智能配電網研發(fā)路線探討

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

供需互動的雙向服務，主要是指：電網側向用戶提供有關的電力和市場信息，以及營銷管理、 負荷管理、停電管理等各種服務，用戶可據此選擇服務商、竟價增減負荷、優(yōu)化用電設備的使用等。 用戶向電網側提供的服務， 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(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，除電力市場應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，包括電動汽車在內的儲能 設備更是五花八門，用戶設備的系統(tǒng)集成又是多式多樣。如此等等，給入網管理和市場交易帶來諸 多復雜問題。如用戶與電網之間、增加了中間服務商或集總代理，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， 為數眾多的電動汽車充放電入網管理和 市場交易、必須用戶、服務商和電力公司有關各方單獨組網等。

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

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

智能電網環(huán)境下，用電設備正在從被動調整走向智能化的自動調整。如對電網友好的空調、熱 水器等智能電器，感知電網頻率下降時自動對溫度整定值或啟停時間進行調整，而勿需外部指令。 智能電器的理念，同樣適用于各行各業(yè)的用電設備。如非線性用電設備感知諧波、異步用電設備感 知無功過大時自動進行補償等。

應該說，實現常規(guī)電器的智能化，并不存在技術上的難點。問題是必須市場機制(實時電價、 諧波無功超標罰款等)的激勵，否則用戶不會掏錢來購買這些較貴的增值產品。

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

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

可以預期，隨著大量可再生能源發(fā)電和電動汽車充放電、及其相應配變臺區(qū)的出現，投入產出 性價比較高的智能電力交換機/器/站，將在用戶、中間服務商、和電力公司不同層次得到廣泛應用。 這也是為什么這種智能電力設備，視應用規(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，當前，仍以中低壓的配用電領域為主。

結語

(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，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)配用電領域的智能配電網，充分體現有別于常規(guī)電網的幾個主要特征，既填補智能電網供 需互動的主要空白、又奠定整個智能電網的基礎，投入產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，由于全球的共同關注和參與，配用電領域技術創(chuàng)新的智能電器和智能電 力交換設備不時涌現，而益發(fā)備受關注。

(3)智能配電網主要解決量大面廣含可再生能源在內的各種類型分散發(fā)電、以及插入式電動汽 車進入電網和市場后所引發(fā)的各種問題， 實現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所需的智能電表研發(fā)和應用等。

(4)研發(fā)智能配電網的諸多難點中，分布式控制系統(tǒng)(繼電保護、就地無供補償等)的再整定 或自適應，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)技術來解決問題。

(5)智能電網的研發(fā)和實施，是一個跨世紀的系統(tǒng)工程。智能配電網的搭建，將填補智能電網供需互動主要空白，奠定整個智能電網堅強基礎;此外，考慮到智能電網是從傳統(tǒng)電網發(fā)展而來， 研發(fā)智能配電網時，應采取充分發(fā)揮傳統(tǒng)電網現有系統(tǒng)作用，與跟蹤技術創(chuàng)新實現跨越式發(fā)展并重的方針。為此，首先應建設好電網和用戶各結點之間電力和信息雙向流動的支撐系統(tǒng)，支持表前電網側和表后用戶側、當前的增效應用和今后的潛在應用，并跟蹤智能設備的研發(fā)和應用、實現跨越式發(fā)展。

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