配電網(wǎng)有主動(dòng)和被動(dòng)之分，目前大都是被動(dòng)的，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)才是配電，電氣行業(yè)優(yōu)先考慮的問(wèn)題，主動(dòng)配電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)將會(huì)給供電部門，以及終端用戶節(jié)省更多資源，減少不必要的損失，提供更多的方便。

一、為什么要發(fā)展主動(dòng)配電網(wǎng)?

布式電源大量進(jìn)入配電網(wǎng)，到一定程度，傳統(tǒng)配電網(wǎng)將面臨“電流倒送”危險(xiǎn)。提及主動(dòng)配電網(wǎng)的研究，有必要先認(rèn)識(shí)一下配電網(wǎng)的概念和分布式電源的特點(diǎn)。

配電網(wǎng)，指的是在電力網(wǎng)中起分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)。打個(gè)形象的比喻，如果把電網(wǎng)主網(wǎng)比作人體的“主動(dòng)脈”，那么，配電網(wǎng)就是四通八達(dá)的“毛細(xì)血管”，用戶則處于這些毛細(xì)血管的最末端。

電由大型發(fā)電廠發(fā)出，流經(jīng)主網(wǎng)，通過(guò)配電網(wǎng)送到用戶，就如血從心臟流出，流經(jīng)主動(dòng)脈，通過(guò)毛細(xì)血管輸送至全身一樣。電流自上而下流動(dòng)，就如同大河衍變成小河，再?gòu)男『友茏兂尚∠?/p>

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中，線路選型、設(shè)備選型、相應(yīng)的繼電保護(hù)、潮流控制、計(jì)量，考慮的都是單方向流動(dòng)的特點(diǎn)。

分布式電源的出現(xiàn)，使得用戶可以不再被動(dòng)地接受電網(wǎng)輸送的“血液”補(bǔ)給，而是具有了“造血”的能力。但隨著分布式電源不斷增多，“造血”的量不斷增加，其分散性、不穩(wěn)定性、間歇性的特點(diǎn)，則使得這些新造“血液”不能平緩、定量、持續(xù)地輸入“毛細(xì)血管”。當(dāng)分布式電源增多到一定的程度，就會(huì)影響傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特性。這意味著，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)、控制策略將失效，電網(wǎng)的供電可靠性將受到影響。

根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，分布式電源接入容量原則上不超過(guò)配電網(wǎng)容量的30%，否則，電流可能產(chǎn)生倒送，有些保護(hù)和控制就會(huì)誤動(dòng)。為對(duì)日益增長(zhǎng)的分布式電源加以有效控制，主動(dòng)配電網(wǎng)的研究被提上日程。

二、什么是主動(dòng)配電網(wǎng)?

主動(dòng)配電網(wǎng)是內(nèi)部具有分布式或分散式能源，具有控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)。

1、配電網(wǎng)的概念出現(xiàn)了外延，隨著分布式發(fā)電和可再生能源并網(wǎng)的增加，能量的雙向流動(dòng)成為趨勢(shì)，用戶對(duì)電能質(zhì)量、安全性和可靠性要求更高，通過(guò)需求側(cè)管理協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)啬茉垂芾硪约胺植际桨l(fā)電、可再生能源同大規(guī)模集中發(fā)電的有效整合。

隨著電動(dòng)汽車和充電站的增加，配電網(wǎng)的概念也出現(xiàn)了外延：充電設(shè)備普遍功率較大且可能產(chǎn)生諧波污染，不同于一般的商業(yè)或居民用電負(fù)荷。發(fā)展充電網(wǎng)絡(luò)不僅是建設(shè)充換電站與充電樁，還必須配套開展配電網(wǎng)的升級(jí)改造，才能滿足配電網(wǎng)安全和電能質(zhì)量的要求。充電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)一方面把電動(dòng)汽車充電對(duì)配電網(wǎng)的影響降到最低，提高系統(tǒng)整體效率;另一方面通過(guò)峰谷電價(jià)機(jī)制，降低用戶用電成本支出。

因此，未來(lái)配電網(wǎng)的功能是將電源和用戶需求有效連接起來(lái)，允許雙方共同決定如何最好地實(shí)時(shí)運(yùn)行。而要達(dá)到這一要求，控制水平就要遠(yuǎn)高于目前配電網(wǎng)的水平，這包括：潮流優(yōu)化、電壓控制和保護(hù)技術(shù)，以及比目前配電網(wǎng)擁有更多的傳感器和自動(dòng)裝置。

2、主動(dòng)配電網(wǎng)的概念， 主動(dòng)配電網(wǎng)是分布式電源高度滲透、功率雙向流動(dòng)的配電網(wǎng)絡(luò)。高度滲透指接入的分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)的潮流、短路電流產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制、運(yùn)行管理方法不再有效?？梢哉f(shuō)，傳統(tǒng)配電網(wǎng)正在向主動(dòng)配電網(wǎng)轉(zhuǎn)變。

隨著以風(fēng)電、光伏發(fā)電等分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率日趨升高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的架構(gòu)發(fā)生了較大變化;同時(shí)，以風(fēng)電為代表的新能源做為大規(guī)模間歇式能源具有較大波動(dòng)性，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定安全帶來(lái)影響;還有，電動(dòng)汽車的充放電對(duì)電網(wǎng)的潮流也帶來(lái)波動(dòng)，等等。因此，需要對(duì)并網(wǎng)機(jī)組和充放電裝置做好監(jiān)視和控制，而這些正是主動(dòng)配電網(wǎng)的功能所在。

3、主動(dòng)配電網(wǎng)有四個(gè)特征，一是具備一定分布式可控資源，二是有較為完善的可觀可控水平，三是具有實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化管理的管控中心，四是可靈活調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

“可觀性”體現(xiàn)在，主動(dòng)配電網(wǎng)控制中心可以監(jiān)測(cè)到主網(wǎng)、配電網(wǎng)和用戶側(cè)的負(fù)荷和分布式電源的運(yùn)行情況，在此基礎(chǔ)上利用態(tài)勢(shì)感知技術(shù)預(yù)測(cè)其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，提出優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略。“可控性”體現(xiàn)在對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷等的靈活有效控制上。當(dāng)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略制定出來(lái)以后，通過(guò)控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)有效的執(zhí)行。

通俗地講，主動(dòng)配電網(wǎng)有更大的可觀測(cè)范圍，能掌握更多信息。目前對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)范圍只能到配電網(wǎng)，沒有辦法知道用戶更多的實(shí)際用信息，比如說(shuō)，有沒有使用空調(diào)、安裝光伏，有哪些重要設(shè)備，更不可能知道用戶的用電行為習(xí)慣，什么時(shí)候洗衣服、開空調(diào)……主動(dòng)配電網(wǎng)卻可以知道這些信息，進(jìn)而主動(dòng)服務(wù)用戶，滿足用戶的需求。

它通過(guò)自動(dòng)采集到的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析掌握相關(guān)信息，為用戶提供最優(yōu)方案。供電企業(yè)事先可以將網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷準(zhǔn)備好，提醒用戶在合適的時(shí)機(jī)選擇用電等。用戶可以隨時(shí)查詢到實(shí)時(shí)的電價(jià)，來(lái)調(diào)整用電行為，節(jié)省電費(fèi)支出，還可以查詢到周邊分布式電源有哪些，自主選用，實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的電力資源最優(yōu)分配等。

主動(dòng)配電網(wǎng)的“主動(dòng)”,還體現(xiàn)在對(duì)有可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判，并制定一定應(yīng)對(duì)策略，通過(guò)控制中心有效執(zhí)行，而不是像傳統(tǒng)配電網(wǎng)只能在故障發(fā)生后才被動(dòng)地采取措施。

這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。當(dāng)即將遭遇暴雨時(shí)，哪些線路有可能遭遇雷擊，可以通過(guò)控制中心對(duì)電流進(jìn)行控制，使其繞過(guò)這些線路，防止大面積停電的發(fā)生，這需要用上一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——態(tài)勢(shì)感知技術(shù)。

主動(dòng)配電網(wǎng)核心內(nèi)容之一是使配電網(wǎng)具有更高的供電可靠性，具有自愈(重構(gòu))功能，最大限度減少供電故障對(duì)用戶的影響。由此我們可以推論：解決當(dāng)前供電可靠性不足和提高電能質(zhì)量是配電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)。

無(wú)疑主動(dòng)配電網(wǎng)能夠承擔(dān)起這項(xiàng)功能，但必須看到，隨著新能源的接入、電動(dòng)汽車和充電站在未來(lái)環(huán)境改善中扮演越來(lái)越重要的角色，現(xiàn)有的配電網(wǎng)已經(jīng)變得越來(lái)越復(fù)雜，其控制保護(hù)早已區(qū)別于傳統(tǒng)意義的配電網(wǎng)，配電網(wǎng)的發(fā)展正在向“主動(dòng)配電網(wǎng)”邁進(jìn)。

三、主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)展方向

配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是：強(qiáng)調(diào)引入分布式能源之后的雙向潮流狀態(tài)下的穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量;強(qiáng)調(diào)用戶交互，隨著測(cè)點(diǎn)增多和實(shí)時(shí)性要求，后臺(tái)軟件將面臨真正海量數(shù)據(jù)，移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)更使得巡視、維護(hù)、檢修與遠(yuǎn)程辦公融為一體(主動(dòng)配電網(wǎng))。

配電網(wǎng)未來(lái)的方向是：分布式智能微電網(wǎng)和配電網(wǎng)的融合交叉;環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)(繼電保護(hù)的革命);直流配電網(wǎng)和交直流混合配網(wǎng)。具體方向如下：

1.加強(qiáng)監(jiān)控。采用更加經(jīng)濟(jì)、可靠、先進(jìn)的傳感、通信和控制終端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、資產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)和供電可靠狀況的實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的可觀測(cè)性。

2.提高可靠性和電能質(zhì)量。研究智能配電網(wǎng)控制理論和方法，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈控制;研究分布式電源并入配電網(wǎng)運(yùn)行控制與保護(hù)技術(shù)，優(yōu)化發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)調(diào)度;研究利用電力電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制和電能的靈活分配，降低損耗、提高供電可靠性和電能質(zhì)量。

3.國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的定位：以覆蓋全部配網(wǎng)設(shè)備為基本考慮;以信息資源綜合利用為重要手段;以配網(wǎng)調(diào)度/生產(chǎn)指揮為應(yīng)用主體;以提高配網(wǎng)管理水平為主要目的。

四、配售電領(lǐng)域放開催生主動(dòng)配電網(wǎng)

之所以要發(fā)展主動(dòng)配電網(wǎng)，是氣候變化、配售電開放、服務(wù)質(zhì)量、監(jiān)管多方面因素發(fā)生變化的共同結(jié)果。

主動(dòng)配電網(wǎng)即內(nèi)部具有分布式或分散式能源且具有控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)。它包含了三方面的愿景：

一、在主動(dòng)配電網(wǎng)中，隨著分布式發(fā)電的發(fā)展和電力市場(chǎng)的建立，將出現(xiàn)一批售電公司，分為：負(fù)荷、發(fā)電和發(fā)用聚合體，組織起來(lái)參與電力市場(chǎng)，提供電能和輔助服務(wù);

二、作為聯(lián)結(jié)用戶與輸電網(wǎng)的重要配電基礎(chǔ)設(shè)施，不僅承擔(dān)確保配電網(wǎng)安全運(yùn)行的配電調(diào)度員的職責(zé)，還將肩負(fù)使得用戶可以方便參與電力市場(chǎng)買賣電能、協(xié)調(diào)控制分布式發(fā)電的重任，即使市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)者;

三、主動(dòng)配電網(wǎng)的目標(biāo)是在確保電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和電能質(zhì)量的前提下，增加對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)對(duì)可再生能源發(fā)電的容納能力。

主動(dòng)配電網(wǎng)包含三大要素：主動(dòng)管理、控制、規(guī)劃與服務(wù);可控資源;配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。它們之間又有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

主動(dòng)管理、控制、規(guī)劃與服務(wù)包含了資產(chǎn)管理、保護(hù)和控制、自動(dòng)化、信息通信技術(shù)等內(nèi)容;而可控能源則又包含了分布式能源、靜止無(wú)功補(bǔ)償器、需求響應(yīng)及發(fā)用電聚合體等內(nèi)容;配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施則包含一次設(shè)備和二次系統(tǒng)，其中一次設(shè)備包含電纜、直流配網(wǎng)和新材料，二次系統(tǒng)則包含自動(dòng)化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)等內(nèi)容。

主動(dòng)配電網(wǎng)的核心理念是充分利用主動(dòng)配電網(wǎng)的可控資源，研究可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)的主動(dòng)規(guī)劃、管理、控制與服務(wù)、負(fù)荷側(cè)的主動(dòng)響應(yīng)和發(fā)電側(cè)的主動(dòng)參與的核心技術(shù)(裝置與系統(tǒng))，變被動(dòng)接受為主動(dòng)利用，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行目標(biāo)。

五、主動(dòng)配電網(wǎng)的投資分析

主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)提出了新的要求：如在電壓控制、繼電保護(hù)、短路電流限制、故障定位與隔離、分布式電源調(diào)度管理等方面。

主動(dòng)配電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)包括三個(gè)方面：降低損耗、保證電能質(zhì)量和供電可靠性。由于電能質(zhì)量與損耗是相互的，損耗往往伴隨著電壓質(zhì)量的下降，因此，主動(dòng)配電網(wǎng)的目標(biāo)就是提高電能質(zhì)量和提升供電可靠性。

節(jié)能和智能是電網(wǎng)持久的話題，電網(wǎng)公司對(duì)供電可靠性問(wèn)題更加關(guān)注，而節(jié)能問(wèn)題更多的是用戶的考慮。許多節(jié)能的前提是電能質(zhì)量的改善，我們將智能方向的考慮放在投資的首位。具體來(lái)說(shuō)，提升供電可靠性包括配電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和配網(wǎng)自動(dòng)化兩個(gè)方面:

我們預(yù)計(jì)配網(wǎng)自動(dòng)化市場(chǎng)，2015年400億元。其中，智能化終端(FTU/TTU/DTU)預(yù)2015年達(dá)到30億元;配電網(wǎng)管理系統(tǒng)預(yù)計(jì)2015年達(dá)到20億元;其他環(huán)網(wǎng)柜、戶外柱上真空開關(guān)、智能變壓器等預(yù)計(jì)2015年達(dá)到350億元。

另一大市場(chǎng)是配電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)市場(chǎng)，包括配電電纜(饋線)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電開關(guān)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電開關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和配電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。我們推算，配電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的市場(chǎng)容量大約有10億元，每年會(huì)以10%左右的速度遞增。

其他可關(guān)注機(jī)會(huì)：

未來(lái)主動(dòng)配電網(wǎng)值得關(guān)注的機(jī)會(huì)還有：配電網(wǎng)的整體解決方案提供、全球能源互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)概念在配電網(wǎng)中的應(yīng)用、配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)、配電網(wǎng)人身安全保護(hù)、直流配電網(wǎng)及相關(guān)問(wèn)題的解決方案以及儲(chǔ)能電池的研制和推廣等。