配電網(wǎng)：電力轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵和智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基石。隨著新一代能源技術(shù)和新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，能源發(fā)展面臨著重要轉(zhuǎn)型，新一輪能源革命應(yīng)運(yùn)而生，即在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)清潔化，并逐步用清潔能源替代化石能源，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系。

能源革命的中心環(huán)節(jié)是電力，以電為中心的變革創(chuàng)新成了新一輪能源革命的關(guān)鍵。所有一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能，各種終端能源都可以用電能替代，未來能源系統(tǒng)的核心一定是電力系統(tǒng)，而電力轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在建設(shè)新型的配電網(wǎng)。在新一輪能源革命的大背景下，配電網(wǎng)的功能定位正在發(fā)生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統(tǒng)功能外，配電網(wǎng)還將是資源優(yōu)化配置的載體。

提供安全、可靠、高效、綠色、互動(dòng)的電能服務(wù)是配電網(wǎng)的根本職責(zé)和目標(biāo)。長(zhǎng)期以來，我國(guó)配電網(wǎng)受管理、投資、歷史等原因的影響，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，設(shè)備質(zhì)量較差，供電能力和可靠性不高。隨著國(guó)家新型城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)、城鄉(xiāng)一體化加快推進(jìn)，分布式電源、電動(dòng)汽車快速發(fā)展，配電網(wǎng)呈現(xiàn)出多源、互聯(lián)、泛在特征，對(duì)供電安全性、可靠性、互動(dòng)性和適應(yīng)性提出了更高的要求。

配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不管國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，智能電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)都在配電網(wǎng)的智能化提升。提高供電可靠性和電能質(zhì)量問題，需要配電網(wǎng)進(jìn)一步智能化；多種能源、電動(dòng)汽車和充電站的接入，配電網(wǎng)需要具有更強(qiáng)的自愈能力、更高的安全性，并支持與用戶互動(dòng)，電網(wǎng)需要從傳統(tǒng)的供方主導(dǎo)、單向供電、基本依賴人工管理的運(yùn)營(yíng)模式向用戶參與、潮流雙向流動(dòng)、高度智能化的方向轉(zhuǎn)變。

配電網(wǎng)是能源綜合服務(wù)平臺(tái)。配網(wǎng)業(yè)務(wù)可以為綜合能源系統(tǒng)中能源的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)之間建立一種關(guān)聯(lián)。未來的城市配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)榫C合能源服務(wù)系統(tǒng)，具有系統(tǒng)性、廣泛性、包容性、開放性、互動(dòng)性。分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)等，可以在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的集成優(yōu)化。配電網(wǎng)還可以實(shí)現(xiàn)天然氣與風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等能源的協(xié)同開發(fā)利用。

配電網(wǎng)是市場(chǎng)化交易的載體。配電網(wǎng)用戶側(cè)不僅可以有分布式能源、儲(chǔ)能、控制系統(tǒng)在內(nèi)的配（微）電網(wǎng)，配電網(wǎng)還可以調(diào)節(jié)不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。配電網(wǎng)將成為需求側(cè)配合供給側(cè)，以更為有效地實(shí)現(xiàn)供需平衡、供需雙方互動(dòng)的平臺(tái)，為分布式能源、工商業(yè)節(jié)能、居民節(jié)能、用能服務(wù)等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務(wù)，滿足各種市場(chǎng)化交易需求。

加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)是建設(shè)全國(guó)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)至關(guān)重要的一環(huán)。21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)“加碼”。2015年，《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020年）》、《關(guān)于加快配電網(wǎng)建設(shè)改造的指導(dǎo)意見》相繼出臺(tái)，對(duì)推進(jìn)配電自動(dòng)化和智能用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控，滿足新能源、分布式電源及電動(dòng)汽車等多元化負(fù)荷發(fā)展需求，推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合等內(nèi)容提出了明確的發(fā)展要求。

配電網(wǎng)建設(shè)改造的持續(xù)推進(jìn)，其根本目的是為了更好地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和高效供電。

近年來，通過城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的智能化建設(shè)，我國(guó)供電能力切實(shí)得到增強(qiáng)，變（配）電容量、線路長(zhǎng)度同比增幅顯著，供電能力總體充裕；供電質(zhì)量持續(xù)提高；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善，在國(guó)家新型城鎮(zhèn)化試點(diǎn)區(qū)域組織開展了新型城鎮(zhèn)配網(wǎng)示范建設(shè)；裝備智能化程度顯著提升，推進(jìn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，加快安裝智能電表，實(shí)現(xiàn)用電信息自動(dòng)采集；投資規(guī)模不斷加大，2016年配電網(wǎng)基建投資同比增長(zhǎng)約30%；2017年，占電網(wǎng)總投資58%的110kV及以下電網(wǎng)投資同比增長(zhǎng)35.6%。

《南方電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2013~2020年)》指出，將加強(qiáng)城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，推廣建設(shè)智能電網(wǎng)，到2020年城市配電網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到80%；國(guó)家電網(wǎng)公司也提出，2017年將加快配電網(wǎng)建設(shè)改造。

為持續(xù)推進(jìn)智能配電網(wǎng)建設(shè)，配電網(wǎng)建設(shè)改造進(jìn)程仍有許多工作需要我們?nèi)ヒ?guī)劃、設(shè)計(jì)、倡導(dǎo)、貫徹、落實(shí)和實(shí)現(xiàn)。

首先，要合理地改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接線方式，利用多區(qū)域分別連接的方式，也可以用環(huán)網(wǎng)方式。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性、靈活性。以北京為例，其高壓配電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)、放射狀運(yùn)行(即“手拉手”網(wǎng)格結(jié)構(gòu))為主，然而其中壓配電網(wǎng)提升空間較大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，網(wǎng)絡(luò)接線模式復(fù)雜，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化。

此外，國(guó)外先進(jìn)水平10(20)kV城網(wǎng)架空線路絕緣化率高達(dá)80%以上，而國(guó)內(nèi)目前僅達(dá)到22.4%。中國(guó)電力科學(xué)院智能配電網(wǎng)首席專家馬釗曾指出，一線城市力爭(zhēng)構(gòu)建兼具可靠性和靈活性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，全面實(shí)現(xiàn)雙側(cè)電源和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)中壓線路聯(lián)絡(luò)率，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力；對(duì)于其他城市、城鎮(zhèn)，結(jié)合本地經(jīng)濟(jì)、負(fù)荷發(fā)展，首要解決高壓配網(wǎng)N-1能力不足問題、“單線單變”問題，逐步改善中壓配網(wǎng)分段不足和線路聯(lián)絡(luò)不足問題；鄉(xiāng)村地區(qū)首先改善供電半徑問題。

其次，繼續(xù)加大新技術(shù)的應(yīng)用力度。引進(jìn)集中化管理的配電系統(tǒng)，可以利用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，來實(shí)現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量管理（EMS）、配電管理(DMS)、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)(MOS)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成化。

同時(shí)，借助傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)，對(duì)輸、配電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和測(cè)量，然后把測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效的收集、整合、并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，更好地實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、高效的目標(biāo)。

此外，應(yīng)用高壓大功率電力電子器件和裝備，以及新型的高性能電極、儲(chǔ)能、電介質(zhì)和儲(chǔ)氫材料等的發(fā)明和使用；還有其他新材料，如納米復(fù)合材料、場(chǎng)(包括電場(chǎng)和磁場(chǎng))控和溫控的非線性介質(zhì)材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。新材料和新技術(shù)的應(yīng)用將簡(jiǎn)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行，并能對(duì)電源波動(dòng)和電網(wǎng)故障作出響應(yīng)。

馬釗認(rèn)為，一線城市仍應(yīng)著力提升中、低壓光纖及其他通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)；其他地區(qū)應(yīng)增強(qiáng)高、中壓通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并配合適度發(fā)展不同程度自動(dòng)化設(shè)備水平。發(fā)展具有自適應(yīng)功能的電力設(shè)備和保護(hù)設(shè)備，可以顯著降低電網(wǎng)對(duì)于傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理的技術(shù)要求，這對(duì)于提高電網(wǎng)的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。

再次，要合理分配電網(wǎng)資源。在電網(wǎng)資源分配的過程中，重點(diǎn)對(duì)待電網(wǎng)初期設(shè)計(jì)階段的電網(wǎng)資源分配工作，結(jié)合國(guó)家要求和工程要求，同時(shí)根據(jù)配電網(wǎng)工程具體情況，選擇合適的電線電纜；在配網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)合線路長(zhǎng)短不同的情況，并根據(jù)不同的季節(jié)和時(shí)間段，將電量負(fù)荷預(yù)測(cè)工作落實(shí)到位；在對(duì)材料進(jìn)行管理和使用時(shí)，要確保配電網(wǎng)運(yùn)作系統(tǒng)的完整性，在高標(biāo)準(zhǔn)管理模式的幫助下，從整體上配置資源，嚴(yán)格控制資源的使用；全面落實(shí)行之有效的驗(yàn)收把關(guān)管理措施，為供電可靠性筑起最后一道“防線”。

同時(shí)，全面系統(tǒng)地掌握現(xiàn)有配電網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的健康水平以配電網(wǎng)資產(chǎn)的精益化高效管理為出發(fā)點(diǎn)。針對(duì)配電設(shè)備量大面廣、單體價(jià)格相對(duì)低廉，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變等特點(diǎn)，馬釗指出，當(dāng)前應(yīng)盡快深化研發(fā)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情和配網(wǎng)管控方式的資產(chǎn)管理理論/應(yīng)用體系，并深入開展試點(diǎn)工作，進(jìn)而對(duì)有益的方案進(jìn)行推廣應(yīng)用。

2020年，我國(guó)將基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好，與小康社會(huì)相適應(yīng)的現(xiàn)代配電網(wǎng)。為此，智能配電網(wǎng)建設(shè)改造還須砥礪前行。