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為推動配電網科研成果落地實施，推進數字化配電技術創新發展，增進學術交流與合作，北極星電力網聯合國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院于2021年6月8-9日在江蘇省南京市舉辦以“數字化轉型?建綠色配電網”為主題的“第二屆智能配電網建設研討會”。北極星電力網、北極星學社APP對會議進行了全程直播。
梁順：非常高興和大家分享一下在新型電力系統下配網側的解決方案。上午匯報的內容分成三大塊。
一、建設背景
首先回顧一下，國家這幾年來從2014年開始到2021年，我們能夠看到關于能源革命、智能電網的建設、能源體系的變化在持續性的推進，包括從2014年6月份開始提出來能源生產和消費革命，到2021年提出構建以新能源為主體的新型電力系統，有一個很清晰的脈絡在走，響應國家的戰略要求，國家電網公司建設體系戰略也是逐步在清晰，不斷充實電網發展的新內容、新概念和新技術。從2014年提出構建全球能源互聯網，到16年提出了再電氣化，到2020年提出來構建中國特色國際領先的能源互聯網企業，基本上都緊密貼合國家的能源發展戰略。
在“雙碳”目標與能源互聯網發展背景下，配電網也逐漸向含有大量的分布式可再生能源、多樣柔性負荷，信息物理社會深度融合的區域能源互聯網演變。包括現在一直在提的多源融合、多能耦合，基本上它構成了區域能源互聯網關鍵的要素。不同于傳統的以電為單一的能源去考慮，現在加入了非能源系統和非電能源系統，再加上外部的政府、用戶、金融、交通等等一系列的信息領域，都融入到互聯網建設要素里面去了。
在雙高和“雙碳”的形勢下，新形態配網呈現以下幾個主要特征。
一是系統的電力電子化，伴隨新能源等規模化接入，導致配電系統越發電力電子化，慣量低，對擾動的耐受力下降。
二是運行方式多樣化，交直流混聯、源荷不確定性等，導致配電網運行方式將更加多樣化，潮流雙向化。
三是多維耦合復雜化，物理系統包含相互耦合影響的冷熱電氣等多能源形式，且物理系統與信息系統以及社會系統深度融合。
四是感知數據異構化，感知數據不僅包含結構化的狀態數據和環境數據，也包含非結構化的視頻、音頻、圖像和文本數據等，導致多源數據具有異構性。
五是源荷界限模糊化，伴隨分布式新能源、電動汽車、分布式儲能、需求響應的不斷普及，源荷界限更加模糊。
六是分布式資源規?；?，包含可再生能源、微電網、微能源系統、虛擬電廠、儲能裝置、柔性負荷等海量的分布式柔性可控資源，規模大、容量小，分布在不同層級母線節點上。
二、建設思路
結合前面的情況，對于新一代配網技術的發展，我們有這樣的想法，利用數字物理信息新技術，構建區域CPSSE。得益于前期的電網建設，在智能配電網領域，我們基本上構建了一個相對完整的或者相對完善的物理基礎構架。這兩年來開展的配電物聯網建設，大量的感知設備、傳感設備都為我們配電網構建了一個相對靈敏的觸角，信息的全景感知逐步已成規模。后續我們需要做數字化轉型，從設備數字化、管理數字化、決策數字化逐步建立配電網智慧的大腦。我們需要進一步提升配網的彈性和韌性，建立配電網堅強的軀干，進一步抵御安全風險。應對“雙碳”目標需求，我們需要提升碳中和能力，保障配電網持續循環發展。
在網架方面，配網將會演變成高度互聯的網絡結構，會以網格化方式來逐步演變成分層、分群、分區高度自治的網絡化構建單元。運行控制方面，能夠實現配電網區域自治和全局優化。系統層面需要打造非電能源系統，非能源系統、社會物理系統高度耦合的控制系統，整體構建能夠實現多元互濟網格化的配電網。
基于這個目標，在從感知層，更多的要引入物聯網技術，在通訊層需要引入更多的5G、物聯網、互聯網技術，在應用層需要引入更多的大數據分析、云計算等技術，能夠為我們實現前臺使能、中臺賦能、云邊互動的管控系統，滿足未來配電網形態的發展和變化。
三、解決方案
下面的介紹的主要是我們正在探討研究和部分已實踐的解決方案。一個是設備數字化。結合電力傳感器、無線傳感網、人工智能、邊緣計算等技術，打造智能化的感知設備，實現配電設備數字化轉型。
實現了設備運行狀態和設備本體狀態的全景感知以后，需要對這個設備的狀態進行綜合的評估，通過構建知識圖譜，去構建一個完整的對這個設備本體狀態和運行狀態的狀態評估，為后續的設備精益化運維構建基礎。
當前大家都在強調數字化班組建設，面對配網點多面廣、設備龐雜、人力資源不足的特點，并且配網的運維人員水平，要應對現在的信息化、自動化技術快速發展存在不足。我們需要借助移動APP辦公手段，去實現實現設備狀態實時監測、故障信息即時掌握。
基于現在云計算和大數據等技術發展，逐步通過配電物聯網平臺，實現物聯網架構下的配電主站全面云化和微服務化，實現配電物聯區域的全景設備和數據的管控。
配網的智慧大腦，在今年江蘇、浙江都有應用，基于大數據、虛擬化、語音識別，自動學習等技術，提升運行維護人員和調度管理人員在操作控制、決策指揮等方面的能力，真正做到系統為我所用，信息為我所用。借助于現在的各類云計算、語音識別等等這些新的技術，我們更多的是希望把這些新的技術能夠真正的用到生產運營管理中，解放我們的雙手，解放我們的大腦。
在配電網彈性和韌性提升方面我們有這樣的構想，交直流混合配電網，分成兩大類，一個是中壓合環，滿足高科技產業、金融中心等重要用戶對配網可靠性的嚴苛需求。另一個是低壓的柔性互聯，實現臺區間動態增容、能量互濟。
如何利用分布式電源實現對配電網的主動支撐，是我們需要考慮的問題，需要開展互動主體可調度潛力分析，充分利用用戶沉睡的可調資源，解決多元互動主體可調控裕度范圍判定和經濟用能分析問題。
在災害應急響應方面，我們需要基于標準化圖模創建、物聯統一接入、創新移動智能運維方法以及大數據人工智能決策分析方法，實現山林場景下山火應急規避決策和控制。
這是這幾年各地一直在做的智能配電站房、智能井蓋的建設，都是基于配網設備精益化運維，提升配網的韌性和彈性。
這是利用5G、北斗、人工智能等新技術，提出配電網高精度同步采樣、快速差動保護、基于神經網絡的多維多層單相接地算法，實現有源配電網的多重保護。
碳中和能力的提升。前面所提到的配電網在向有源配電網演進，我們首先要對配電網運行狀態全面掌控和精準控制，優化電網運行，包括經濟運行、安全運行和綠色運行等方式。
需求側的響應，需求響應也是一個老生常談的話題，但是在現在的“雙碳”目標之下，我們所提到的產銷定義的模糊化和源荷界限的模糊化，它對需求響應的算法和考慮的對象發生了很大的變化。
虛擬電廠，需要將分布式電源、儲能、柔性負荷等眾多可調節資源聚合起來，作為整體對外參與電網調度和電力交易，這是一個需要重點關注和研究的課題。
分布式電源與微電網，3060將帶來大量的分布式電源、分布式儲能，配電網將逐步演化成公網、微電網、微能網多者并存的形態，對于分布式能源和微電網內部的運行控制也需要納入到我們的管控范圍里面去。
臺區分布式儲能。現在更多的是為了保電，為了協調區域平衡，去做的分布式儲能。我們能看到一個已經很明晰的需求，一個是隨著“雙碳”目標的推進，同時隨著電動汽車的價格降低，比如現象級的五菱宏光神車，3萬塊錢的一輛電動汽車就可以開回去，電動汽車的保有量會逐步上升。二是后期，我們相信峰谷價差會逐步拉大，隨著國家鄉村振興戰略的推進，城鎮、鄉村，對于電動汽車的需求會越來越大。隨著電動汽車充放電技術進一步優化，我們會看到一個很明確的業務需求，那就是很多家庭有可能會花三萬五萬塊錢買回來新能源汽車，通過夜間充電，白天放電的形式，實現盈利，同時滿足電網削峰填谷、移峰錯峰的需求。對于這類既分散又無序的分布式儲能用戶，如何去調控、如何去管理這是我們以后要研究的一個方向。
因為時間有限，今天和大家分享了一下我們在“雙碳”目標和“雙高”目標下，對于未來配電網的思考和研究。有不正確的地方歡迎大家多批評指正。謝謝。
