智能配電網(wǎng)研發(fā)路線探討

用戶側(cè)今后的潛在應(yīng)用表后用戶側(cè)今后的潛在應(yīng)用，主要是與用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò) HAN 相連，實現(xiàn)分散發(fā)電、分布儲能(包括 電動汽車充放電電)與需求響應(yīng)組成的分布能源 DER 系統(tǒng)集成，優(yōu)化用電設(shè)備的使用和管理，支持供需互動的雙向服務(wù)。

供需互動的雙向服務(wù)，主要是指：電網(wǎng)側(cè)向用戶提供有關(guān)的電力和市場信息，以及營銷管理、 負荷管理、停電管理等各種服務(wù)，用戶可據(jù)此選擇服務(wù)商、竟價增減負荷、優(yōu)化用電設(shè)備的使用等。 用戶向電網(wǎng)側(cè)提供的服務(wù)， 除與發(fā)電商之間簽訂的雙邊合同外， 包括各種形式的輔助服務(wù)(頻率控制、 電壓控制、備用和黑啟動)、參與可中斷供電合同或峰谷電價計劃、在平衡市場中競價增減出力以及 緩解輸配電阻塞等。但一般只有兆瓦級以上的大用戶、或是多個同行企業(yè)通過集總代理才直接參與 需求競價，小用戶則是通過其供電商作為代理間接參與需求競爭。

顯然，供需互動的雙向服務(wù)，除電力市場應(yīng)開放到配用分開的零售競爭外，由于用戶具有大、 中、小之別，分散發(fā)電能力從大用戶的自備電廠到千家萬戶的光伏電池，包括電動汽車在內(nèi)的儲能 設(shè)備更是五花八門，用戶設(shè)備的系統(tǒng)集成又是多式多樣。如此等等，給入網(wǎng)管理和市場交易帶來諸 多復(fù)雜問題。如用戶與電網(wǎng)之間、增加了中間服務(wù)商或集總代理，間歇性功率不穩(wěn)的可再生能源分 布式發(fā)電、 不能以功率 kW 只能用能量 kWH 進行市場交易， 為數(shù)眾多的電動汽車充放電入網(wǎng)管理和 市場交易、必須用戶、服務(wù)商和電力公司有關(guān)各方單獨組網(wǎng)等。

集支撐應(yīng)用于一體的智能設(shè)備上述支撐系統(tǒng)和各種應(yīng)用的一體化和智能化進一步發(fā)展，推動智能設(shè)備的問世。智能設(shè)備包括 用戶側(cè)的智能電器，以及電網(wǎng)側(cè)的智能電力交換設(shè)備和系統(tǒng)。其共同特點是：集支撐與應(yīng)用于一體， 即插即用。

用戶側(cè)的智能電器如上所述，表后用戶用電設(shè)備的優(yōu)化管理，主要是在智能電表的支撐下，通過應(yīng)用系統(tǒng)對常規(guī) 電器進行智能控制來實現(xiàn)。如峰值高電價期間對空調(diào)、熱水器等進行中斷調(diào)整，低谷期間對包括電 動汽車在內(nèi)的儲能設(shè)備進行充電等。

智能電網(wǎng)環(huán)境下，用電設(shè)備正在從被動調(diào)整走向智能化的自動調(diào)整。如對電網(wǎng)友好的空調(diào)、熱 水器等智能電器，感知電網(wǎng)頻率下降時自動對溫度整定值或啟停時間進行調(diào)整，而勿需外部指令。 智能電器的理念，同樣適用于各行各業(yè)的用電設(shè)備。如非線性用電設(shè)備感知諧波、異步用電設(shè)備感 知無功過大時自動進行補償?shù)取?p>應(yīng)該說，實現(xiàn)常規(guī)電器的智能化，并不存在技術(shù)上的難點。問題是必須市場機制(實時電價、 諧波無功超標(biāo)罰款等)的激勵，否則用戶不會掏錢來購買這些較貴的增值產(chǎn)品。

電網(wǎng)側(cè)的智能電力交換設(shè)備電網(wǎng)側(cè)的智能電力交換設(shè)備，由于應(yīng)用涉及面廣，遠比用戶側(cè)的智能電器復(fù)雜得多。特別是在 智能電網(wǎng)環(huán)境下，大量可再生能源發(fā)電和電動汽車充放電的入網(wǎng)管理和市場交易，引發(fā)了接口、變 壓、保護、監(jiān)視、調(diào)整和控制等諸多問題。但正因為如此，集支撐與眾多相關(guān)應(yīng)用于一體的智能電 力交換設(shè)備，由于投入產(chǎn)出的高“性價比”而備受關(guān)注。一種稱為智能電力交換機/器/站的技術(shù)創(chuàng)新 設(shè)備，即將在我國問世。

和常規(guī)電磁感應(yīng)原理不同，智能電力交換設(shè)備采用電力電子技術(shù)變壓、實現(xiàn)不同電壓等級之間 的電力交換。并在電力系統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)之上、利用信息通信技術(shù)，連接有關(guān)設(shè)備和裝置實現(xiàn)電力和信 息的雙向流動。和前述支撐系統(tǒng)不同的是，智能電力交換設(shè)備還同時納入接口、保護、監(jiān)視、調(diào)整、 控制，以及無功補償、諧波治理、甚至故障錄波等有關(guān)應(yīng)用，集一次二次、支撐應(yīng)用于一體。

可以預(yù)期，隨著大量可再生能源發(fā)電和電動汽車充放電、及其相應(yīng)配變臺區(qū)的出現(xiàn)，投入產(chǎn)出 性價比較高的智能電力交換機/器/站，將在用戶、中間服務(wù)商、和電力公司不同層次得到廣泛應(yīng)用。 這也是為什么這種智能電力設(shè)備，視應(yīng)用規(guī)模不同而可分別稱為交換機、交換器、或交換站的原因。

理論上說，智能電力交換設(shè)備可往更高電壓等級發(fā)展。但受限于電子元件的工作電壓水平和市 場的大小，當(dāng)前，仍以中低壓的配用電領(lǐng)域為主。

結(jié)語

(1)全面覆蓋發(fā)輸配用和電力市場、含括一二次系統(tǒng)的智能電網(wǎng)，由于在發(fā)輸配用之間沒有必然的先后順序聯(lián)系，既可從上到下、也可從下到上進行研發(fā)實施。

(2)配用電領(lǐng)域的智能配電網(wǎng)，充分體現(xiàn)有別于常規(guī)電網(wǎng)的幾個主要特征，既填補智能電網(wǎng)供 需互動的主要空白、又奠定整個智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，投入產(chǎn)出的高性價比也較明顯，因而往往成為優(yōu) 先研發(fā)實施的首選。此外，由于全球的共同關(guān)注和參與，配用電領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的智能電器和智能電 力交換設(shè)備不時涌現(xiàn)，而益發(fā)備受關(guān)注。

(3)智能配電網(wǎng)主要解決量大面廣含可再生能源在內(nèi)的各種類型分散發(fā)電、以及插入式電動汽 車進入電網(wǎng)和市場后所引發(fā)的各種問題， 實現(xiàn)自愈功能所需的快速仿真決策和分布能源的系統(tǒng)集成， 以及供需互動雙向服務(wù)所需的智能電表研發(fā)和應(yīng)用等。

(4)研發(fā)智能配電網(wǎng)的諸多難點中，分布式控制系統(tǒng)(繼電保護、就地?zé)o供補償?shù)?的再整定 或自適應(yīng)，以及表前表后的分布式智能控制，既量大面廣而又難度較大，但兩者均可采用多智能體 (Multi-Agent)技術(shù)來解決問題。

(5)智能電網(wǎng)的研發(fā)和實施，是一個跨世紀的系統(tǒng)工程。智能配電網(wǎng)的搭建，將填補智能電網(wǎng)供需互動主要空白，奠定整個智能電網(wǎng)堅強基礎(chǔ);此外，考慮到智能電網(wǎng)是從傳統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)展而來， 研發(fā)智能配電網(wǎng)時，應(yīng)采取充分發(fā)揮傳統(tǒng)電網(wǎng)現(xiàn)有系統(tǒng)作用，與跟蹤技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)跨越式發(fā)展并重的方針。為此，首先應(yīng)建設(shè)好電網(wǎng)和用戶各結(jié)點之間電力和信息雙向流動的支撐系統(tǒng)，支持表前電網(wǎng)側(cè)和表后用戶側(cè)、當(dāng)前的增效應(yīng)用和今后的潛在應(yīng)用，并跟蹤智能設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用、實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

(6)行業(yè)聚焦關(guān)鍵技術(shù)，推動智能配電網(wǎng)的研發(fā)和實施。由北極星電力網(wǎng)主辦，北極星智能電網(wǎng)在線承辦的“2012智能配電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)研討會”將就未來我國智能配電網(wǎng)的發(fā)展，邀請這一領(lǐng)域的專家學(xué)者、企業(yè)高層以及相關(guān)電力部門領(lǐng)導(dǎo)，共聚一堂，進行深入探討。本次研討會將與2012年國內(nèi)最大電力電工展同期舉辦，屆時，各路商家、學(xué)者、媒體云集，對配電網(wǎng)這一領(lǐng)域的最近技術(shù)與解決方案將實現(xiàn)激情碰撞，助力智能配電網(wǎng)市場的進一步升溫!