能源互聯(lián)網(wǎng)離不開智能配電網(wǎng)

    中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)：10月24日，第六期“能源大講堂”在浙江杭州舉行。中國電科院配電研究所總工程師梁英以“邁向智能電網(wǎng)時(shí)代的配電網(wǎng)發(fā)展趨勢與前景”為主題，講述了智能配電網(wǎng)的發(fā)展實(shí)踐與技術(shù)前景。
　　本次能源大講堂活動首次走出北京，走進(jìn)供電企業(yè)。作為活動的主辦方之一，國網(wǎng)浙江省電力公司也在活動中分享了他們在智能配網(wǎng)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
　　【技術(shù)】智能配電網(wǎng)發(fā)展需十大關(guān)鍵技術(shù)
　　安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、靈活互動、綠色環(huán)保是智能配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。那么，怎樣才能滿足這些目標(biāo)呢？支撐和實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)有十大關(guān)鍵技術(shù)。在能源大講堂上，中國電科院配電研究所總工程師梁英分享了這十大技術(shù)。
　　1. 主動配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)
　　主動配電網(wǎng)的概念是國際大電網(wǎng)會議在2008年提出的，意思是采用主動控制和主動管理分布式電源、儲能設(shè)備和客戶雙向負(fù)荷的模式、具有靈活拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的公用配電網(wǎng)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，主動配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)具有柔性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、集中的管理模式和靈活的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)。
　　2. 智能配電裝備技術(shù)
　　在智能配電網(wǎng)中，設(shè)備是關(guān)鍵的硬件設(shè)施。梁英認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于電力設(shè)備，使設(shè)備具有狀態(tài)感知和信息傳輸?shù)墓δ埽缰悄軤顟B(tài)傳感器、智能電子化互感器等。智能配電裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)是一體化的，具有性能可靠、功能模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，因此，智能配電裝備是集采集、控制和保護(hù)多功能為一體的集成裝備。
　　3. 通信與信息支撐技術(shù)
　　智能化的設(shè)備都具有通信功能，這就需要有通信與信息支撐平臺，它對智能配電網(wǎng)的自愈控制起著重要作用。
　　4. 智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)
　　這項(xiàng)技術(shù)能夠讓配電網(wǎng)具有自我預(yù)防、自我修復(fù)和自我控制的能力。隨著分布式電源和電動汽車充換電設(shè)施的接入，以及配網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)的復(fù)雜程度不斷加大，無自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力的傳統(tǒng)配電網(wǎng)已經(jīng)無法適應(yīng)如此復(fù)雜的情況，而只有會自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)，才能滿足智能配電網(wǎng)的要求，實(shí)現(xiàn)事故前風(fēng)險(xiǎn)消除和自我免疫。
　　5. 智能配電網(wǎng)能量調(diào)度技術(shù)
　　配電網(wǎng)能量調(diào)度指的是通過對配電網(wǎng)中電能的生產(chǎn)、輸送和分配進(jìn)行監(jiān)控和管理，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)能量平衡，保證安全、可靠、高效運(yùn)行。
　　6. 智能配電網(wǎng)能效管理技術(shù)
　　配電網(wǎng)長期存在“大馬拉小車”的情況，負(fù)荷率低、無功消耗多、線路損耗大，因此需要智能配電網(wǎng)能效管理技術(shù)。智能配電網(wǎng)能效管理是指通過對客戶的用電設(shè)備、微網(wǎng)接入設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一管理和用電信息的采集，制定用電政策，達(dá)到節(jié)能減排的目的。能效管控技術(shù)能有效地平抑負(fù)荷曲線，減少電網(wǎng)投資，達(dá)到節(jié)能降損的目的。
　　7. 智能配電網(wǎng)互動化服務(wù)技術(shù)
　　這項(xiàng)技術(shù)是利用智能量測、高效控制、高速通信、儲能等技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與客戶能量流、信息流、業(yè)務(wù)流的實(shí)時(shí)互動。
　　8. 配電網(wǎng)數(shù)模仿真技術(shù)
　　在真實(shí)配電網(wǎng)中，有很多數(shù)據(jù)體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測算困難，建立數(shù)學(xué)模型也存在不精確的問題，這就需要采用真型系統(tǒng)或物理設(shè)備模擬，建立配電網(wǎng)數(shù)模仿真技術(shù)。
　　9. 分布式電源并網(wǎng)與微電網(wǎng)技術(shù)
　　未來的配電網(wǎng)將接納大量的分布式能源，需要分布式電源并網(wǎng)與微電網(wǎng)技術(shù)。梁英認(rèn)為，分布式電源具有間隙性，它們的大規(guī)模接入，會給配電網(wǎng)帶來一系列問題，如電能質(zhì)量問題、孤島效應(yīng)問題、可靠性與穩(wěn)定性問題以及配電網(wǎng)適應(yīng)性問題，這也促使配電網(wǎng)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生了深刻變化。同時(shí)，客戶終端用能結(jié)構(gòu)與服務(wù)需求也發(fā)生了深刻變化，智能配電網(wǎng)消納間隙能源由被動變?yōu)橹鲃樱龅脚渚W(wǎng)自我組織參與消納，達(dá)到全網(wǎng)最優(yōu)協(xié)調(diào)。
　　10. 電動汽車充放電技術(shù)
　　電動汽車充換電設(shè)施接入對配電網(wǎng)的影響有三點(diǎn)：第一，電動汽車充電將導(dǎo)致負(fù)荷增長，大量無序充電會加劇電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，加重電力系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。第二，客戶用電行為和充電時(shí)間與空間分布的不確定性、隨機(jī)性等特征將加大電網(wǎng)控制難度。第三，電動汽車充電負(fù)荷屬于非線性負(fù)荷，大量的電力電子設(shè)備并網(wǎng)將產(chǎn)生一定的諧波，引起電能質(zhì)量問題。因此，需要加強(qiáng)研究電動汽車充放電技術(shù)。
　　【前景】服務(wù)智慧城市發(fā)展
　　智能配電網(wǎng)最終是為智慧城市服務(wù)的，智能電網(wǎng)的核心是城市智能配電網(wǎng)，它能為智慧城市的各個(gè)系統(tǒng)輸送充足能量和海量信息，是智慧能源系統(tǒng)的主要載體。
　　2011年，美國沃頓商學(xué)院的杰里米·里夫金教授在其著作《第三次工業(yè)革命》中提出了“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念。能源互聯(lián)網(wǎng)是一種在現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)上通過先進(jìn)的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，融合了大量分布式可再生能源發(fā)電裝置和分布式儲能裝置，能實(shí)現(xiàn)能量和信息雙向流動的對等電力互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)。
　　“能源互聯(lián)網(wǎng)的研究和建設(shè)首先是從配用電端開始的，因此智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景是能源互聯(lián)網(wǎng)。”梁英說，未來，自愈和互動將是電網(wǎng)智能化的標(biāo)志。那時(shí)，大規(guī)模分布式發(fā)電將并入電網(wǎng)，分布式電源與微電網(wǎng)也將被大規(guī)模應(yīng)用，這就要求智能配電網(wǎng)通過分散式智能協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的自愈、自治和自組織，使分布式發(fā)電通過微網(wǎng)完全整合到智能電網(wǎng)中運(yùn)行。“這將成為配網(wǎng)的工作模式之一，最終將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化和市場化運(yùn)行，形成全新業(yè)務(wù)模式。”
　　梁英認(rèn)為，一二次能源的綜合利用是未來智能配電網(wǎng)的“任務(wù)”，基于系統(tǒng)能效技術(shù)，智能配電網(wǎng)通過能源生產(chǎn)、儲運(yùn)、應(yīng)用與回收循環(huán)四環(huán)節(jié)能量和信息的耦合，形成能量輸入和輸出跨時(shí)域的實(shí)時(shí)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全生命周期的最優(yōu)化和能量的增效，能效控制系統(tǒng)對各能量流進(jìn)行供需轉(zhuǎn)換匹配、梯級利用、時(shí)空優(yōu)化，以達(dá)到系統(tǒng)能效最大化，最終輸出一種自組織的高度有序的高效智能能源。
　　“從宏觀上講，智能配電網(wǎng)最終將為智慧城市服務(wù)。”梁英說道。智慧城市以廣泛覆蓋和深度互聯(lián)的通信信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，全面感知基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、能源等方面信息，能夠整合能源、交通、水資源等城市運(yùn)行各個(gè)核心系統(tǒng)，為城市運(yùn)營和各類資源優(yōu)化配置提供智能決策與響應(yīng)，提高有限資源的運(yùn)行和利用效率。
　　梁英認(rèn)為，智能電網(wǎng)的核心是城市智能配電網(wǎng)，它能為智慧城市的各個(gè)系統(tǒng)輸送充足能量和海量信息，是智慧能源系統(tǒng)的主要載體。智能配電網(wǎng)可以全面監(jiān)測感知城市能源供需情況、能耗指標(biāo)，做到合理調(diào)配和使用電、油、氣以及光伏、風(fēng)電等能源資源，實(shí)現(xiàn)能源供給均衡、提高能源利用效率、減少排放，做到促進(jìn)城市綠色發(fā)展，保證城市用電安全可靠，豐富城市服務(wù)內(nèi)涵。