面向能源互联网的未来综合配电系统形态展望

未来的能源体系——能源互联网发展方兴未艾,将对未来配电网的概念、设计与规划提出新的要求。立足于国内外现有研究,提出一种对能源互联网概念的时空产业统一理解方式,提炼出能源互联网的"Single-Double-Triple"特征;并从需求分析出发,提出能源互联网下的未来配电系统概念——综合配电系统,在此基础上,合理借鉴与融合能源系统和信息系统相关技术特征,从结构形态、设备形态、控制与运行形态和产业形态4个方面展望未来配电系统形态,对结构、设备等若干细节提出了新的设计思路,并探讨其规划与可靠性等关键技术,以期为未来配电网发展提供参考。     

基于SWOT-云物元理论的城市配电网发展形态评估方法

国家电网有限公司将“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”作为战略目标,提出“不断提升绿色电气化水平”和“推动能源互联互通”等重要举措,使得具有不同经济发展路径和能源禀赋约束的城市配电网呈现出新一轮跨越式、差异化发展,研究预判这种发展形态变得十分迫切。为此,采用SWOT(strengths weaknesses opportunities threats)技术分析了表征城市配电网运行状况和未来格局特征的相关指标,从供电质量、电网结构、装备水平等7个方面建立评估指标体系,再利用云物元理论在配电网评估中的优点,基于形态划分标准将目标划分为示范、高级、中级、低级与初级5个形态,最后按照配电网实际发展水平由高到低选取3个代表性城市北京、苏州与衡水进行实证分析。结果表明,苏州、北京配电网同处于示范形态,但后者绿色电能消纳能力弱于前者;衡水配电网各项指标均较落后,处于中级形态。     

国内外配电前沿技术动态及发展

从配电网的发展现状、关键新技术以及未来的发展趋势等方面,对国内外配电前沿技术动态及发展进行了探讨。首先,从社会、经济宏观比较人均负荷指标和供电可靠性等多方面指标,简要对比分析了国内外配电网的发展现状,总结了我国配电网存在的突出问题,并针对性地给出具体改进建议。其次,探讨了主动配电系统技术、能源互联网、能源信息物理系统等未来配电系统的关键新技术,总结了当前研究热点问题和产业发展动态,并展望了潜在的前沿问题。最后,结合CIGRE SC6的最新动向,进一步提炼配电系统发展趋势,提出配网改造建设的总体发展建议。     

能源互联网视角下的未来配电网发展

为适应能源互联网的发展,传统意义上传输电力的配电网将发展为具有承担电、气、冷、热等多能量相互转化、替代与利用功能的新型配电网络。通过分析能源互联网的特征、发展现状及其对未来配电网发展形态的影响,结合配电网发展各个时期特征及电网发展现状,对面向能源互联网的未来配电系统发展形态、驱动因素和演化路径进行了展望。将配电网的发展划分为4个阶段,提出了未来配电网的发展目标、发展路径和重点任务。在此基础上,为了能够综合评估配电网的发展阶段和水平,统一协调整合可调动的能源资源,提出了面向能源互联网的未来配电系统综合评估体系和方法,使得能源供应能够更广泛地满足市场的消费需求。     

蜂巢配电网的构建过程及优势分析

随着可再生能源的发展,广泛接入的波动性能源使得配电系统必须实现互联互通,蜂巢结构的互联配电网形态显示出来巨大优势。首先分析了蜂巢配电网的基本形态以及拓扑结构,阐述了蜂巢配电网的由点到线再到面的构建过程以及用到的柔性互联装置等关键技术,最后分析了互联的蜂巢配电网在未来电网构建中的经济性与高效性,从而说明了建设互联互通蜂巢配电网的可行性,并对未来互联互通配电网的发展进行了前景展望。     

主动配电系统规划和运行中的重要问题

介绍了主动配电系统的概念及发展,重点分析了主动配电系统技术的未来发展趋势,从规划和运行2个方面提出需重点关注的技术方向,包括:考虑运行过程的配电系统规划、考虑负荷与分布式能源高级建模的配电系统规划模型、高渗透率分布式能源接入条件下的调度控制模型、主动配电系统的电压控制技术等。结合我国电网和经济社会情况,指出主动配电网的发展应重点研究规划方法、灵活的网络拓扑、主动控制方法、主动管理技术、用户侧需求响应和管理的双向协调整合、柔性配电和交直流混合微网技术、储能技术和电力电子智能装备等关键技术,以提升配电网调度的灵活性,提升配电网对大规模分布式能源的接纳能力。     

呈现集中-分布式形态的耦合协同型配电网架构研究

随着电力系统能源转型,未来配电系统的结构形态得到了更多的关注.首先,分析了未来配电网的发展目标和趋势,多维度比较了当前不同未来配电网设想的优劣;然后,提出了呈现集中-分布式形态的耦合协同型配电网架构,剖析了该架构在未来电网中的优势和适应性,并且初步提出了评价耦合协同型配电网的关键指标;最后,提出了耦合协同型配电网的研究框架以及需要发展的关键技术.     

“集成可再生能源的主动配电网技术与应用”专刊征稿启事

正各有关单位、专家:主动配电网是接入可再生能源等类型分布式电源的新型技术形态,对传统配电网的网架结构以及控制管理带来了新的挑战,其技术与应用的突破对于区域能源互联以及可再生能源的消纳将起到巨大的支撑作用,是未来有效应对资源、环境压力等问题,实现绿色可持续性发展的一项关键技术,具有重要的理论价值和实际意义。     

配电网形态演变下的协调规划问题与挑战

智能配电网作为面向未来的综合性电力能源服务平台,其源-网-荷形态变化愈发显著,给系统的协调规划问题带来巨大挑战。围绕智能配电网源-网-荷形态演变下的协调规划问题,剖析了配电网的形态发展驱动力构成及其作用机理,探讨了多元驱动力复合作用给规划问题带来的复杂影响。在此基础上,围绕智能配电网复杂形态特征的提取与量化、规划要素的动态聚合与分析预测、多要素影响下的复杂场景规划、多场景推演与协调决策等关键问题,对其技术内涵进行了分析与阐述,对相关技术的发展目标与未来研究方向进行了探讨与展望,以为新形势下智能配电网规划理论与技术的发展提供一些思考和借鉴。     

智能用电技术背景下的配电网运行规划研究综述

为适应大规模分布式电源、储能、电动汽车接入配电网后发电方式和用电行为的改变,智能用电技术成为当前及未来智能电网研究的趋势。基于智能用电技术的内涵及核心特征,从需求侧响应、电能质量调控、可再生能源消纳、最优潮流控制、设备利用率提升方面,综述了配电网灵活优化运行的应用需求;考虑配电网运行与规划的相互影响,从分布式电源规划、配电网规划以及储能和电动汽车规划3个方向对当前规划思路和研究现状进行总结分析。结合源网荷供需灵活互动对配电网运行规划提出的挑战和未来配电网发展趋势,提出智能用电技术背景下配电网运行规划中需要进一步深入研究的问题。     

城市能源互联网建设若干关键问题分析

随着城市信息化水平的提高和能源转型的推进,城市能源互联网已成为城市能源发展的未来方向。文章首先对城市能源互联网典型结构和运行特征进行深入分析,然后从设备、运行和管理3个方面对当前城市配电网现状进行总结归纳,从能源生产、配给、消费和管理等方面分析配电网在城市能源互联网的功能定位,提出从城市配电网向能源互联网的过渡路径,最后总结城市能源互联网建设的关键技术和核心设备。文章的理论分析对于城市能源互联网的建设具有一定的推动作用。     

高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测展望

在清洁化、低碳化和智能化的能源革命背景下,高比例可再生能源成为电力系统未来发展的一个突出特征,也导致了电力系统结构形态的巨变。文中对高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测方法进行了阐述。首先分析了电力系统结构形态的内涵及其要素,建立了其形态演化的驱动力综合模型,然后结合高比例可再生能源发展趋势,分析其对电力系统形态结构的影响,建立高比例可再生能源驱动的电力系统形态演化模型。围绕高比例可再生能源电力系统结构形态演化机理和复杂多重不确定性运行场景下的电力预测理论两个科学问题,分四个方面对其研究体系进行了详细阐述。     

征文:特别策划专题 “配电网复杂形态演变和协调规划”

配电网是面向用户电力能源供应的核心环节,也是实现电能转换和利用的重要基础设施。随着能源革命和数字革命的深度融合,配电网逐步演变为一个复杂、多维的信息物理系统,各种分布式绿色能源的消纳、电动汽车与灵活负荷的接入、多主体间市场交易互动等,均需要通过配电系统来完成。配电网规划需要考虑能源互联、市场变化等因素,关注自身复杂形态演变和新兴业务需求,并适应电力系统在技术或政策驱动下发生的剧烈变化,以适应多元要素融合下的未来能源系统绿色、高效、可靠、智能的发展趋势,并承担起新能源消纳、海量信息集成、市场交易互动、智能电气化公众服务等多重角色。     

蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路

“碳达峰、碳中和”背景下,未来新型配电系统将面临分布式电源、电动汽车等新元素的大规模接入。为了实现安全、高效、绿色、智能的发展目标,配电网可能呈现多环自相似柔性互联的“蜂巢”形态。首先,阐述了蜂巢拓扑结构在配电网中应用的优势,明确了蜂巢配电网的3个核心特征：区域自治与分层分群运行、多接口模块化设计、节点和支路的广义柔性,并结合配电网现状及发展趋势分析核心特征的构建基础;然后,总结了蜂巢配电网在规划、运行以及交叉学科方面的关键问题;最后,结合新方法、新指标给出关键问题的研究思路。文中工作为蜂巢配电网的系统研究与实际构建提供了思路和方案。     

主动配电网间歇式能源消纳及优化技术示范应用

主动配电网是解决未来分布式能源大规模接入配电网的重要技术途径,也是智能配电网发展的重要阶段。文章着重介绍了我国首个主动配电网技术应用示范工程,全面阐释了工程的总体概况、实施方案、关键技术以及社会经济效益等。该示范工程的建成及投运有力验证了主动配电网技术对于实现分布式能源高效利用和配电网经济运行的可行性和有效性,并为我国主动配电网的研究与建设提供重要参考和指导。     

面向新型城镇化的未来配电网形态研究

根据新型城镇化的内在要求,同时考虑到微电网、多能互补、需求侧资源的引入,未来配电网将全面呈现出新的格局和形态特征。从网架结构、自愈控制、能量调度、市场交易4个方面对传统配电网形态进行了总结,并在此基础上对未来配电网形态进行了展望,并提出了配电网各阶段的发展目标和相关建设指标的构想。     

产业园区综合能源系统形态特征与演化路线

梳理了典型产业园区的综合能源需求,在此基础上,分析了未来产业园区综合能源系统将呈现的典型形态,包括冷热电联供分布式能源站、园区光储微网、小水电+分散式风电、园区能源互联主动配电网和多能互补综合能源系统。然后,对产业园区综合能源系统多能互补、物理信息深度融合以及源网荷储协调互动的特征内涵进行了剖析。最后,结合我国能源和信息基础设施及能源市场等方面的现有条件,从近期、中期和远期3个发展阶段探讨了产业园区综合能源系统的演化路线。     

分布式电能存储技术的应用前景与挑战

介绍了分布式电能存储技术的发展情况,总结了分布式电能存储技术的应用场景,并从应用于配电网、微电网、可再生能源接入、用户侧4个方面进行详细分析,最后从储能性能、成套技术、协调控制、优化运行、规划设计、电力市场以及政策等不同层面探讨了分布式电能存储技术推广和发展中需要研究和解决的问题。     

交直流混合配电系统形态、控制与稳定性研究

交直流混合配电系统通过引入具有高度可控性和灵活性的柔性直流技术,从结构上改变了目前配电网的联络和供电方式,能够较好地解决目前大型交流配电网存在的各种问题,是未来配电网络的发展方向和战略选择。本文从系统形态、运行控制和稳定性三个方面,总结了交直流混合配电系统的国内外研究现状以及目前研究存在问题,最后本文展望了未来交直流配电网重点发展的关键技术。     

主动配电网及其关键技术研究

主动配电网作为配电网发展的高级阶段和智能配电网建设的重要环节,采用主动策略能够高效消纳大规模间歇式能源,与大电网形成互补,是实现我国电源结构调整和电力企业可持续发展的关键。探讨主动配电网技术的内涵,在与被动配电网对比分析的基础上,构建了主动配电网整体架构,从运行控制、市场运营和规划设计3个方面分析主动配电网的关键技术,提出了建设主动配电网的发展策略,为我国主动配电网技术的发展和推广提供了参考。