智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀

一、智能配電網(wǎng)簡述

智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。

近年來，智能電網(wǎng)這一新概念逐漸受到國內(nèi)外電力部門的青昧。智能電網(wǎng)主要是運用先進的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)以及新的智能化技術(shù)手段，將電力企業(yè)的各種設(shè)備、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)任務(wù)及工作人員有機地聯(lián)系在一起，在一種“公共信息模型”的基礎(chǔ)上自動收集和存儲數(shù)據(jù)，對供電系統(tǒng)的運行及電力企業(yè)的經(jīng)營管理進行全面、深入的分析，客觀正確地優(yōu)化其資產(chǎn)管理和供電服務(wù)。智能電網(wǎng)包括智能發(fā)電、智能輸電、智能配電和智能變電4個部分。

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，可實現(xiàn)對微網(wǎng)的靈活控制，從而提高需求側(cè)的供電可靠性和管理水平。智能配電網(wǎng)的主要技術(shù)內(nèi)容有：

1)配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

2)先進的傳感測量技術(shù)，如光學(xué)或電子互感器、架空線路與電纜溫度測量、電力設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測、電能質(zhì)量測量等技術(shù)。

3)先進的保護控制技術(shù)。

4)高級配電自動化。

5)高級測量體系，是一個使用智能電表通過多種通信介質(zhì) ,按需或以設(shè)定的方式測量、收集并分析用戶用電數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

6) DER 并網(wǎng)技術(shù) ,包括 DER 在配電網(wǎng)的“即插即用”以及微網(wǎng)兩部分技術(shù)內(nèi)容。

7) DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸 ,包括電能質(zhì)量與動態(tài)潮流控制兩部分內(nèi)容。

8) 故障電流限制技術(shù)，指利用電力電子、高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流的技術(shù)。

二、智能配電網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)具備強大的資源優(yōu)化配置能力和更加穩(wěn)定的運行水平，并能適應(yīng)和促進新能源的發(fā)展。目前我國電力輸送能力不足，新能源的并網(wǎng)難度也較高，發(fā)展智能電網(wǎng)有助于解決這些問題。

我國的智能電網(wǎng)研究起步相對較晚，結(jié)合我國的電網(wǎng)和能源利用的實際情況，從大電網(wǎng)和中低壓電網(wǎng)2個角度同時切入，提出“堅強智能電網(wǎng)”的目標。國家電網(wǎng)計劃分三個階段逐步推動智能電網(wǎng)的建設(shè)工作。第一階段(2009～2010年)，規(guī)劃試點階段，重點開展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標準;第二階段(2011～2015年)，全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;第三階段(2016～2020年)，引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅強電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達到國際領(lǐng)先水平。分布式能源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用。

智能配電系統(tǒng)三大目標：安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、靈活互動。智能電網(wǎng)中配電環(huán)節(jié)的重點工程包括：配電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)和改造、配電自動化試點和實用化、關(guān)聯(lián)和整合相關(guān)的信息孤島、分布電源的接入與控制和配用電系統(tǒng)的互動應(yīng)用等。為了滿足用戶對供電可靠性、電能質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)的要求，滿足分布式電源、集中與分布式儲能的無擾接入，未來電網(wǎng)中傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)運行模式和管理方法亟待改善;智能配電網(wǎng)絡(luò)是堅強智能電網(wǎng)的基石，堅強在特高壓，智能在配電網(wǎng)。

目前國家電網(wǎng)公司編制的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制規(guī)劃》和《智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系規(guī)劃》已出臺，此舉為大批進軍智能電網(wǎng)的設(shè)備企業(yè)指明了產(chǎn)品方向。預(yù)計智能電網(wǎng)總投資規(guī)模接近4萬億元，強大的市場背景將帶動電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等多個環(huán)節(jié)的大力發(fā)展，為相關(guān)的一次與二次設(shè)備制造商帶來了難得的發(fā)展機遇。

智能配電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)正在全國如火如荼的展開，各級電力部門都為實現(xiàn)智能化積極部署。如2011年05月由陜西省地電集團聯(lián)合國內(nèi)5家電力設(shè)備制造尖端企業(yè)共同發(fā)起組建的“智能配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”在陜西正式成立。該聯(lián)盟由從事智能配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)、研發(fā)、應(yīng)用單位以及相關(guān)企事業(yè)單位共同組成，是非營利性、松散、開放的非法人行業(yè)聯(lián)盟組織，也是迄今國內(nèi)智能配電網(wǎng)領(lǐng)域首個戰(zhàn)略聯(lián)盟。推動我國智能電網(wǎng)的發(fā)展。

三、智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的供方主導(dǎo)、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度自動化的方向轉(zhuǎn)變。隨著我國配電網(wǎng)建設(shè)的進展 ,將產(chǎn)生越來越明顯的經(jīng)濟效益與社會效益 ,主要以下 3 個方面。

1) 實現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運行 ,達到經(jīng)濟高效。配電網(wǎng)應(yīng)用先進的監(jiān)控技術(shù) ,對運行狀況進行實時監(jiān)控并優(yōu)化管理 ,降低系統(tǒng)容載比并提高其負荷率 ,使系統(tǒng)容量能夠獲得充分利用 ,從而可以延緩或減少電網(wǎng)一次設(shè)備的投資 ,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

2) 提供優(yōu)質(zhì)可靠電能，保障現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展。配電網(wǎng)在保證供電可靠性的同時 ,還能夠為用戶提供滿足其特定需求的電能質(zhì)量;不僅可以克服以往故障重合閘、倒閘操作引起的短暫供電中斷，而且可以消除電壓聚降、諧波、不平衡的影響，為各種高科技設(shè)備的正常運行、為現(xiàn)代社會與經(jīng)濟的發(fā)展提供可靠優(yōu)質(zhì)的電力保障。

3) 推動新能源革命，促進環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、保護控制與運行管理方式基本上不考慮 SER 的接入 ,而且為不影響配電網(wǎng)的正常運行 ,現(xiàn)有的標準或運行導(dǎo)則對接入的DER 的容量及其并網(wǎng)點的選擇都做出了嚴格的限制 ,制約了分布式發(fā)電的推廣應(yīng)用。SDG具有很好地適應(yīng)性 ,能夠大量地接入DER并減少并網(wǎng)成本,極大地推動可再生能源發(fā)電的發(fā)展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促進環(huán)保的同時,實現(xiàn)電力生產(chǎn)方式與能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

在能源需求不斷增長、新技術(shù)不斷發(fā)展融合以及環(huán)保呼聲日益高漲的今天，智能電網(wǎng)已成為電力工業(yè)的必然要求，也成為世界各國應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的共同選擇。對中國來說，智能電網(wǎng)對未來可持續(xù)發(fā)展更為關(guān)鍵和必要。

歸結(jié)智能配電網(wǎng)為環(huán)境要求、市場、安全與電能質(zhì)量三方面的共同作用。著重對電網(wǎng)進行升級換代，建立橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng);最大限度發(fā)揮電網(wǎng)的價值和效率，逐步實現(xiàn)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理;全面推進分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率，建造具有中國特色的智能電網(wǎng)，是未來中國電力發(fā)展的方向。