能源互聯網視角下的未來配電網發展

張歡歡

摘 要：為順應能源互聯網的發展，傳統意義上傳輸電力的配電網將轉變為具有承擔電、氣、冷、熱等多能量相互轉化、替代與利用功能的新型配電網絡。文章通過分析能源互聯網的特征、發展現狀及其對未來配電網發展形態的影響，結合配電網發展各個時期特征及電網發展現狀，對面向能源互聯網的未來配電系統發展形態、驅動因素和演化路徑進行了展望。文章將配電網的發展劃分為四個階段，提出了未來配電網的發展目標、發展路徑和重點任務。在此基礎上，為了能夠綜合評估配電網的發展階段和水平，統一協調整合可調動的能源資源，文章提出了面向能源互聯網的未來配電系統綜合評估體系和方法，使能源供應能夠更廣泛地滿足市場消費需求。

關鍵詞：能源互聯網;未來配電網;發展形態;演化路徑

中圖分類號：TM7文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.031

在目前的社會發展過程中，化石能源處于不斷枯竭的發展狀態，而全球氣候變暖促使各國優化環境保護工作，進一步構建能源互聯網，并使整體能源體系獲得轉型，電能在傳輸利用過程中擁有高度的便利性與廣泛性的特征，并能積極轉化為其他形式的綜合能量。因此，在未來能源互聯網體系的物流過程中，需要將電網打造成為主導網絡，從傳統的簡單配電網絡發展轉變為更具創新意義的綜合配電網絡，相應的網絡能夠對多種能源進行轉換、利用與替代。如今，能源互聯網不斷發展，出現了大量有關配電網的影響因素，過去舊式配電網結構已經不能滿足新能源互聯網的要求，國內外很多研究人員都對新能源背景下的配電網新模式進行了研究，但仍然存在研究內容不完善、不系統的問題。

1 能源互聯網的框架和未來發展趨勢

1.1 電力系統能源互聯網的典型架構

能源互聯網可以簡單地理解為“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設備互連的新型電網結構，實現了以下兩個目標：能量和信息的流動方式[1]。

能源互聯網的基本框架主要分為發電側、輸配電側和用電側。智能的發電系統被廣泛應用于風力發電、水力發電、太陽能發電、潮汐發電、生物發電和核能發電等清潔能源和可再生能源的發電模式中。在新能源發電中，智能配電網主要包括多個系統，例如能源傳輸系統、管理系統和智能配電系統。能源傳輸系統的主要功能是信息和能源的相互輸出。能源管理系統即利用合理的方式規劃能源的利用結構，從而提高能源利用率。智能配電系統則是充分提高能源互聯網穩定性的關鍵。

1.2 能源互聯網的發展路徑和未來趨勢

為了建立適合我國能源分配方式和經濟社會發展需要的能源互聯體系，能源互聯網的發展路徑可分為三個階段。第一階段是最近的發展階段，主要從全局角度研究整個系統框架，并初步確定能源互連的未來發展模式和技術需求。第二階段是發展的中間階段，在此階段，能源市場的競爭逐漸激烈，能源管理體系逐步完善。第三階段是長期發展階段，充分實現信息平臺的互聯共享，完成能源供應和能源革命。我國的能源互聯網發展才剛剛起步，受到技術、設備和人才的限制，但因為其優勢性而得到了長足的發展，如今也逐漸應用到了更多的領域，例如在新能源汽車的發展中，就需要能源互聯網的充分支持。

2 能源互聯網背景下對配電網規劃的影響

在社會經濟不斷發展的近代社會，人們的信息技術能力已經取得了長足的進步，在各個領域都有著無可替代的作用。如今，我國大力推行“互聯網+”，互聯網已經逐漸影響到更多的行業，例如在能源行業上的應用。能源互聯網概念在近幾年的發展中已經逐漸成熟，并朝著更多樣化的方向發展，配電網的能源互聯網規劃模式也迎來了更嚴峻的挑戰。從目前的各項數據可以看出，影響主要來自電力側、輸配電側和需求側三個方面，配電網規劃的影響更多的在于分布式電源的接入上[2]。

2.1 電力側的影響

電力側的影響主要在于分布式發電以及儲能發電。對于較大的電網搭建，往往分布式發電和儲能發電兩方面在同時進行，因此對于電網的影響是雙向模式。然而，在這兩個雙向過程中，往往因為一定的不穩定性，造成電力的損失，負荷增長方式的變化，配電網負荷預測的規劃。不確定性不斷增加，節點數量的增加，使網格結構越來越復雜，選擇優化方案的難度也隨之增加。

2.2 輸配側的影響

除了能源互聯網環境對于電力側的影響，其對于輸配電網的影響也體現在兩個方面，分別是微電網和智能配電技術。分布式發電具有一定的不穩定性，會導致電力損失，同時，微電網和分布式發電一樣存在不穩定性，且對微電網進行規劃比較困難。

3 能源互聯網背景下的配電網規劃建議

作為分布式能源的一部分，分布式發電主要以可再生能源的形式存在，具有分散、隨機、難以控制的缺點，分布式發電的滲透性較低。為了克服電壓波動大，電能質量差的缺點，要根據區域的實際情況，科學、合理地規劃分布式發電的接入點和相應的配套電網的輸電工程。

此外，要構建整體綜合評價體系，在繼承及完善當前評價體系的基礎之上，需要對未來配電網的綜合評估體系進行進一步構建，相應體系的構建不僅是對整體能源互聯網的未來配電網的發展予以衡量的重要尺度，而且是未來配電網在規劃過程中對其自身科學性得以不斷增加的重要模式[3]。

評估指標體系在構建過程中，通常會針對特定的應用場景進行構建，并充滿具有高度主觀與客觀的現實因素，構建的主要原則在于能夠更加公正且客觀地反映評價對象的實際情況。首先，其指標要符合當前能源互聯網的專業理論與數字原理，并充分探究影響配電網發展的因素。其次，要將配電網的發展構建作為整體，從主觀及微觀層面考慮，將評估指標分為四個一級指標和兩個二級指標。

在研究過程中，要詳細分析評估指標的權重系數，根據其權重系數設置原則，對整體二級指標以及一級指標分三個步驟予以綜合性構建。要應用AHP確定整體評估指標的主觀權重系數，應用熵權法核對整體評估指標系數，最后綜合AHP以及熵權法，對最終評估指標的權重系數進行綜合分析，將AHP以及熵權法從其主觀客觀等諸多角度進行評價和修正，在構建過程中體現配電網的體系。具體分析中，要對各項指標評估體系得分進行綜合計算，構建安全可靠、綠色低碳、優質高效、智能互動四大類別，滿分均設置為100分，依照各類單項評估指標評估其加權系數，由此進行詳細分析[4]。

4 結語

當前，隨著社會的發展，未來配電網在能源應用過程中具有極其重要的現實地位，由此，需要進一步建設面向能源互聯網的一流配電網，體現能源發展體系所具有的戰略性地位。文章介紹了能源互聯網的基本結構，明確了能源互聯網的總體概念，將配電網的發展劃分為四個階段，提出了未來配電網的發展目標、發展路徑和重點任務。在此基礎上，為了綜合評估配電網的發展階段和水平，統一協調整合可調動的能源資源，提出了面向能源互聯網的未來配電系統綜合評估體系和方法，使得能源供應更廣泛地滿足市場的消費需求。能源互聯網推動了電力消費和電動汽車的多元化發展，各種智能家居和智能建筑應運而生。通過對能源互聯網的初步了解，對未來電網規劃合理化的發展具有一定的幫助。文章通過對能源互聯網環境下的配電網發展趨勢進行了深入分析，提出了一些對策和建議，以期探索新能源背景下的配電網新模式，進一步推動能源互聯網的不斷發展。

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（3）：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.