根據用(yòng)戶何時(shí)洗衣服、開空調等用(yòng)電行爲習(xí)慣,供電企業事先準備好網絡和(hé)負荷,爲用(yòng)戶提供定制電力服務。用(yòng)戶則可(kě)以随時(shí)查詢到實時(shí)電價,以調整用(yòng)電行爲節省電費,還(hái)可(kě)以查詢選用(yòng)周邊的(de)分(fēn)布式電源,實現一定區(qū)域内的(de)電力資源最優分(fēn)配。
這(zhè)不是什(shén)麽天馬行空的(de)想象,而是業内專家描繪的(de)關于未來(lái)智能電網的(de)美(měi)好藍圖。
配電網發展的(de)方向———主動配電網
“盡管我國智能電網發展取得(de)了(le)一定成績,但由于投資、體制、曆史欠賬等因素影(yǐng)響,電力系統特别是配電網發展仍相對(duì)滞後。”中國電力企業聯合會黨組書(shū)記楊昆在“2015智能電力系統峰會”上表示,我國配電自動化(huà)系統的(de)總體覆蓋率隻有13%,配電網故障自動判别和(hé)網絡自愈應用(yòng)範圍小,難以發揮規模效益;而且與國際先進水(shuǐ)平相比,我國城(chéng)市電網的(de)供電可(kě)靠性水(shuǐ)平仍有較大(dà)差距。可(kě)以說,解決當前供電可(kě)靠性不足和(hé)提高(gāo)電能質量是未來(lái)配電網發展的(de)重點,現有的(de)配電網已經區(qū)别于傳統意義的(de)配電網,正在變得(de)越來(lái)越複雜(zá),大(dà)步向主動配電網邁進。
據北(běi)京電力經濟技術研究院副院長(cháng)張凱介紹,主動配電網的(de)概念是國際大(dà)電網會議(yì)在2008年提出的(de),是通(tōng)過使用(yòng)靈活的(de)網絡拓撲結構來(lái)管理(lǐ)潮流,能夠對(duì)不同區(qū)域中的(de)分(fēn)布式能源設備進行主動控制和(hé)主動管理(lǐ)的(de)配電系統。張凱認爲,主動配電網區(qū)别于被動配電網主要有4個(gè)特征,“一是具備一定比例的(de)分(fēn)布式可(kě)控資源,二是網絡拓撲可(kě)靈活調節的(de)配電網,三是較爲完善的(de)可(kě)觀可(kě)控水(shuǐ)平,四是具有實現協調優化(huà)管理(lǐ)的(de)管控中心。”随著(zhe)以風電、光(guāng)伏發電等分(fēn)布式電源在配電網中的(de)滲透率日趨升高(gāo),具有較大(dà)波動性的(de)大(dà)規模間歇式能源給電網的(de)穩定、安全帶來(lái)較大(dà)影(yǐng)響。國家電網全球能源互聯網辦公室合作處處長(cháng)林(lín)弘宇坦誠道,一說大(dà)電網互聯好像電網就排斥分(fēn)布式,其實不是。“能夠滿足綠色可(kě)再生能源的(de)高(gāo)度利用(yòng)以及實現配電網雙向潮流靈活控制的(de)主動配電網絡,正是從根本上解決配電網高(gāo)度兼容分(fēn)布式能源的(de)有效技術手段,這(zhè)也(yě)是配電網未來(lái)主要的(de)發展模式。”
改變配電網背後的(de)推手———分(fēn)布式能源
縱觀能源發展趨勢,随著(zhe)一系列政策的(de)制定,分(fēn)布式能源發展已上升到國家的(de)戰略高(gāo)度,未來(lái)必然将有更多(duō)的(de)分(fēn)布式能源接入電網。最新的(de)電力體制改革9号文件,28項内容中就有4項和(hé)分(fēn)布式有關系,配套文件達6個(gè)。在第十一屆中國分(fēn)布式能源國際論壇上,國家電網能源研究院博士黃(huáng)碧斌就分(fēn)布式電源的(de)發展目标初步預測,2020年分(fēn)布式電源裝機容量1.87億千瓦,占同期全國總裝機的(de)9.1%;2030年達到5億,占同期全國總裝機17.3%,年均增長(cháng)占比近1個(gè)百分(fēn)點。信達證券公司能源互聯網首席研究員(yuán)曹寅分(fēn)析,中國将來(lái)一定會有大(dà)量的(de)分(fēn)布式電源并網,其中包括分(fēn)布式光(guāng)伏或者小型儲能電站等。小型電源會通(tōng)過互聯網聚合起來(lái)替代大(dà)電源,充分(fēn)發揮分(fēn)散性、智能性的(de)優勢。
具備新特征的(de)主動配電網正是爲了(le)應對(duì)分(fēn)布式電源高(gāo)滲透率對(duì)配電網控制提出的(de)一系列新挑戰,世界各國都希望在該領域先人(rén)一步。據統計,截至2013年,全球範圍内共有包括美(měi)國、澳大(dà)利亞、日本、意大(dà)利、德國、英國等在内的(de)11個(gè)國家和(hé)地區(qū)開展了(le)24個(gè)具有創新性的(de)主動配電網項目。我國在密切跟蹤主動配電網技術前沿的(de)同時(shí),也(yě)積極進行試點示範工程建設,2012年開展了(le)“主動配電網的(de)間歇式能源消納及優化(huà)技術研究與應用(yòng)”863課題研究,并在廣東電網進行示範。
2014年起,“多(duō)源協同的(de)主動配電網運行關鍵技術研究及示範”分(fēn)别在北(běi)京、福建、貴州開展研究與示範建設。今年9月(yuè),國家發展改革委公布的(de)《關于加快(kuài)配電網建設改造的(de)指導意見》則通(tōng)過行政手段再次明(míng)确要求完善新能源和(hé)分(fēn)布式電源接入體系,提出有序建設主動配電網、微電網,鼓勵應用(yòng)分(fēn)布式多(duō)能源互補、發電功率預測等方式,提高(gāo)分(fēn)布式電源與配電網協調能力。
實現主動配電網的(de)技術支持———大(dà)數據分(fēn)析
論及如何才能達成發展主動配電網的(de)目标,張凱談到四個(gè)環環相扣的(de)技術手段。首先是全面提升主動配電網的(de)感知能力;第二是運用(yòng)大(dà)數據分(fēn)析技術;第三是實現規劃運行一體化(huà);第四是提高(gāo)控制的(de)有效性。尤其是對(duì)于如今炙手可(kě)熱(rè)的(de)大(dà)數據分(fēn)析技術,張凱的(de)态度客觀而實用(yòng),“我們期望用(yòng)數據創造能源價值。隻有通(tōng)過數據的(de)收集,數據的(de)分(fēn)析評價,提高(gāo)整理(lǐ)效率,數據才能創造能源價值。”比如運用(yòng)大(dà)數據分(fēn)析技術,生成将智能電表數據與網絡拓撲、SCADA等有機結合的(de)面向用(yòng)電的(de)應用(yòng),進行用(yòng)電行爲分(fēn)析,爲用(yòng)戶提供定制供電服務;通(tōng)過非技術性網損分(fēn)析,減少竊電;通(tōng)過配電變壓器負載在線監測提高(gāo)資産利用(yòng)率;通(tōng)過饋線自愈控制提高(gāo)電網供電可(kě)靠性;運用(yòng)大(dà)數據分(fēn)析技術還(hái)能做(zuò)到精準的(de)負荷預測和(hé)分(fēn)布式發電預測,深度挖掘數據價值來(lái)爲用(yòng)戶提供高(gāo)品質服務。
未來(lái)配電網的(de)功能應當是将電源和(hé)用(yòng)戶需求有效連接起來(lái),允許雙方共同決定如何最好地實時(shí)運行,因此自愈和(hé)互動将是電網智能化(huà)的(de)标志。那時(shí),大(dà)規模分(fēn)布式發電将并入電網,這(zhè)就要求智能配電網通(tōng)過分(fēn)散式智能協調,實現電網的(de)自愈、自治和(hé)自組織,使分(fēn)布式發電完全整合到智能電網中運行。“總之,要充分(fēn)利用(yòng)主動配電網的(de)可(kě)控資源,研究可(kě)以實現主動規劃、感知、管理(lǐ)、控制與服務的(de)裝置與系統,更好地解決主動配電網的(de)新問題和(hé)現有配電網的(de)老問題,實現主動配電網的(de)運行目标,即高(gāo)電能品質,高(gāo)運行可(kě)靠性,清潔能源的(de)高(gāo)滲透率,爲主網提供電能與備用(yòng)服務。