配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)末端的“毛細(xì)血管”，直接服務(wù)終端用戶，承擔(dān)著服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人民生活水平的重要任務(wù)。當(dāng)前，伴隨新型電力系統(tǒng)建設(shè)持續(xù)深入，我國配用電體系也正步入一場前所未有的變革，需要克服諸多困難。國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，要適度超前規(guī)劃建設(shè)配電網(wǎng)，持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快配電網(wǎng)建設(shè)改造和智慧升級，強(qiáng)化源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展。

配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大背景下，分布式電源、分布式儲能與新型負(fù)荷的大量接入，使得傳統(tǒng)配電系統(tǒng)難以滿足新的發(fā)展需求，面臨的挑戰(zhàn)日漸增多。

電力電量平衡問題：源荷不確定性導(dǎo)致峰谷差增大、網(wǎng)損增加、資產(chǎn)利用率降低。大量分布式發(fā)電、新型用能、存儲和調(diào)控裝備接入配電網(wǎng)，控制對象擴(kuò)展到源網(wǎng)荷儲的各個(gè)環(huán)節(jié)，控制規(guī)模指數(shù)級增長，傳統(tǒng)放射狀網(wǎng)絡(luò)難以支撐區(qū)域內(nèi)功率的多向流動，供電能力和新能源消納能力不足日益凸顯，發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)的雙重不確定性加劇了配電系統(tǒng)峰谷差問題。

動態(tài)穩(wěn)定問題：電力電子裝備規(guī)模化接入、微電網(wǎng)大量形成，穩(wěn)定特性復(fù)雜、電能質(zhì)量惡化。大量弱可控和強(qiáng)不確定性電源替代常規(guī)電源，大量電力電子設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)電能轉(zhuǎn)換與傳輸設(shè)備，但低慣性變流設(shè)備缺乏對系統(tǒng)慣性支撐，同時(shí)使配電系統(tǒng)諧波源呈現(xiàn)高密度、分散化、全網(wǎng)化趨勢，影響供電質(zhì)量。

數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理問題：數(shù)據(jù)和多業(yè)務(wù)形態(tài)融合、信息安全愈發(fā)重要。資產(chǎn)數(shù)字化和裝備智能化趨勢下，新型配電網(wǎng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多來源、多模態(tài)的特點(diǎn)，多源數(shù)據(jù)融合成為亟待解決的首要問題。

因此，需要結(jié)合新型電力系統(tǒng)的新特征與面臨的新挑戰(zhàn)，發(fā)展能夠支撐“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的新型配電網(wǎng)系統(tǒng)。

新型配電網(wǎng)發(fā)展趨勢

面對上述多重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)調(diào)度方式、運(yùn)行控制策略、管理手段難以支撐低碳化的新型配電系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)，受到配用電技術(shù)發(fā)展、用戶需求和政策機(jī)制等多元驅(qū)動力共同作用，其物理形態(tài)、運(yùn)行形態(tài)和產(chǎn)業(yè)形態(tài)等方面將發(fā)生持續(xù)而重大的變化。

一是供電多元化。傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)通常是無源的，即只能從主網(wǎng)一個(gè)途徑獲取電能，而在新型電力系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)電，以光伏、風(fēng)電為代表的分布式新能源發(fā)電將得到大力發(fā)展，使配電系統(tǒng)中原本界限清晰的供電、用電環(huán)節(jié)逐漸模糊，負(fù)荷不再單純從電網(wǎng)獲取電能。

二是用電互動化。新能源汽車逐漸取代傳統(tǒng)燃油汽車，大量車輛隨時(shí)按需充電，將會給配電系統(tǒng)帶來巨大的增量負(fù)荷，此外，電制冷、電供暖等季節(jié)性負(fù)荷，進(jìn)一步加劇了供電的峰谷差，需要需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)緩解電力供應(yīng)緊張，未來以電動車、儲能、暖通空調(diào)、工商業(yè)用戶為主體的源網(wǎng)荷儲互動以及電力市場將會成為配電系統(tǒng)平衡控制的關(guān)鍵。

三是配電直流化。隨著電力電子技術(shù)和裝備的快速發(fā)展，中低壓直流配電技術(shù)逐漸成熟，為配電網(wǎng)靈活性提供了新手段，不僅能控制線路開通和關(guān)斷，還能連續(xù)調(diào)節(jié)有功、無功潮流，減少分布式發(fā)電與儲能裝置并入配網(wǎng)的電能變換環(huán)節(jié)，使配電系統(tǒng)更加安全、高效、綠色。

四是管理智能化。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將會提升配電設(shè)備智能管理水平和電能利用效率，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備數(shù)字化、小型化、集成化，實(shí)現(xiàn)減少傳統(tǒng)配電設(shè)備的占地面積和損耗，支撐配電網(wǎng)的節(jié)能降碳。

新型配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

新型配電系統(tǒng)面臨管理和技術(shù)的革命，涵蓋從電工基礎(chǔ)材料、裝備到配電網(wǎng)調(diào)度控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，可分為分布式電源與微網(wǎng)技術(shù)、源荷互動技術(shù)、直流配電技術(shù)和數(shù)字化管理技術(shù)。

分布式電源與微網(wǎng)技術(shù)的核心是將風(fēng)力、光伏等新能源發(fā)電和儲能系統(tǒng)有機(jī)融合，構(gòu)建離、并網(wǎng)型區(qū)域微網(wǎng)為負(fù)荷供電，并實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)間的靈活互動、協(xié)同運(yùn)行。

源荷互動技術(shù)是指新能源發(fā)電處理動態(tài)變化時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)源荷平衡關(guān)系，動態(tài)調(diào)節(jié)可控負(fù)荷消耗的電力，基于信息技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)動態(tài)平衡的目的。目前，源荷不確定性的潮流預(yù)測計(jì)算方法，以及配電系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。

直流配電技術(shù)可以提升新型配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性和電能質(zhì)量，通過較少的電能變換環(huán)節(jié)接納新能源發(fā)電裝置以及向電動汽車等直流負(fù)荷進(jìn)行供電，減少了電能多級變化帶來的損耗和諧波，借助電力電子變流裝置柔性可調(diào)特性，可實(shí)現(xiàn)潮流靈活控制。

數(shù)字化技術(shù)泛指以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)為電力系統(tǒng)處理復(fù)雜場景中海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)提供了支撐，能夠?qū)崿F(xiàn)新型配電系統(tǒng)中的資產(chǎn)管理、電能質(zhì)量管理、能源管理等協(xié)調(diào)控制問題。

新型配電網(wǎng)的發(fā)展需要滿足新型電力系統(tǒng)發(fā)展的基本要求，即“安全可靠、清潔低碳、經(jīng)濟(jì)高效”，隨著其關(guān)鍵技術(shù)的日漸成熟，新型配電網(wǎng)將演變?yōu)楦黝愊冗M(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用的創(chuàng)新平臺和多種需求互動的服務(wù)平臺。