智能配電網發展展望
——訪深圳航天工業技術研究院科技委常委朱發國研究員

／本刊記者 才秀敏／

朱發國，電力系統及其自動化專業博士，研究員，長期從事電力自動化和智能配電網領域的研究和產品開發工作，歷任航天科工深圳（集團）公司電氣研究院院長，深圳航天工業技術研究院有限公司科技委常委，獲中國航天科工集團公司學術技術帶頭人、突出貢獻專家稱號。

近年來，國家有關部門聯合電網企業不斷強化電力可靠性管理體系建設，推進供電可靠性指標管理與配電業務管理深度融合。如今，數字經濟已經成為全球經濟增長的關鍵動力，電網的數字化升級刻不容緩，作為鏈接用戶與電力系統的骨干網架，配電網更需全面改造優化，提升供電可靠性。為此，本刊采訪了深圳航天工業技術研究院科技委常委、集團學術技術帶頭人朱發國，請他談談對智能配電發展的理解。

電器工業：配電網在過去20年發展很快，但結構形態變化不大。隨著形態變化，配電網控制能力逐漸提升，資源協調能力顯著加強，更好滿足了復雜的負荷需求。

目前配電系統處于發展的哪個階段，存在哪些需要亟待解決的問題及解決思路？比如配電網靈活性的提升問題。

朱發國：怎樣認識配電網在電網中的作用，是解決配電網下一步怎么發展的關鍵。多年以來，我國經濟高速發展，電力負荷持續增長，電網規模不斷擴大，保證電力的穩定供應和大電網的安全運行是電力系統發展的重點，配電網處于電力生產的下游，其作用是滿足電力的配送需求，即盡可能的實現所有用戶有電可用。隨著我國經濟從高速度向高質量發展的轉變，特別是我國城市化進程的加快，人們對用電可靠性的要求越來越高，配電網在電網中的重要性顯著提高，一方面配電網的網架結構顯著增強，另一方面開啟了配電自動化系統的建設高潮。即配電系統面臨供電可靠性亟需提升的發展階段。

同時，我國電網又面臨著新的歷史使命——支持低碳經濟的發展，無論是以分布式光伏、風力發電為代表的清潔能源接入，還是電動汽車、能源互聯網以及用戶的個性化用電需求，很大程度上都需要在配電網環節去實現，配電網從簡單樹形架構變成了含源、網、荷、儲的微電網架構，分支潮流從單向變成雙向，要求配電網具備強大的柔性調節能力和自主控制能力，配電系統面臨著重新定位和認識的新問題。

配電網新的歷史使命，注定將為其發展路徑、技術需求及其運營機制賦予新的內涵。

電器工業：配電系統發展由需求驅動，隨技術進步而快速發展。當前配電網發展的推動力是什么？

朱發國：是的，配電系統的快速發展因需求而驅動，因技術進步得以實現，因政策改革而得以加速。

首先，高質量、高可靠的供電需求更加強烈，城市化進程仍在加速，人民生活水平的提高需要高可靠的電力供應相適應；傳統制造業正向高端制造業轉型升級，電力作為基礎設施需要降低成本助力產業結構升級，敏感性負荷也大幅度增加，對電能質量的個性化需求愈來愈迫切，要求配電網不僅要強壯一次網架結構，還需要實現智能化的運行管理。另一方面，日益增長的分布式電源、電動汽車等接入配電網，增大了配電網的復雜性和潮流的隨機性，如何調度管理新型配電網，滿足綠色低碳經濟的發展需求，也是配電網亟需面臨的重要需求，從而驅動著配電系統的快速發展。

儲能技術的發展使電能得以有限儲存，為傳統剛性的電力生產增加了一定的柔性調節空間；大功率電力電子技術的成熟應用也讓配電網具有了更快的控制響應速度和無級調節能力；物聯網、大數據和人工智能技術的發展，也大幅提升了人們對配電網的態勢感知和運行控制水平，系列關鍵技術的進步，為配電網轉型升級滿足新的需求提供了保障。

另外，電力體制改革明確了配電網的發展地位，培育了新的市場化制度體系，新增了充滿活力的市場化主體，大量資金和資源涌入到配電網生態建設體系中來，加快了相關技術和產品的研發進展，將有利于配電網升級改造的加速完成。

電器工業：如今，數字經濟已經成為全球經濟增長的關鍵動力，電網的數字化升級刻不容緩，作為鏈接用戶與電力系統的骨干網架，配電網更需全面改造優化，提升供電可靠性。關于配電網數字化轉型，談談您的建議。

朱發國：數字經濟是第四次工業革命帶來的新動力，正全面促進人們生產與生活方式的升級轉變，電力的生產運行也不例外，解決配電網發展和需求之間的矛盾離不開配電網的數字化轉型。

配電網的可靠性提高需要持續維護設備的良好運行狀態，需要實現系統故障的自動定位、自動隔離和自我恢復；配電網的安全運行需要實現源、網、荷、儲的同步協同控制；配電網是鏈接用戶的入口，是了解用戶需求實現高質量用電服務的門戶；這些目標的實現都離不開物聯網、大數據和人工智能等新技術，數字化轉型是配電網刻不容緩的任務。

但配電網點多面廣，傳統設備信息化程度普遍較低，運行環境相對惡劣，新增二次設備不停電安裝較為困難，因此配電網數字化轉型升級絕非易事，過程中應以顯性需求為引導，堅持成本導向、循序漸進和持續迭代的建設思路。

首先，要以物聯網傳感的思維實現數據采集，傳統互感器雖然精度高、可靠性好，但也存在著數據單一、成本高、體積大和安裝困難等缺點，難以實現配電網的規模化應用，而新興物聯傳感器，因其價格低、功耗小、安裝方便等多方面優勢廣受歡迎，是實現配電網數據采集的重要選擇；其次，配電網數字化轉型升級的投入大、周期長，初期建設應以明確的顯性需求規劃傳感器安裝位置和傳感數據類型，控制投入成本，保證初期投資收益，才能最終實現配電網數字化轉型的規模化效應和數據價值實現。人工智能技術的發展為數據價值挖掘提供了很好的工具，配電網數字化系統要采用平臺化架構，要重視數據規范化管理，暢通數據挖掘渠道，確保面向用戶的APP持續拓展并升級迭代，全面實現配電網數字化轉型目標。

電器工業：暢想一下，未來配電系統的結構特征、發展趨勢，將要承擔的主要角色體現在哪些方面？

朱發國：傳統電力系統的電源由集中式大型發電廠站組成，電網基于可預測的負荷模型，有計劃的通過自動化調度去實現發電廠站和負荷間的平衡，以保證系統的電能質量和電能的可靠傳輸，從電力生產流程來看，配電網處于中下游，承擔電力配送到用戶的簡單職責。隨著太陽能、風能等清潔能源和能源互聯網技術的發展，越來越多的分布式電源將接入中低壓配電網，電力的生產、傳輸和消費將直接在配電網完成，配電網不再處于電力生產的下游環節，而是一個相對獨立的微電網，和大電網間相輔相成，互為支撐。未來電力生產消費模式的這一轉變，將直接改變配電網的網絡結構和運營控制方式。

為適應配電網未來的這一演變，需要科學合理地按區域和負荷特征規劃源、網、荷、儲等網絡節點的布置，配置不同的用戶節點滿足不同用戶的電能質量需求，通過電源出力預測、柔性負荷調節和儲能控制來增大微電網的柔性調節空間，通過骨干電網來支撐微電網的能量平衡和安全穩定裕度。

用電的個性化需求、分布式電源形式和負荷組成決定了配電網的架構和運行控制方式，與傳統電網架構清晰、模型精確和節點可測可控不同，未來配電網因大量的微電網模式將無法采用傳統電網有計劃的調度運行模式，應建立與大電網間相互約束的配電網個性化自主運行機制，保障配電網的可靠性水平和微電網的靈活能力，分布式清潔電源的間歇性發電、電動汽車的隨機性充電以及敏感負荷的個性化需求才能得以最大限度的滿足。

為了適應電網的未來轉變，2013年我國啟動了新一輪的電力體制改革，“管住中間、放開兩頭”，一方面有計劃地繼續加強可靠安全的骨干電網建設，另一方面培育市場體系，新增參與主體，構建靈活的配用電生態，加快了配電網的轉型升級，在加快清潔能源替代和提升能源使用效率方面發揮了重要的作用。