能源互联网离不开智能配电网

    中国风电材料设备网：10月24日，第六期“能源大讲堂”在浙江杭州举行。中国电科院配电研究所总工程师梁英以“迈向智能电网时代的配电网发展趋势与前景”为主题，讲述了智能配电网的发展实践与技术前景。
　　本次能源大讲堂活动首次走出北京，走进供电企业。作为活动的主办方之一，国网浙江省电力公司也在活动中分享了他们在智能配网方面的实践经验。
　　【技术】智能配电网发展需十大关键技术
　　安全可靠、经济高效、灵活互动、绿色环保是智能配电网的发展目标。那么，怎样才能满足这些目标呢？支撑和实现智能配电网发展目标有十大关键技术。在能源大讲堂上，中国电科院配电研究所总工程师梁英分享了这十大技术。
　　1. 主动配电网规划技术
　　主动配电网的概念是国际大电网会议在2008年提出的，意思是采用主动控制和主动管理分布式电源、储能设备和客户双向负荷的模式、具有灵活拓扑结构的公用配电网。与传统技术相比，主动配电网规划技术具有柔性的技术标准、集中的管理模式和灵活的网路结构。
　　2. 智能配电装备技术
　　在智能配电网中，设备是关键的硬件设施。梁英认为，这项技术主要应用于电力设备，使设备具有状态感知和信息传输的功能，如智能状态传感器、智能电子化互感器等。智能配电装备的设计应是一体化的，具有性能可靠、功能模块化、接口标准化的特点，因此，智能配电装备是集采集、控制和保护多功能为一体的集成装备。
　　3. 通信与信息支撑技术
　　智能化的设备都具有通信功能，这就需要有通信与信息支撑平台，它对智能配电网的自愈控制起着重要作用。
　　4. 智能配电网自愈控制技术
　　这项技术能够让配电网具有自我预防、自我修复和自我控制的能力。随着分布式电源和电动汽车充换电设施的接入，以及配网规模的不断扩大，配电网的复杂程度不断加大，无自学习、自适应能力的传统配电网已经无法适应如此复杂的情况，而只有会自学习、自适应，才能满足智能配电网的要求，实现事故前风险消除和自我免疫。
　　5. 智能配电网能量调度技术
　　配电网能量调度指的是通过对配电网中电能的生产、输送和分配进行监控和管理，以实现配电网能量平衡，保证安全、可靠、高效运行。
　　6. 智能配电网能效管理技术
　　配电网长期存在“大马拉小车”的情况，负荷率低、无功消耗多、线路损耗大，因此需要智能配电网能效管理技术。智能配电网能效管理是指通过对客户的用电设备、微网接入设备等进行统一管理和用电信息的采集，制定用电政策，达到节能减排的目的。能效管控技术能有效地平抑负荷曲线，减少电网投资，达到节能降损的目的。
　　7. 智能配电网互动化服务技术
　　这项技术是利用智能量测、高效控制、高速通信、储能等技术，能实现电网与客户能量流、信息流、业务流的实时互动。
　　8. 配电网数模仿真技术
　　在真实配电网中，有很多数据体量大、结构复杂、测算困难，建立数学模型也存在不精确的问题，这就需要采用真型系统或物理设备模拟，建立配电网数模仿真技术。
　　9. 分布式电源并网与微电网技术
　　未来的配电网将接纳大量的分布式能源，需要分布式电源并网与微电网技术。梁英认为，分布式电源具有间隙性，它们的大规模接入，会给配电网带来一系列问题，如电能质量问题、孤岛效应问题、可靠性与稳定性问题以及配电网适应性问题，这也促使配电网的现有技术发生了深刻变化。同时，客户终端用能结构与服务需求也发生了深刻变化，智能配电网消纳间隙能源由被动变为主动，做到配网自我组织参与消纳，达到全网最优协调。
　　10. 电动汽车充放电技术
　　电动汽车充换电设施接入对配电网的影响有三点：第一，电动汽车充电将导致负荷增长，大量无序充电会加剧电网负荷峰谷差，加重电力系统负担。第二，客户用电行为和充电时间与空间分布的不确定性、随机性等特征将加大电网控制难度。第三，电动汽车充电负荷属于非线性负荷，大量的电力电子设备并网将产生一定的谐波，引起电能质量问题。因此，需要加强研究电动汽车充放电技术。
　　【前景】服务智慧城市发展
　　智能配电网最终是为智慧城市服务的，智能电网的核心是城市智能配电网，它能为智慧城市的各个系统输送充足能量和海量信息，是智慧能源系统的主要载体。
　　2011年，美国沃顿商学院的杰里米·里夫金教授在其著作《第三次工业革命》中提出了“能源互联网”概念。能源互联网是一种在现有电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术，融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置，能实现能量和信息双向流动的对等电力互联共享网络。
　　“能源互联网的研究和建设首先是从配用电端开始的，因此智能配电网的发展前景是能源互联网。”梁英说，未来，自愈和互动将是电网智能化的标志。那时，大规模分布式发电将并入电网，分布式电源与微电网也将被大规模应用，这就要求智能配电网通过分散式智能协调，实现微网的自愈、自治和自组织，使分布式发电通过微网完全整合到智能电网中运行。“这将成为配网的工作模式之一，最终将实现大规模商业化和市场化运行，形成全新业务模式。”
　　梁英认为，一二次能源的综合利用是未来智能配电网的“任务”，基于系统能效技术，智能配电网通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合，形成能量输入和输出跨时域的实时协同，实现系统全生命周期的最优化和能量的增效，能效控制系统对各能量流进行供需转换匹配、梯级利用、时空优化，以达到系统能效最大化，最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。
　　“从宏观上讲，智能配电网最终将为智慧城市服务。”梁英说道。智慧城市以广泛覆盖和深度互联的通信信息网络为基础，全面感知基础设施、环境、能源等方面信息，能够整合能源、交通、水资源等城市运行各个核心系统，为城市运营和各类资源优化配置提供智能决策与响应，提高有限资源的运行和利用效率。
　　梁英认为，智能电网的核心是城市智能配电网，它能为智慧城市的各个系统输送充足能量和海量信息，是智慧能源系统的主要载体。智能配电网可以全面监测感知城市能源供需情况、能耗指标，做到合理调配和使用电、油、气以及光伏、风电等能源资源，实现能源供给均衡、提高能源利用效率、减少排放，做到促进城市绿色发展，保证城市用电安全可靠，丰富城市服务内涵。