能源互聯網視角下對配電網規劃的影響分析與對策建議研究

周炳華　姚海燕　崔金棟　吳金榮　冉子晗

摘 ?要：在電力改革日漸深化的背景下，能源互聯網逐步發展，給電力發展和電網規劃帶來了一定的影響。文章主要對能源互聯網進行了深入的了解與分析，首先介紹了能源互聯網的概念與普遍發展規律，并結合我國能源互聯網的發展路徑，分析未來的發展趨勢。最后基于能源互聯網背景下對配電網規劃在電源側、輸配側、需求側三大方面產生的影響進行闡述并提出一定的建議，旨在優化配電網規劃方法，對日后電網規劃研究提供借鑒。

關鍵詞：能源互聯網;配電網規劃;分布式能源;規劃建議

中圖分類號：TM7 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）31-0126-02

Abstract： In the context of the deepening of power reform， the gradual development of energy Internet has brought a certain impact on power development and power grid planning. This paper mainly makes an in-depth understanding and analysis of the energy Internet. Firstly， it introduces the concept and general development law of the energy Internet， and analyzes the future development trend combined with the development path of the energy Internet in China. Finally， based on the background of energy Internet， this paper expounds the influence of distribution network planning on power measurement， transmission and distribution side and demand side， and puts forward some suggestions， in order to optimize the method of distribution network planning and provide reference for future power network planning research.

Keywords： energy Internet; distribution network planning; distributed energy; planning suggestion

引言

隨著能源互聯網的發展，關于配電網規劃的各種新型影響因素不斷涌現，傳統的配電網規劃形式已經不能滿足能源互聯網背景下的新能源供需。國內外不少學者也針對能源互聯網對配電網規劃影響做了一定的探究。文獻[2]基于能源行業發展趨勢和技術探究了能源互聯網的概念、關鍵技術及發展模式。文獻[3]以第三次工業革命為背景概述了能源互聯網的基本構架及其組成，明確能源互聯網在未來發展中可能遇到的問題與挑戰。文獻[4]從能源供需角度出發研究了與未來能源約束條件和應用技術水平相當的能源供應與消費技術框架。能源互聯網作為當代最龐大的能源與互聯網系統，在國內外得到了快速的發展，可借鑒典型國家的能源互聯網發展過程歷程分析其對配電網規劃的影響[5]。

綜上所述，國內外對于基于能源互聯網的配電網規劃都有一定的研究，但是對能源互聯網在實際工作中對配電網規劃的影響研究不夠全面系統。因此，本文主要介紹能源互聯網結構框架，從不同角度分析能源互聯網的具體影響，并提出自己的一些見解。

1 能源互聯網構架及未來發展趨勢

1.1 電力系統中能源互聯網的典型構架

能源互聯網，可以簡單理解為“互聯網+電網”，是一種以可再生能源為主要能源供應源，通過互聯網技術將分布式發電和儲能裝置互聯，實現能源和信息雙向流動的新型電網結構。

能源互聯網基本框架如圖1所示，主要分為發電側、輸配電及用電側。首先在發電側，主要利用智能發電系統對風能、光伏等可再生能源進行整合發電，實現能源信息的互聯互通。在輸配側，主要包含了能源傳輸系統、能源管理系統以及智能配電系統等多個系統，其中能源傳輸系統主要負責實現能源和信息的雙向傳輸;能源管理系統主要是對能源進行合理計劃和利用，提高能源利用率;智能配電系統主要對用戶配電網絡和電氣設備提供不間斷保護、監視、控制，從而提高用戶供電可靠性。在用戶側，主要為用戶儲能系統和智能終端用電的發展，其中用戶儲能系統為用戶端能量和物質的輸入和輸出、能量的轉換和儲存設備;智能終端用電主要包括智能家居、電動汽車、電氣化鐵路等大規模用電負荷設備。

1.2 我國能源互聯網發展路徑及未來趨勢

為實現構建適合我國能源分布格局以及經濟社會發展需求的能源互聯體系的目標，可以將能源互聯網發展路徑分為三個階段。第一階段為近期發展階段，這一階段主要站在全局高度下做好整體系統構架研究，初步確定能源互聯的未來發展模式和技術需要;第二階段為中期發展階段，在這期間能源市場競爭逐漸激烈，能源管理系統逐漸完善;第三階段為遠期發展階段，這一階段將全面實現互聯共享的信息平臺，完成能源供給和能源革命。我國能源互聯網的建設仍處于初次發展階段。

雖然能源互聯網發展受到種種原因的制約，但隨著其優化程度不斷加強，適用領域和范圍也將不斷擴大。首先，能源供給更注重向清潔環保的可再生能源靠近，能源互聯網建設更加注重分布式電源和電動汽車的接入。

2 能源互聯網背景下對配電網規劃的影響分析

隨著能源互聯網逐漸成熟，能源互聯網對配電網規劃的影響也趨于多元化。為了更好的實現能源互聯背景下的配電網規劃，本文主要對能源互聯網對配電網規劃的影響進行了簡單的探究，并對出現的影響提出了對策和建議。

圖2 能源互聯網對配電網規劃影響

如圖2所示，可以將能源互聯網對配電網規劃的影響分為三個方面：電源側、輸配側和需求側;其中電源側的主要影響為能源互聯網背景下集中式和分散式的分布式電源的接入;在輸配側，主要為微網和智能配電的興起將改變傳統配電網絡的布局和規劃，考慮對儲能設備的配電網規劃產生的影響;在需求側，能源互聯網主要帶動了電動汽車和多元用電的發展，出現了各類智能家居、智能建筑。

2.1 能源互聯網背景下對電源側的影響分析

能源互聯網對電源側的影響主要體現在分布式電源的發展，主要考慮分布式發電與儲能發電。當電網中大量利用分布式電源及儲能放電時，使電網面臨雙向潮流的情況，同時由于其隨機性和不確定性特征使得功率出現嚴重變動，影響電能質量，造成一定的線路損耗，負荷增長模式發生轉變，配電網規劃的負荷預測不確定性增加;節點增多使得網架結構日趨復雜，優化方案選取難度增加。

2.2 能源互聯網背景下對輸配側的影響分析

能源互聯網在輸配側對電網規劃的影響主要體現在微網和智能配電的快速發展。微網對配電網規劃的影響與分布式電源對電網的影響大致相同，都具有不確定性、規劃難度大等問題。微網的不確定性大部分是由于微網中各類分布式能源的不確定性。微網接入配電后，配電系統不僅僅是簡單的電能分配，同時也兼顧了電能收集、傳輸和分配等功能，空間負荷預測、配電網絡優化、電源規劃、隨機潮流等都會改變，原有的配電系統規劃方法不再適應新環境下的系統規劃要求。

3 能源互聯網背景下對配電網規劃對策建議

分布式發電作為分布式能源的一部分，主要形式為可再生能源，具有分散隨機、難以控制的缺點，使得分布式發電滲透率較低。因此為了克服電壓波動較大、電能質量差的缺點，可以先根據區域內電網的實際情況對分布式發電的接入點及相應配套電網送出工程做出科學合理的規劃，全面掌握區域內分布式發電資源，提高系統負荷率。由于分布式電源分布于負荷位置因此可以通過優化負荷點的分配來合理配置分布式電源。其次，面對分布式發電隨機性、不確定性的缺點，可以考慮在發電側接入適當的儲能裝置，減少對電網的沖擊。

結合微電網試點工程和評估，開展微網運營模式和政策機制問題研究，找出適合我國的微網機制。建立健全微電網技術標準，明確微電網的基本特征及功能要素。進行微電網的集成，滿足各類型直流電壓要求的分布式電源、充電設備、儲能系統以及電熱負荷等其他直流負荷的接入，提高系統的整體效率。充分利用不同能源在不同時段的消費需求，有效解決可再生能源生產與需求時間維度的不匹配，提升微網群與電網間互動能力。

4 結束語

文章首先描述了能源互聯網的基本架構，明確能源互聯網的整體概念。然后根據我國能源互聯網的發展路徑分析未來整體趨勢。最后從電源側、輸配側、需求側三個方面分析能源互聯網對配電網規劃的影響，并依據產生的影響提出合理的建議或對策。其中，電源側的影響因素主要在于集中式和分散式的分布式能源的大量接入使得能源開始從單向傳輸向多向交互轉換;輸配側的影響因素主要在于微網和智能配電網技術的快速發展;需求側的影響因素在于能源互聯網帶動了多元用電和電動汽車領域的發展，出現了各類智能家居、智能建筑。通過對能源互聯網的初步認識為今后電網規劃的發展合理化提供了一定的幫助。

參考文獻：

[1]鄧建玲.能源互聯網的概念及發展模式[J].電力自動化設備，2016，36（03）：1-5.

[2]馬釗，周孝信，尚宇煒，等.能源互聯網概念、關鍵技術及發展模式探索[J].電網技術，2015，39（11）：3014-3022.

[3]董朝陽，趙俊華，文福拴，等.從智能電網到能源互聯網：基本概念與研究框架[J].電力系統自動化，2014，38（15）：1-11.

[4]周海明，劉廣一，劉超群.能源互聯網技術框架研究[J].中國電力，2014，47（11）：140-144.

[5]鄧偉.能源互聯網架構及安全性分析[A].中國電機工程學會電力信息化專業委員會、國家電網公司信息通信分公司.2015電力行業信息化年會論文集[C].中國電機工程學會電力信息化專業委員會、國家電網公司信息通信分公司：人民郵電出版社電信科學編輯部，2015：3.

[6]劉振亞.全球能源互聯網[M].北京：中國電力出版社，2015.