智能配电网建设技术发展趋势

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1、 1 2主要问题及原因分析 3发展趋势与研究方向 1.11.1 智能配电网概念及内智能配电网概念及内涵涵 发电厂变电站 清洁能源 大用户 居民用户 微网 输电网 配电网 目标 安全 可靠 经济 高效 互动 清洁 1.21.2 国外智能配电网建设现国外智能配电网建设现状状 新加坡“花瓣”状网架：可靠性高，可扩展 性好。 东京架空线网架：可靠性高，线路负载率 高，投资低。 工业发达国家的配电网架比较完善，普遍配备了配电管理系统（DMS)、停电管理系统 （OMS)；近年来高级量测体系（AMI）以及先进配电自动化（ADA）等也得到广泛的应 用；分布式电源发展迅速且大都从配电网侧接入，成为智能配电网的重

2、要组成部分。营配互 动、用户参与的用电格局已经形成。 1.31.3 国内智能配电网建设现国内智能配电网建设现状状 客户服务营销系统地理信息生产地调EMS用电信息 配电网故障抢修指挥 基于IEC61968的信息交互总线 主站系统 信息集成 通信网络 终端设备 一次设备 1.31.3 国内智能配电网建设现状国内智能配电网建设现状（续续） 【配电自动化方面配电自动化方面】 国网公司管辖的312个地市中，总共约有120个地市（不包含县）建设了配电自 动化系统，其中由国网公司正式批复的项目为84个，通过工程验收71个。南方电网 也在广州、深圳等20多个城市开展了配电自动化建设。两网建设的配电自动化系统

3、在运行监视、故障处理、信息交互、多方式通信以及分布式电源并网控制等方面均 取得了突破和实际应用，对于配电网生产指挥和运行调度发挥了重要作用。 【 配电自动化建设特点 】 全标准规范体系指导 高效灵活的信息交换 多种通信手段综合运用 系统应用更加注重实用 同步开展运维体制建设 1.31.3 国内智能配电网建设现状国内智能配电网建设现状（续续） 信息流的贯通 业务流的协同 主动化/标准化抢修 多种抢修手段综合利用 【配电生产抢修指挥方面配电生产抢修指挥方面】 截止到2015年底，国网公司在26个省（直辖市）的100多个地区开展了配电 生产抢修指挥平台建设，南方电网同步在广州、东莞、汕头等地开展了用

4、电调度技 术支持系统建设。在业务上实现了运检、调度以及营销部门间的抢修业务流的贯通， 解决了工单合并、故障研判以及现场抢修指挥互动等问题。 1.41.4 国内智能配电网取得成国内智能配电网取得成效效 指标建设前建设后 供电 可靠性 99.96%99.99% 电压 合格率 99.90%99.95% 信息化 完整率 90.0%99.5% 网架 联络率 97.89%100.00% 倒闸操作时间 56.83分钟10.86分钟 非故障区恢复供电 26.92分钟3.94分钟 抢修到达时间 33.93分钟24.52分钟 故障处理方面 供电可靠性 配调业务效率 配网基础设施水平 信息化互通水平 配电网管理方面

5、 1.51.5 国内外配电网建设与运行情况对国内外配电网建设与运行情况对比比 国家配电网发展水平运行效率 中国环网结构，辐射运行 可转供单一，设备运行效率低； 配电自动化覆盖率低。 日本多区间、多分段结构，并列运行 配电网可靠性高，电网运行方式灵活 ， 设备运行效率高； 配电自动化覆盖面高。 新加坡花瓣型网状结构，并列运行 配电网可靠性高，电网运行方式灵活 ， 设备运行效率高； 配电自动化覆盖面高。 德国网架成熟，分布式电源多 配电网可靠性高， 分布式电源接入成熟度高。 目录 1智能配电网建设现状 2 3发展趋势与研究方向 2.12.1 一次网架薄弱问题依然存一次网架薄弱问题依然存在在 目前，

6、我国配网网架结构依然薄弱，而且城网和农网差距明显，城 市电网的发展不平衡，农网的问题突出。10kV线路仍有近一半未实现互 联，农网互联比例仅为城网的1/3。配电设备水平参差不齐，且设备利 用率低，因而制约了配电网供电可靠性的提升。 2.22.2配电网的电源点布点不配电网的电源点布点不足足 多年来，全国几乎所有大中城市夏季负荷高峰年年增长，不少配电 网主设备严重过载；同时，随着农村城镇化建设的全面推进，用电负荷 快速增长，农网一些线路的“低电压”问题时有出现，在春灌秋收、逢 年过节等时段尤为明显。造成这些现象的原因之一就是变电站数量较少 或布局不合理、变电站容载比偏低、导线截面小等原因。 2.3

7、2.3配变台区建设手段落配变台区建设手段落后后 设备种类多，运维困难：传统的配电 台区安装有配电变压器监测终端、电能表、 负荷控制终端、集中抄表器、负荷测录仪、 谐波监测仪、无功补偿控制器等一种或多 种终端设备，因而有些台区多种设备安装 凌乱、品种繁多，给安装、调试和日后运 维都带来困难。 1配电台区设备种类多、产品厂家繁杂、设备质量参差不齐，建设及运维 难度较大； 2农村区域经济发展不平衡，农网配电台区重过载和轻载问题交叉并存； 3农网配电台区早期建设标准较低，设备老化问题严重； 4农网配电台区无功补偿覆盖率尚不完全，无功补偿设备利用率较低。 2.42.4低电压问题没有根本解低电压问题没有根

8、本解决决 部分地区的“低电压”问题较为严重，仍存在847万“低电压”用 户。其中，东部地区低电压用户占总用户数量比例低，主要是用电高峰 期的间断性低电压；中部地区低电压问题主要是电网建设进度落后于用 电发展的进度，导致低电压现象时有发生；西部地区多年致力于解决无 电地区供电问题，低电压问题也相对突出。 2.52.5配电自动化实用化水平不配电自动化实用化水平不高高 配电终端覆盖率低配电终端覆盖率低，规模效应不明规模效应不明显显 数据融合不充分数据融合不充分，主站应用不深主站应用不深入入 配电终端可靠性配电终端可靠性、易用性有待提易用性有待提升升 专业化的运维方式有待探索及完专业化的运维方式有待探

9、索及完善善 由于我国配电网规模大、范围广，配电自动化覆盖区域相对于整个的配电 网络来说比例很低（仅10%），配电自动化建设仅仅在城市核心区或有关示范 区发挥了较好的作用，但其规模效应得不到体现；GIS、PMS等相关系统系统 设计不规范且几经更新，造成接口困难，数据融合不充分，配电终端等下游装 置低价竞争，性能和质量问题较为严重，运维力量不足和运维手段匮乏的矛盾 日益凸显，专业性运维亟待解决。 主要主要 问题问题 2.62.6 国内智能配电网建设的关注国内智能配电网建设的关注点点 配电网架及设备的改造与完善 加速扩大配电自动化终端的覆盖面 配用电信息融合与综合应用 配电数据的分析与应用 分布式电

10、源接入、控制与消纳 配电一/二次设备的集成与融合 配电网经济性运行（节能与能效管理） 优化电网结构、合理布局 充分利用已有设备，提高输变电设备利用率 提升供电能力和可靠性 实施差异化规划，提升配电网经济性 1 2 3 4 5加强电网技术改造，治理电网安全隐患 2.72.7 一次网架和设备改造原一次网架和设备改造原则则 2.82.8把握配电自动化建设的四个要把握配电自动化建设的四个要素素 目录 1智能配电网发展现状 2主要问题及原因分析 3发展趋势与研究方向 3.13.1配电网的发展环配电网的发展环境境 国家政策支持 2015.9.26 谋共同 永续发展 做合作 共赢伙伴： 倡议探讨构建全 球能

11、源互联网， 推动以清洁和绿 色方式满足全球 电力需求。 2015.8.31 国家能源局配 电网建设改造 行 动 计 划 ： 2015-2020年， 配电网建设改 造投资不低于2 万亿 元。 2015.9.2 发改委关于 加快配电网建 设改造的指导意 见： 城市供电 质量达国际先 进水平，城镇 提高供电可靠 性，乡村保障 农业民生用电。 2015.3.15 国务院关于 进一步深化电 力体制改革的 若干意 见： 强调电力体制 改革的总体思 路、基本原则 及组织实施方 法等。 3.23.2配电网的发展环境配电网的发展环境（续续） 2015年3月15日，国务院发布关于进一步深化电力体制改革的若干意 见

12、，这将对我国配电网运营格局以及智能配电网的发展产生重大影响。 3.33.3配电网的发展环境配电网的发展环境（续续） 指标201420172020 供电可靠率%99.3599.6999.82 年均停 电时间 h 572715.7 配电自动 化覆盖率% 204090 配电通信 网覆盖率% 406095 智能电 表覆盖率% 608090 2015年8月31日，国家能源局发布配电网建设改造行动计划， 加快推进配电网建设改造。 配电网建设改造主要指标 优质 可靠 提高供 电能力 简洁规 范网架 节能 环保 可观 可控 建 设 目 标 3.43.4信息化新技术应用行动计信息化新技术应用行动计划划 2015

13、年9月22日，国家电网发布信息通信新技术推动智能电网和“一强 三优”现代公司创新发展行动计划，推进“云大物移”（即：云计算、大数 据、物联网和移动互联）等新技术在智能电网中的创新应用。 关键技术 基础平台 重点应用 六年计划2020年 大数据云计算通信与网络 大数据云计算移动应用配用电通信 输变电智能化智能配用电源网荷协调优化 智能调度控制信息通信企业经营管理 充分利用配电网的可控资源，研究可以实现电网侧的协同规划、全面 感知、主动管理、控制、服务，负荷侧的主动响应和发电侧的主动参与的 核心技术，实现智能配电网灵活、可靠运行目标。 可控资源（电源） 分布式能源 冷热电联供 储能系统 目标 源网

14、荷协调优 化规划 高电能品质 高运行可靠性 清洁能源的高 渗透率接入 装置和 系统 协同 规划 主动 服务 主动 控制 主动 管理 全面 感知 可控资源（客户） 达成补偿协议的可控负荷可中断负荷可控的电动汽车充放电设备 3.53.5前瞻性技术研究目前瞻性技术研究目标标 3.63.6智能配电网关键技术研究总体框智能配电网关键技术研究总体框架架 协调规划 全面感知 主动控制 主动管理 主动服务 主动响应 智 能 配 电 网 关 键 技 术 框 架 配电网规划技术 配电网监测、预测技术 分布式电源控制技术 网络结构控制技术 多级能源协调控制技术 自愈控制技术 储能技术 交直流混合电网运行技术 电能质

15、量控制技术 经济运行分析技术 节能高效运行技术 信息与通信支撑技术 需求响应、需求管理技术 微电网与配电网互动技术 多微电网集群控制技术 源/网/荷/储协调优化调度技术 主/配网的协调与优化调度技术 3.73.7主动配电网技主动配电网技术术 智能配电网的发展需要考虑极端事件下多重故障发生的可能性及 其防御措施； 在现有故障自愈等智能配电网技术的基础上，需要进一步研究快 速恢复技术； 结合弹性电网的思想，在一次系统和二次设备以及控制软件方面 对配电网进行全面提升。 抵御抵御恢复恢复 3.83.8加强配电网的加强配电网的“弹性弹性”适应能适应能力力 3.93.9关于信息物理融合系统关于信息物理融合

16、系统（CPS) ) 信息物理融合系统（Cyber Physical Systems，简称CPS）包含了 将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程， 使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能。它注重计 算资源与物理资源的紧密结合与协调。 CPS是在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的可 控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影 响的反馈循环实现深度融合和实时交互增加或扩展新的功能，以安全、可 靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体。 CPS尚是一个崭新的研究领域尚是一个崭新的研究领域，其定义还在不断发展和完善之中其定义还在不断发展和完善之中。 作为下一代电力系统的基本架构，电力CPS将具备智能电网的全部特 征和各种功能，如支持可再生能源及分布式电源、具有高可靠性和安全性、 支持用户侧参与等。 另一方面,作为未来统一CPS的子系统，电力CPS必须能够实现计算、 通信、传感、控制和电力系统的无缝集成