合的方法开展了系列研究工作。源-网-荷互动涉及互动主体、互动特性、互动调度、互动控制等，技术复杂、涉及面广，没有现成的理论、技术和经验可供参考，需要从基础研究、规划设计、技术攻关、系统研制、工程建设到运行管理全面创新。电力自动化研究所积极创新思维，通过探索“源-网-荷”互动对未来电网运行控制的影响，提出了一整套互动运行控制的理论和技术研究框架；针对间歇性能源的随机性、负荷自主响应的不确定性以及互动的时序演变过程，提出并发展了“源-网-荷”互动环境下的电网稳态分析方法，以提升应对互动运行的电网分析和控制能力；提出了“源-网-荷”互动环境下多时空尺度柔性负荷调度方法、电网功率与频率控制策略，在主要关键技术上逐步实现突破和应用。
源-网-荷互动技术的推广和应用将有利于减少区域电网弃风、弃光，提高可再生能源消纳能力；提升可再生能源企业、负荷侧用电企业效益和竞争力，推动能源优势向经济优势转变；进一步提升节能减排水平，减少环境污染对人体的危害，促进城市环境的改善。
