說到新能源，廣大受眾的第一印象會是“波動的”能源：依靠老天吃飯而“不可控”。如果大力發(fā)展分布式新能源，是否會出現(xiàn)電源波動的問題?是否會影響用電質(zhì)量?實(shí)際上，新能源帶來的問題還并不止這些。電流將打破傳統(tǒng)概念而從低壓向高壓流動，產(chǎn)生逆向潮流問題進(jìn)而影響局部電壓，由于短路電流提供不足產(chǎn)生保護(hù)設(shè)備重新設(shè)計(jì)問題，用戶側(cè)最關(guān)注的電能質(zhì)量和電網(wǎng)側(cè)關(guān)注的功率因數(shù)的問題也會出現(xiàn)。新能源并網(wǎng)裝置，即電力電子器件的發(fā)展已經(jīng)有較好的發(fā)展，如光伏逆變器的能量轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)到98%以上，基于這方面的技術(shù)發(fā)展將逐漸地不再給產(chǎn)業(yè)升級造成瓶頸。由于所產(chǎn)生的問題多是系統(tǒng)問題，若想發(fā)展大規(guī)模分布式并網(wǎng)，需要在系統(tǒng)，即配電網(wǎng)中解決，這正是多個國家提倡的智能電網(wǎng)的重要組成部分——智能配電網(wǎng)。

未來智能配電網(wǎng)的發(fā)展方向不外乎將在節(jié)能、安全性和經(jīng)濟(jì)性這三個元素之間尋找平衡，在電力行業(yè)中，可以解讀為節(jié)能降損、提高供電安全性和減少電網(wǎng)建設(shè)整體投資。結(jié)合需求側(cè)管理技術(shù)和應(yīng)用的智能配電網(wǎng)可以使大規(guī)模新能源并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)化，充分利用有限的電網(wǎng)傳輸容量，并且保證高質(zhì)量的電能供應(yīng)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還主要依靠傳統(tǒng)的三種技術(shù)，即測量、控制和自動化技術(shù)。對于配電網(wǎng)運(yùn)營商(DSO)而言，將更需要了解前沿的技術(shù)趨勢和相對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性，即所謂的總體效率。具體哪些技術(shù)今天已經(jīng)存在，其中哪些可以作為解決以上問題的萬能鑰匙是我們不斷關(guān)注的重點(diǎn)。

電網(wǎng)的智能化有哪些技術(shù)形式或產(chǎn)品組成?對此，不同背景的公司會有完全不同的解讀。不論怎樣，其中將主要包括以下幾點(diǎn)：新能源發(fā)電，即節(jié)能環(huán)保的發(fā)電形式，更有利于可持續(xù)的智能化發(fā)電模式;未來市場機(jī)制，如電力服務(wù)、電力保障和電力交易;電力數(shù)據(jù)的測量和處理，如智能電表、大數(shù)據(jù)云端處理、智能網(wǎng)關(guān);大型國家的電力互聯(lián)網(wǎng)，洲際電力互聯(lián)網(wǎng)，跨州電力互聯(lián)網(wǎng)等;智能電力消費(fèi)終端，如智能產(chǎn)業(yè)園區(qū)、智能樓宇、智能工廠、智能家居等;多種儲能形式和電動汽車這樣的智能負(fù)荷。按照業(yè)界通用定義敘述為：>智能的電網(wǎng)即為這樣一個電力網(wǎng)絡(luò)，它可以整合消費(fèi)端和不同形式的發(fā)電端，并確保節(jié)能、供電安全和經(jīng)濟(jì)性。

那么，未來的智能配電網(wǎng)與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)具體有何不同?智能電網(wǎng)引入了哪些新技術(shù)?下圖提供了一個清晰的比較說明：

 

傳統(tǒng)配電網(wǎng)是單向電流流動，配電網(wǎng)只接收負(fù)荷，變壓器為普通配電網(wǎng)臺區(qū)變壓器，配以簡單的保護(hù)和自動化、通信設(shè)備。未來配電網(wǎng)，即所謂的智能配電網(wǎng)擁有復(fù)雜的分布式供電系統(tǒng)，造就了復(fù)雜的雙向潮流，需要安裝智能電表等測量裝置，并在低壓側(cè)有儲能設(shè)備和電動汽車并網(wǎng)，需要配電網(wǎng)對低壓端口進(jìn)行調(diào)控和雙向通信，不論中壓還是低壓都將配有復(fù)雜的線路保護(hù)。這些巨大的變化發(fā)生之快，是很多配電網(wǎng)運(yùn)營商猝不及防的。至今，還只有少數(shù)配電網(wǎng)運(yùn)營商擁有效率極高的監(jiān)控系統(tǒng)，不論配電網(wǎng)運(yùn)營商還是輸電網(wǎng)運(yùn)營商未來必須要快速地和經(jīng)常性地應(yīng)對動態(tài)的發(fā)電曲線、潮流逆向、配網(wǎng)側(cè)頻繁無功補(bǔ)償裝置投切和電壓調(diào)節(jié)等新的挑戰(zhàn)。

以德國配電網(wǎng)發(fā)展為例，德國電力網(wǎng)絡(luò)在幾十年的發(fā)展過程中已經(jīng)成為歐洲最堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)系統(tǒng)。年平均停電時間在16分鐘以內(nèi)，對應(yīng)的系統(tǒng)可靠性為99.99%。超過800家的德國電網(wǎng)運(yùn)營商運(yùn)營著超過178萬公里的電力網(wǎng)絡(luò)，多數(shù)當(dāng)然是低壓網(wǎng)絡(luò)，連接著本地的配電網(wǎng)運(yùn)營商，最終并入高壓網(wǎng)絡(luò)。這種布局已經(jīng)存在了數(shù)十年沒有改變，這些傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是上個世紀(jì)設(shè)計(jì)的，并沒有考慮應(yīng)對大規(guī)模新能源并入、大量的節(jié)能減排要求和新的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，所以配電網(wǎng)升級換代已經(jīng)刻不容緩�；�于這些情況，德國政府和歐盟正在支持大規(guī)模的智能電網(wǎng)科研項(xiàng)目。

數(shù)據(jù)來源：德國聯(lián)邦電力監(jiān)督委員會，Bundesnetzagentur，數(shù)據(jù)更新至2013年9月1日

從數(shù)據(jù)中可以看出，由于電力系統(tǒng)尤其是配網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化，新能源的大規(guī)模接入并沒有降低德國的用電可靠性。所以，只要在系統(tǒng)優(yōu)化的前提下進(jìn)行新能源的大規(guī)模接入并不會犧牲電網(wǎng)安全。

智能配電網(wǎng)中包含哪些關(guān)鍵技術(shù)?其中的成熟度怎樣?無所不能(caixinenergy)將攜手特約作者范征推出系列文章。 

【無所不能特約作者，范征，現(xiàn)回國創(chuàng)業(yè)，從事新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)規(guī)劃和電力軟件研發(fā)等工作。畢業(yè)于德國亞琛工業(yè)大學(xué)，曾就職于德國電力經(jīng)濟(jì)與能源研究所、Photon光伏測試實(shí)驗(yàn)室、中國電科院和DNV GL，并與業(yè)界同仁共同創(chuàng)立了“德國華人新能源協(xié)會”�！�