智能配电网发展展望——访深圳航天工业技术研究院科技委常委朱发国研究员

／本刊记者 才秀敏／

朱发国，电力系统及其自动化专业博士，研究员，长期从事电力自动化和智能配电网领域的研究和产品开发工作，历任航天科工深圳（集团）公司电气研究院院长，深圳航天工业技术研究院有限公司科技委常委，获中国航天科工集团公司学术技术带头人、突出贡献专家称号。

近年来，国家有关部门联合电网企业不断强化电力可靠性管理体系建设，推进供电可靠性指标管理与配电业务管理深度融合。如今，数字经济已经成为全球经济增长的关键动力，电网的数字化升级刻不容缓，作为链接用户与电力系统的骨干网架，配电网更需全面改造优化，提升供电可靠性。为此，本刊采访了深圳航天工业技术研究院科技委常委、集团学术技术带头人朱发国，请他谈谈对智能配电发展的理解。

电器工业：配电网在过去20年发展很快，但结构形态变化不大。随着形态变化，配电网控制能力逐渐提升，资源协调能力显著加强，更好满足了复杂的负荷需求。

目前配电系统处于发展的哪个阶段，存在哪些需要亟待解决的问题及解决思路？比如配电网灵活性的提升问题。

朱发国：怎样认识配电网在电网中的作用，是解决配电网下一步怎么发展的关键。多年以来，我国经济高速发展，电力负荷持续增长，电网规模不断扩大，保证电力的稳定供应和大电网的安全运行是电力系统发展的重点，配电网处于电力生产的下游，其作用是满足电力的配送需求，即尽可能的实现所有用户有电可用。随着我国经济从高速度向高质量发展的转变，特别是我国城市化进程的加快，人们对用电可靠性的要求越来越高，配电网在电网中的重要性显著提高，一方面配电网的网架结构显著增强，另一方面开启了配电自动化系统的建设高潮。即配电系统面临供电可靠性亟需提升的发展阶段。

同时，我国电网又面临着新的历史使命——支持低碳经济的发展，无论是以分布式光伏、风力发电为代表的清洁能源接入，还是电动汽车、能源互联网以及用户的个性化用电需求，很大程度上都需要在配电网环节去实现，配电网从简单树形架构变成了含源、网、荷、储的微电网架构，分支潮流从单向变成双向，要求配电网具备强大的柔性调节能力和自主控制能力，配电系统面临着重新定位和认识的新问题。

配电网新的历史使命，注定将为其发展路径、技术需求及其运营机制赋予新的内涵。

电器工业：配电系统发展由需求驱动，随技术进步而快速发展。当前配电网发展的推动力是什么？

朱发国：是的，配电系统的快速发展因需求而驱动，因技术进步得以实现，因政策改革而得以加速。

首先，高质量、高可靠的供电需求更加强烈，城市化进程仍在加速，人民生活水平的提高需要高可靠的电力供应相适应；传统制造业正向高端制造业转型升级，电力作为基础设施需要降低成本助力产业结构升级，敏感性负荷也大幅度增加，对电能质量的个性化需求愈来愈迫切，要求配电网不仅要强壮一次网架结构，还需要实现智能化的运行管理。另一方面，日益增长的分布式电源、电动汽车等接入配电网，增大了配电网的复杂性和潮流的随机性，如何调度管理新型配电网，满足绿色低碳经济的发展需求，也是配电网亟需面临的重要需求，从而驱动着配电系统的快速发展。

储能技术的发展使电能得以有限储存，为传统刚性的电力生产增加了一定的柔性调节空间；大功率电力电子技术的成熟应用也让配电网具有了更快的控制响应速度和无级调节能力；物联网、大数据和人工智能技术的发展，也大幅提升了人们对配电网的态势感知和运行控制水平，系列关键技术的进步，为配电网转型升级满足新的需求提供了保障。

另外，电力体制改革明确了配电网的发展地位，培育了新的市场化制度体系，新增了充满活力的市场化主体，大量资金和资源涌入到配电网生态建设体系中来，加快了相关技术和产品的研发进展，将有利于配电网升级改造的加速完成。

电器工业：如今，数字经济已经成为全球经济增长的关键动力，电网的数字化升级刻不容缓，作为链接用户与电力系统的骨干网架，配电网更需全面改造优化，提升供电可靠性。关于配电网数字化转型，谈谈您的建议。

朱发国：数字经济是第四次工业革命带来的新动力，正全面促进人们生产与生活方式的升级转变，电力的生产运行也不例外，解决配电网发展和需求之间的矛盾离不开配电网的数字化转型。

配电网的可靠性提高需要持续维护设备的良好运行状态，需要实现系统故障的自动定位、自动隔离和自我恢复；配电网的安全运行需要实现源、网、荷、储的同步协同控制；配电网是链接用户的入口，是了解用户需求实现高质量用电服务的门户；这些目标的实现都离不开物联网、大数据和人工智能等新技术，数字化转型是配电网刻不容缓的任务。

但配电网点多面广，传统设备信息化程度普遍较低，运行环境相对恶劣，新增二次设备不停电安装较为困难，因此配电网数字化转型升级绝非易事，过程中应以显性需求为引导，坚持成本导向、循序渐进和持续迭代的建设思路。

首先，要以物联网传感的思维实现数据采集，传统互感器虽然精度高、可靠性好，但也存在着数据单一、成本高、体积大和安装困难等缺点，难以实现配电网的规模化应用，而新兴物联传感器，因其价格低、功耗小、安装方便等多方面优势广受欢迎，是实现配电网数据采集的重要选择；其次，配电网数字化转型升级的投入大、周期长，初期建设应以明确的显性需求规划传感器安装位置和传感数据类型，控制投入成本，保证初期投资收益，才能最终实现配电网数字化转型的规模化效应和数据价值实现。人工智能技术的发展为数据价值挖掘提供了很好的工具，配电网数字化系统要采用平台化架构，要重视数据规范化管理，畅通数据挖掘渠道，确保面向用户的APP持续拓展并升级迭代，全面实现配电网数字化转型目标。

电器工业：畅想一下，未来配电系统的结构特征、发展趋势，将要承担的主要角色体现在哪些方面？

朱发国：传统电力系统的电源由集中式大型发电厂站组成，电网基于可预测的负荷模型，有计划的通过自动化调度去实现发电厂站和负荷间的平衡，以保证系统的电能质量和电能的可靠传输，从电力生产流程来看，配电网处于中下游，承担电力配送到用户的简单职责。随着太阳能、风能等清洁能源和能源互联网技术的发展，越来越多的分布式电源将接入中低压配电网，电力的生产、传输和消费将直接在配电网完成，配电网不再处于电力生产的下游环节，而是一个相对独立的微电网，和大电网间相辅相成，互为支撑。未来电力生产消费模式的这一转变，将直接改变配电网的网络结构和运营控制方式。

为适应配电网未来的这一演变，需要科学合理地按区域和负荷特征规划源、网、荷、储等网络节点的布置，配置不同的用户节点满足不同用户的电能质量需求，通过电源出力预测、柔性负荷调节和储能控制来增大微电网的柔性调节空间，通过骨干电网来支撑微电网的能量平衡和安全稳定裕度。

用电的个性化需求、分布式电源形式和负荷组成决定了配电网的架构和运行控制方式，与传统电网架构清晰、模型精确和节点可测可控不同，未来配电网因大量的微电网模式将无法采用传统电网有计划的调度运行模式，应建立与大电网间相互约束的配电网个性化自主运行机制，保障配电网的可靠性水平和微电网的灵活能力，分布式清洁电源的间歇性发电、电动汽车的随机性充电以及敏感负荷的个性化需求才能得以最大限度的满足。

为了适应电网的未来转变，2013年我国启动了新一轮的电力体制改革，“管住中间、放开两头”，一方面有计划地继续加强可靠安全的骨干电网建设，另一方面培育市场体系，新增参与主体，构建灵活的配用电生态，加快了配电网的转型升级，在加快清洁能源替代和提升能源使用效率方面发挥了重要的作用。