張歡歡

摘 要：為順應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)意義上傳輸電力的配電網(wǎng)將轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐袚?dān)電、氣、冷、熱等多能量相互轉(zhuǎn)化、替代與利用功能的新型配電網(wǎng)絡(luò)。文章通過(guò)分析能源互聯(lián)網(wǎng)的特征、發(fā)展現(xiàn)狀及其對(duì)未來(lái)配電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)的影響，結(jié)合配電網(wǎng)發(fā)展各個(gè)時(shí)期特征及電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)面向能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)配電系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)、驅(qū)動(dòng)因素和演化路徑進(jìn)行了展望。文章將配電網(wǎng)的發(fā)展劃分為四個(gè)階段，提出了未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展路徑和重點(diǎn)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，為了能夠綜合評(píng)估配電網(wǎng)的發(fā)展階段和水平，統(tǒng)一協(xié)調(diào)整合可調(diào)動(dòng)的能源資源，文章提出了面向能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)配電系統(tǒng)綜合評(píng)估體系和方法，使能源供應(yīng)能夠更廣泛地滿足市場(chǎng)消費(fèi)需求。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng);未來(lái)配電網(wǎng);發(fā)展形態(tài);演化路徑

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.031

在目前的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，化石能源處于不斷枯竭的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，而全球氣候變暖促使各國(guó)優(yōu)化環(huán)境保護(hù)工作，進(jìn)一步構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，并使整體能源體系獲得轉(zhuǎn)型，電能在傳輸利用過(guò)程中擁有高度的便利性與廣泛性的特征，并能積極轉(zhuǎn)化為其他形式的綜合能量。因此，在未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)體系的物流過(guò)程中，需要將電網(wǎng)打造成為主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，從傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)楦邉?chuàng)新意義的綜合配電網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)Χ喾N能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換、利用與替代。如今，能源互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了大量有關(guān)配電網(wǎng)的影響因素，過(guò)去舊式配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足新能源互聯(lián)網(wǎng)的要求，國(guó)內(nèi)外很多研究人員都對(duì)新能源背景下的配電網(wǎng)新模式進(jìn)行了研究，但仍然存在研究?jī)?nèi)容不完善、不系統(tǒng)的問(wèn)題。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的框架和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 電力系統(tǒng)能源互聯(lián)網(wǎng)的典型架構(gòu)

能源互聯(lián)網(wǎng)可以簡(jiǎn)單地理解為“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”，是一種以可再生能源為主要能源供應(yīng)源，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將分布式發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備互連的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了以下兩個(gè)目標(biāo)：能量和信息的流動(dòng)方式[1]。

能源互聯(lián)網(wǎng)的基本框架主要分為發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)和用電側(cè)。智能的發(fā)電系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電、生物發(fā)電和核能發(fā)電等清潔能源和可再生能源的發(fā)電模式中。在新能源發(fā)電中，智能配電網(wǎng)主要包括多個(gè)系統(tǒng)，例如能源傳輸系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和智能配電系統(tǒng)。能源傳輸系統(tǒng)的主要功能是信息和能源的相互輸出。能源管理系統(tǒng)即利用合理的方式規(guī)劃能源的利用結(jié)構(gòu)，從而提高能源利用率。智能配電系統(tǒng)則是充分提高能源互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路徑和未來(lái)趨勢(shì)

為了建立適合我國(guó)能源分配方式和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的能源互聯(lián)體系，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路徑可分為三個(gè)階段。第一階段是最近的發(fā)展階段，主要從全局角度研究整個(gè)系統(tǒng)框架，并初步確定能源互連的未來(lái)發(fā)展模式和技術(shù)需求。第二階段是發(fā)展的中間階段，在此階段，能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈，能源管理體系逐步完善。第三階段是長(zhǎng)期發(fā)展階段，充分實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)的互聯(lián)共享，完成能源供應(yīng)和能源革命。我國(guó)的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展才剛剛起步，受到技術(shù)、設(shè)備和人才的限制，但因?yàn)槠鋬?yōu)勢(shì)性而得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，如今也逐漸應(yīng)用到了更多的領(lǐng)域，例如在新能源汽車(chē)的發(fā)展中，就需要能源互聯(lián)網(wǎng)的充分支持。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的近代社會(huì)，人們的信息技術(shù)能力已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在各個(gè)領(lǐng)域都有著無(wú)可替代的作用。如今，我國(guó)大力推行“互聯(lián)網(wǎng)+”，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸影響到更多的行業(yè)，例如在能源行業(yè)上的應(yīng)用。能源互聯(lián)網(wǎng)概念在近幾年的發(fā)展中已經(jīng)逐漸成熟，并朝著更多樣化的方向發(fā)展，配電網(wǎng)的能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃模式也迎來(lái)了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從目前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，影響主要來(lái)自電力側(cè)、輸配電側(cè)和需求側(cè)三個(gè)方面，配電網(wǎng)規(guī)劃的影響更多的在于分布式電源的接入上[2]。

2.1 電力側(cè)的影響

電力側(cè)的影響主要在于分布式發(fā)電以及儲(chǔ)能發(fā)電。對(duì)于較大的電網(wǎng)搭建，往往分布式發(fā)電和儲(chǔ)能發(fā)電兩方面在同時(shí)進(jìn)行，因此對(duì)于電網(wǎng)的影響是雙向模式。然而，在這兩個(gè)雙向過(guò)程中，往往因?yàn)橐欢ǖ牟环€(wěn)定性，造成電力的損失，負(fù)荷增長(zhǎng)方式的變化，配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的規(guī)劃。不確定性不斷增加，節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，使網(wǎng)格結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，選擇優(yōu)化方案的難度也隨之增加。

2.2 輸配側(cè)的影響

除了能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境對(duì)于電力側(cè)的影響，其對(duì)于輸配電網(wǎng)的影響也體現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別是微電網(wǎng)和智能配電技術(shù)。分布式發(fā)電具有一定的不穩(wěn)定性，會(huì)導(dǎo)致電力損失，同時(shí)，微電網(wǎng)和分布式發(fā)電一樣存在不穩(wěn)定性，且對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃比較困難。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的配電網(wǎng)規(guī)劃建議

作為分布式能源的一部分，分布式發(fā)電主要以可再生能源的形式存在，具有分散、隨機(jī)、難以控制的缺點(diǎn)，分布式發(fā)電的滲透性較低。為了克服電壓波動(dòng)大，電能質(zhì)量差的缺點(diǎn)，要根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地規(guī)劃分布式發(fā)電的接入點(diǎn)和相應(yīng)的配套電網(wǎng)的輸電工程。

此外，要構(gòu)建整體綜合評(píng)價(jià)體系，在繼承及完善當(dāng)前評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)之上，需要對(duì)未來(lái)配電網(wǎng)的綜合評(píng)估體系進(jìn)行進(jìn)一步構(gòu)建，相應(yīng)體系的構(gòu)建不僅是對(duì)整體能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展予以衡量的重要尺度，而且是未來(lái)配電網(wǎng)在規(guī)劃過(guò)程中對(duì)其自身科學(xué)性得以不斷增加的重要模式[3]。

評(píng)估指標(biāo)體系在構(gòu)建過(guò)程中，通常會(huì)針對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行構(gòu)建，并充滿具有高度主觀與客觀的現(xiàn)實(shí)因素，構(gòu)建的主要原則在于能夠更加公正且客觀地反映評(píng)價(jià)對(duì)象的實(shí)際情況。首先，其指標(biāo)要符合當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)的專(zhuān)業(yè)理論與數(shù)字原理，并充分探究影響配電網(wǎng)發(fā)展的因素。其次，要將配電網(wǎng)的發(fā)展構(gòu)建作為整體，從主觀及微觀層面考慮，將評(píng)估指標(biāo)分為四個(gè)一級(jí)指標(biāo)和兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

在研究過(guò)程中，要詳細(xì)分析評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)其權(quán)重系數(shù)設(shè)置原則，對(duì)整體二級(jí)指標(biāo)以及一級(jí)指標(biāo)分三個(gè)步驟予以綜合性構(gòu)建。要應(yīng)用AHP確定整體評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)，應(yīng)用熵權(quán)法核對(duì)整體評(píng)估指標(biāo)系數(shù)，最后綜合AHP以及熵權(quán)法，對(duì)最終評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行綜合分析，將AHP以及熵權(quán)法從其主觀客觀等諸多角度進(jìn)行評(píng)價(jià)和修正，在構(gòu)建過(guò)程中體現(xiàn)配電網(wǎng)的體系。具體分析中，要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估體系得分進(jìn)行綜合計(jì)算，構(gòu)建安全可靠、綠色低碳、優(yōu)質(zhì)高效、智能互動(dòng)四大類(lèi)別，滿分均設(shè)置為100分，依照各類(lèi)單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)評(píng)估其加權(quán)系數(shù)，由此進(jìn)行詳細(xì)分析[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，隨著社會(huì)的發(fā)展，未來(lái)配電網(wǎng)在能源應(yīng)用過(guò)程中具有極其重要的現(xiàn)實(shí)地位，由此，需要進(jìn)一步建設(shè)面向能源互聯(lián)網(wǎng)的一流配電網(wǎng)，體現(xiàn)能源發(fā)展體系所具有的戰(zhàn)略性地位。文章介紹了能源互聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)，明確了能源互聯(lián)網(wǎng)的總體概念，將配電網(wǎng)的發(fā)展劃分為四個(gè)階段，提出了未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展路徑和重點(diǎn)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，為了綜合評(píng)估配電網(wǎng)的發(fā)展階段和水平，統(tǒng)一協(xié)調(diào)整合可調(diào)動(dòng)的能源資源，提出了面向能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)配電系統(tǒng)綜合評(píng)估體系和方法，使得能源供應(yīng)更廣泛地滿足市場(chǎng)的消費(fèi)需求。能源互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了電力消費(fèi)和電動(dòng)汽車(chē)的多元化發(fā)展，各種智能家居和智能建筑應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的初步了解，對(duì)未來(lái)電網(wǎng)規(guī)劃合理化的發(fā)展具有一定的幫助。文章通過(guò)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的配電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了深入分析，提出了一些對(duì)策和建議，以期探索新能源背景下的配電網(wǎng)新模式，進(jìn)一步推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展。

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