深度｜主动配电网内涵、现状及未来发展趋势

具体表现在几个方面，我们分成三个类，一个是传统配电网，既没有考虑分布电源的接入，也没有太多的所谓自动化控制水平，就是说上一个开关变压器，加一点简单的保护。第二种就是当前正在建设的，2020年之前国家发改委能源局规划的配网自动化覆盖率达到90%以上，这个是要求在城网和农村电网都有一定的覆盖率，这个是当前配电网，解决自动化率覆盖低的问题和设备利用率比较低的问题。在这里面配网自动化在当前配电网里面是建设的一个主体，配电网自动化到2020年之前应该要达到一个很好的水平，现在只有三年的时间，这方面的设备缺口还是非常巨大的。

面向未来，我们认为现代化的配电网是对分布式电源渗透率非常高的背景情况下，要求对电源和负荷两端，通过网的调节来实现主动控制，所以我们称之为是主动配电网的形态。主动配电网的形态是智能电网发展到一个高级阶段所面临的一个技术发展的新的形态。这个是我们主动配电网和配电网自动化和传统配电网之间的三个定位，是面向未来的一个技术应用。

主动配电网解决传统配电网四个方面难解决的一些问题。

第一个是资源配置问题。如果说源荷两端变化很大，资源配置到底电力公司留多少，这是规划设计的问题。

第二个是资源系统的问题。规划、设计好了，但是因为在运行和调度过程中，波动性的分布电源特性，加上用户的负荷也是不停的变，带来资源的协调、控制层面上的问题，属于控制的缺失。

第三个是管理上的缺失。管理上就是电力公司本身有正常的内部的一整套的体系，它的运检、发策、营销、调度，还有未来市场，这些方面会带来很多资源管理上的一些困难。这么多不同的系统，怎么样把信息系统进行汇集，怎么把资源进行协调和管理。一个是本身日常的管理，包括能源的管理，包括多种能源形态的管理，包括气、油，包括交通网等，都会带来很多预测方面的问题。

第四个是服务的缺失。这个服务大家听的比较多的就是综合能源服务商，服务的问题不简单是电力公司的，特别是在电力市场化改革的趋势下，客户的资源服务是一个非常重要的因素。所以综合能源服务商未来可能是在自己增量配网的园区里面，或者是一个综合能源的提供服务商，或者提供所谓合同能源管理的这种管理方式。还有售电公司、当地的检修维护公司，有很多这样的资源服务，这给电力公司的资源服务也带来很多新的问题，这些问题都是传统电网所面临的主要的问题。

主动配电网是由国际大电网会议（CIGRE）的一个C6工作组在2009年提出的概念。主动配电网是一个可以综合控制分布式能源，包括分布式发电、柔性负载和储能，使用灵活的网络结构，实现潮流的有效管理，使得分布式能源在其满足监管和接入准则基础上承担对系统的一定的支撑作用。所以主动配电网简单来说就是两个Active，第一个就是有分布电源，Active。第二个Active就是主动管理和主动控制。一个是有源，一个是主动，是主动配电网最基本、最核心的两个东西。

还有四个主要特征，是我们这次课题项目总结出来的。

第一个是具备一定比例的分布式可控资源；比如说储能，可以集中式储能，也可以分散式储能。另外就是地热发电的，热水出来以后，在有些局部地区可以把热水直接冲进发动机，因为底下这个是稳定的，这个也是可调节的资源。第二个是可调节资源就是未来的电用电子设备，未来发展过程当中，柔性开关也是这几年国际、国内重点攻关的。柔性开关不像传统开关，要么开要么断，要么有电要么没电，它通过电子设备控制之后可以通10%的电、50%的电、100%的电，它可以连续调节，也是可控资源。可控资源在电网当中一定要有这些可以一定比例的技术。

第二种是网络拓扑可灵活调节的配电网。所谓拓扑就是电网结构，当开关供电范围，比如通过很多可以互联互通的区域，可以通过开关的开合状态，可以调节它供电的范围，所以拓扑也是可以通过联络开关调节实现。

第三个是较为完善的可观可控水平。可观就是可以全部被观察，可控是所有的关键节点被控制到，可以被调节，这个要有完善的可观可控水平。

第四个就是实现协调优化管理的运营中心，这个是区别于传统配电网的四个主要特征。

主动配电网和过去传统的配电网和微网有很多差异。传统配电网具备基本的一个能量的传送能力，对它的自动化的水平和分布电源接入的保护要求比较苛刻。对比一下微网，微网和主动配电网这两个概念都是近期新的一些名词或者概念。微网是在一定区域里面把一些局部的分布式能源组织起来形成一个小型的自治的网络，自我管理和自治。最基本的概念，因为分布式电源波动性和随机性比较大，我认为这是一个调皮的孩子，这个调皮的孩子对电网来说是不受欢迎的，微网比较好，通过它把几个调皮的孩子集中在一起以后加以储能或者就地进行一些局部的管理和治理措施，微网能源管理系统和微网的资源调节，在很小的范围里面把它变成一个很好的孩子。就是内部可以调皮捣蛋，但是在并网这个点上叫PCC点，就是微网的并网点上，这个并网的特性表现出一个非常守纪律的、一个有良好素养的好孩子的概念在里面，所以微网是解决这个问题。所以这样来说，微网要求他可以解决分布式电源的一些不确定性或者波动性的问题，它的好处就是它可以自我管理。但是它也存在一些问题，就是它的范围比较有限，只能在局部的范围里面。但是对于主动配电网来说，可以在更大范围里面，可以在10千伏的线路或者20千伏的配电网线路上，形成很多个区域里面，实现对一个微网管理，对多个微网管理，也可以实现不进微网的分布式电源，直接进入配电网的管理。所以主动配电网是带来这样一个好处，对管辖的范围和它的控制能力都比传统的微网有很大的发展的空间。分布式电源并网解决的能力也比微网大大提高。

微网和主动配电网是可以相辅相成的，两个之间可以进行有效的连接，微网可以采取独立的公网运行，也可以采取并网运行，这方面有很多的技术是相通的，可以进行调节的。

国际上的，主动配电网刚才提到CIGREC6这个组，是国际大电网会议里面在09年提出这个概念，在10年、12年、13年最新提出一系列关于主动配电网的报告以及研究发展方向，在国际上的日、美、澳、英、法、德，包括美国电科院，加拿大这些地方都做了很多这样的前期研究，主要是对配网的规划、运行管理各个方面展开深入研究，欧盟大概从10年—14年陆陆续续做了很多示范工程。今年春天我参加了CIGRE都柏林大会，会上介绍了很多主动配电网示范工程。这里面我们国家需要借鉴的东西比较多，总的来说他们的需求比我们大，刚才说他们分布式并网的渗透率达到50%以上，这个要求更大。但是还是有很多问题有待进一步研究，我们国家起步是从“973”的一个项目，叫分布式发电能源系统的相关技术研究，这是天大、交大、清华几个学校最早开始参与研究的。除此之外还有一些关于微网、光伏、自动配网的很多863项目都围绕主动配电网基本概念和关键技术进行了深度研究，取得了一些成果。

这个就是我们国内的近几年有关主动配电网方面的一些863、973科学支撑计划，做了很多前期的研究，应该有五年的时间，智能电网第一期的五年计划基本已经结束，现在第二期的五年计划已经开始做了。

2012年我们提出主动配电网的间歇式能源消纳及优化研究与应用，这是国家863项目，这个项目当时是广东电网公司牵头，交通大学作为主要的技术支撑单位，一共七个任务交大负责了其中的三个半的任务，包括主动配电网对间歇式能源的多层级分层消纳模式研究及现场验证任务，相关的技术成果也是作为我们自动化配电网国内最早的一批成果出来。在广东电网公司承担了电能增量的管理，另外上海航天有一个储能的项目任务，中间有一个示范工程是广东电网公司牵头的。这个目标就是要以一个示范工程为例，形成一个主动配电网对间歇式能源的多级分层消纳的模式，来解决分布式电源并网的问题。佛山的一个山水工业园解决两个大的工业园区的供能，它的屋顶是光伏。