实施技术攻关 建设现代智能配电网

2015年，国家发改委发布《关于加快配电网建设改造的指导意见》，国家能源局随后出台《配电网建设改造行动计划(2015~2020年)》，明确2015~2020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元。在2015智能电力系统峰会上，国家能源局电力司司长韩水提出，实施配电网建设改造的目标是建设与小康社会相适应的现代配电网，必须推广应用新技术、新产品、新工艺，以先进技术标准引领配电网发展。

随着分布式发电、储能系统、可控负荷等分布式能源的接入及渗透率的提高，配电网形态发生重要改变，内部具有分布式或分散式能源且具有控制和运行能力的主动配电网(ActiveDistributionNetwork，ADN)成为配电网发展的主流。不同于被动配电网，主动配电网具备一定比例的分布式可控资源，网络拓扑可灵活调节，具备较为完善的可观可控水平，能实现协调优化管理。由于允许高渗透率分布式电源的接入，主动配电网能大幅提升配网可靠性和电能品质，实现可控资源的充分挖掘与利用。在此背景下，主动配电网技术的重要性日益凸显。

经济实用：构建面向主动配电网的配电自动化

智能配电网的自动化要求电网能自愈和自适应，实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患。峰会上，广州南方电力集团科技发展有限公司副总裁霍锦强介绍了面向主动配电网的经济实用型配电自动化技术，阐述了构建经济实用型配电自动化的途径。他认为，采用主干线路断路器分段模式，能快速提升配电网供电可靠性;利用关键点“三遥”提高系统自动化水平，加强线路保护技术研究，兼顾变电站出线开关、主线路分段开关、客户开关的配合。构建经济实用型配电自动化，还可以尝试将试点线路全改造变为多线路关键点同时改造，通过面的覆盖提高自动化处理线路故障的概率。在此基础上，应根据各区域对供电可靠率的指标要求，利用逐步提升的方式，分区域，分阶段、分客户制定指标，并采用相应的自动化技术。

以上海配网智能化建设为例。为落实《上海市推进智慧城市建设行动计划(2014~2016年)》，推进上海智慧城市建设，国网上海市电力公司拟在浦东沿江核心区规划建设达到世界一流水平的现代化配电网，目标是实现供电可靠率高于99.999%和智能化的配网管理，构建与国际化大都市社会经济发展相适应的世界一流现代化配电网，引领上海地区配电网的未来发展方向。

国网上海电力大力建设浦东核心区现代配电网示范工程。工程核心区是原世博园区、陆家嘴金融城、顶级公寓聚集的黄浦江沿岸，是上海创新转型的重要载体。在工程建设中，推进配电自动化成为重头戏，内容包括实时监视和控制设备、快速定位故障、自动网络重构、智能分析和管理等。国网上海电力推行配电网络网格化，实行分布自治、主站后备，使配网主站具备智能辅助决策功能，实现配电自动化安装和调试时的不停电作业，并建成配电自动化技术支持平台，支撑设备和系统选型、集成测试等工作。

智能运行：解决主动配电网的网络安全问题

分布式电源(DG)的大量接入将给配电网带来广泛影响，例如改变配电网的电压水平、提高配电网的短路容量、使得继电保护策略更加复杂、影响网络的供电可靠性等。在众多问题中，首先应该解决的是智能配电网的网络安全问题。

在本次峰会上，霍锦强阐释了当前先进的主动配电网安全运行技术。他认为，高渗透的分布式电源(DG)将传统被动配电网变为有源双向的能量传输网络，传统的以故障电流大小和持续时间为转移的继电保护策略没有足够多的选择性;探讨智能分区自愈、光纤纵差、邻域信息交互“面保护”技术，采用统一的最小故障电流和动作延时，能为智能配电网安全稳定运行提供强有力的技术保障。

霍锦强认为，为了快速消除故障并避免越级跳闸，随着基于GOOSE的高速网络通信的逐渐成熟，可建立基于GOOSE的智能分区故障自愈系统。通过应用智能分区故障自愈技术，当故障发生时，各开关根据来自相邻开关的高速交互信息，判断其位置是否处于故障区域的端点，并据此决策是否分闸。值得注意的是，基于GOOSE的智能分区故障自愈技术并不是智能变电站的简单延伸，它同样可以在远离变电站的重要区域配电网中使用。

基于镜像快速通信的“面保护”技术是一种相邻的保护装置相互交换状态和故障信息，并快速确定故障、隔离故障的智能配电网自愈技术。镜像快速通信技术加快了故障的定位和判断，实现故障区间两侧的开关分闸，从而快速隔离故障;非故障区间的开关不会动作，减少了不必要的开关动作，缩小了故障范围。该技术在完成故障两端隔离、消除联络断路器合闸时，再一次合入故障所带来的电流冲击，减少了不必要的联络断路器合闸动作;增加了自动化设备保护动作的选择性，不再需要线路上相邻开关自动化设备配置复杂的阈值—延时整定值，同时可配置一次重合功能以消除线路瞬时故障。

清洁高效：打造新一代能源系统

面对化石能源日渐枯竭和全球生态环境不断恶化的压力，提供单一电力服务、高度依赖化石能源的第二代电网已成为不可持续的电力发展模式;发电能源清洁化和一定程度的分散化及信息技术飞速发展带来的智能化促使电网转型。以智能主动配电网、微网为代表的第三代电网是未来电网的发展趋势。

新一代能源系统是新形势下第三代电网概念向综合能源系统的延伸和扩展。中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信认为，新一代能源系统以电力为中心、以电网为主干，是各种能源的生产、传输、存储和转换装置及通信、控制和保护装置相连接的网络化物理系统。它具备多元能源结构及集中分布并举、相互协同的能源生产和供应模式，采取供需互动、节约高效的用能方式，与互联网技术广泛融合，具备面向社会的平台性和商业性。

新一代能源系统应以电力为中心，建立以智能电网为主干，涵盖源端、受端和传输系统的智慧能源网络。构建新一代能源系统，需要重点研究解决源端、受端和传输的一系列重大科学和工程技术问题。

源端综合能源系统利用储能、弃风光电制氢(甲烷)，建立源端多能源互补网络，采取就地消纳等方式平抑可再生能源波动性，使可再生能源得到充分利用。我国西部源端直流输电网可连接西部大型水电、风电、光伏电源基地和火电基地，实现各类电源资源的跨空间、跨流域优化配置和补偿调节，并通过大容量直流输电线路与中东部交流受端电网形成多点互联，实现远距离西电东送和北电南送。

受端综合能源系统需要解决的，是各类分布式能源生产、储存和需求消费中与电网紧密结合，实现高效、互补、综合利用链条中的系统科学和相关工程科学技术。受端要针对不同供能系统实现整体上的协调、配合和优化，并最终实现智能化和一体化的社会能源综合供应，是实现社会用能效率最优、促进可再生能源规模化利用的必由之路。

能源输配网络技术指的是以电网为主干的新型输电(输能)方式和网络构建的系统科学和新型输电(输能)方式的工程科学技术。能源输配网络的稳定运行有赖于电网和管网(气网、热网)的高效配合，包括源端的电力互补网络、传输网络和配送网络。