能源互联网视角下的未来配电网发展

张欢欢

摘 要：为顺应能源互联网的发展，传统意义上传输电力的配电网将转变为具有承担电、气、冷、热等多能量相互转化、替代与利用功能的新型配电网络。文章通过分析能源互联网的特征、发展现状及其对未来配电网发展形态的影响，结合配电网发展各个时期特征及电网发展现状，对面向能源互联网的未来配电系统发展形态、驱动因素和演化路径进行了展望。文章将配电网的发展划分为四个阶段，提出了未来配电网的发展目标、发展路径和重点任务。在此基础上，为了能够综合评估配电网的发展阶段和水平，统一协调整合可调动的能源资源，文章提出了面向能源互联网的未来配电系统综合评估体系和方法，使能源供应能够更广泛地满足市场消费需求。

关键词：能源互联网;未来配电网;发展形态;演化路径

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.031

在目前的社会发展过程中，化石能源处于不断枯竭的发展状态，而全球气候变暖促使各国优化环境保护工作，进一步构建能源互联网，并使整体能源体系获得转型，电能在传输利用过程中拥有高度的便利性与广泛性的特征，并能积极转化为其他形式的综合能量。因此，在未来能源互联网体系的物流过程中，需要将电网打造成为主导网络，从传统的简单配电网络发展转变为更具创新意义的综合配电网络，相应的网络能够对多种能源进行转换、利用与替代。如今，能源互联网不断发展，出现了大量有关配电网的影响因素，过去旧式配电网结构已经不能满足新能源互联网的要求，国内外很多研究人员都对新能源背景下的配电网新模式进行了研究，但仍然存在研究内容不完善、不系统的问题。

1 能源互联网的框架和未来发展趋势

1.1 电力系统能源互联网的典型架构

能源互联网可以简单地理解为“互联网+电网”，是一种以可再生能源为主要能源供应源，通过互联网技术将分布式发电和储能设备互连的新型电网结构，实现了以下两个目标：能量和信息的流动方式[1]。

能源互联网的基本框架主要分为发电侧、输配电侧和用电侧。智能的发电系统被广泛应用于风力发电、水力发电、太阳能发电、潮汐发电、生物发电和核能发电等清洁能源和可再生能源的发电模式中。在新能源发电中，智能配电网主要包括多个系统，例如能源传输系统、管理系统和智能配电系统。能源传输系统的主要功能是信息和能源的相互输出。能源管理系统即利用合理的方式规划能源的利用结构，从而提高能源利用率。智能配电系统则是充分提高能源互联网稳定性的关键。

1.2 能源互联网的发展路径和未来趋势

为了建立适合我国能源分配方式和经济社会发展需要的能源互联体系，能源互联网的发展路径可分为三个阶段。第一阶段是最近的发展阶段，主要从全局角度研究整个系统框架，并初步确定能源互连的未来发展模式和技术需求。第二阶段是发展的中间阶段，在此阶段，能源市场的竞争逐渐激烈，能源管理体系逐步完善。第三阶段是长期发展阶段，充分实现信息平台的互联共享，完成能源供应和能源革命。我国的能源互联网发展才刚刚起步，受到技术、设备和人才的限制，但因为其优势性而得到了长足的发展，如今也逐渐应用到了更多的领域，例如在新能源汽车的发展中，就需要能源互联网的充分支持。

2 能源互联网背景下对配电网规划的影响

在社会经济不断发展的近代社会，人们的信息技术能力已经取得了长足的进步，在各个领域都有着无可替代的作用。如今，我国大力推行“互联网+”，互联网已经逐渐影响到更多的行业，例如在能源行业上的应用。能源互联网概念在近几年的发展中已经逐渐成熟，并朝着更多样化的方向发展，配电网的能源互联网规划模式也迎来了更严峻的挑战。从目前的各项数据可以看出，影响主要来自电力侧、输配电侧和需求侧三个方面，配电网规划的影响更多的在于分布式电源的接入上[2]。

2.1 电力侧的影响

电力侧的影响主要在于分布式发电以及储能发电。对于较大的电网搭建，往往分布式发电和储能发电两方面在同时进行，因此对于电网的影响是双向模式。然而，在这两个双向过程中，往往因为一定的不稳定性，造成电力的损失，负荷增长方式的变化，配电网负荷预测的规划。不确定性不断增加，节点数量的增加，使网格结构越来越复杂，选择优化方案的难度也随之增加。

2.2 输配侧的影响

除了能源互联网环境对于电力侧的影响，其对于输配电网的影响也体现在两个方面，分别是微电网和智能配电技术。分布式发电具有一定的不稳定性，会导致电力损失，同时，微电网和分布式发电一样存在不稳定性，且对微电网进行规划比较困难。

3 能源互联网背景下的配电网规划建议

作为分布式能源的一部分，分布式发电主要以可再生能源的形式存在，具有分散、随机、难以控制的缺点，分布式发电的渗透性较低。为了克服电压波动大，电能质量差的缺点，要根据区域的实际情况，科学、合理地规划分布式发电的接入点和相应的配套电网的输电工程。

此外，要构建整体综合评价体系，在继承及完善当前评价体系的基础之上，需要对未来配电网的综合评估体系进行进一步构建，相应体系的构建不仅是对整体能源互联网的未来配电网的发展予以衡量的重要尺度，而且是未来配电网在规划过程中对其自身科学性得以不断增加的重要模式[3]。

评估指标体系在構建过程中，通常会针对特定的应用场景进行构建，并充满具有高度主观与客观的现实因素，构建的主要原则在于能够更加公正且客观地反映评价对象的实际情况。首先，其指标要符合当前能源互联网的专业理论与数字原理，并充分探究影响配电网发展的因素。其次，要将配电网的发展构建作为整体，从主观及微观层面考虑，将评估指标分为四个一级指标和两个二级指标。

在研究过程中，要详细分析评估指标的权重系数，根据其权重系数设置原则，对整体二级指标以及一级指标分三个步骤予以综合性构建。要应用AHP确定整体评估指标的主观权重系数，应用熵权法核对整体评估指标系数，最后综合AHP以及熵权法，对最终评估指标的权重系数进行综合分析，将AHP以及熵权法从其主观客观等诸多角度进行评价和修正，在构建过程中体现配电网的体系。具体分析中，要对各项指标评估体系得分进行综合计算，构建安全可靠、绿色低碳、优质高效、智能互动四大类别，满分均设置为100分，依照各类单项评估指标评估其加权系数，由此进行详细分析[4]。

4 结语

当前，随着社会的发展，未来配电网在能源应用过程中具有极其重要的现实地位，由此，需要进一步建设面向能源互联网的一流配电网，体现能源发展体系所具有的战略性地位。文章介绍了能源互联网的基本结构，明确了能源互联网的总体概念，将配电网的发展划分为四个阶段，提出了未来配电网的发展目标、发展路径和重点任务。在此基础上，为了综合评估配电网的发展阶段和水平，统一协调整合可调动的能源资源，提出了面向能源互联网的未来配电系统综合评估体系和方法，使得能源供应更广泛地满足市场的消费需求。能源互联网推动了电力消费和电动汽车的多元化发展，各种智能家居和智能建筑应运而生。通过对能源互联网的初步了解，对未来电网规划合理化的发展具有一定的帮助。文章通过对能源互联网环境下的配电网发展趋势进行了深入分析，提出了一些对策和建议，以期探索新能源背景下的配电网新模式，进一步推动能源互联网的不断发展。

参考文献

[1] 邓建玲.能源互联网的概念及发展模式[J].电力自动化设备，2016，36（3）：1-5.

[2] 马钊，周孝信，尚宇炜，等.能源互联网概念、关键技术及发展模式探索[J].电网技术，2015，39（11）：3014-3022.

[3] 董朝阳，赵俊华，文福拴，等.从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架[J].电力系统自动化，2014，38（15）：1-11.

[4] 周海明，刘广一，刘超群.能源互联网技术框架研究[J].中国电力，2014，47（11）：140-144.