智能配电网在能源转型中的创新与挑战

在2019年天津市电源学会举办的新能源并网及直流配用电技术研讨会上，天津大学电气自动化与信息工程学院的王成山教授分享了关于“能源转型下智能配电网的发展思考”。随着我国能源结构的深刻变化，电力需求呈现出显著特征：高比例的可再生能源装机，预计到2030年可再生能源装机占比将超过60%，全社会用电量将持续增长，电动汽车保有量也将大幅增加，推动终端电能比例提升。这些变化对电力生产和使用流程提出了新的挑战。 电力生产中，传统的火电和核能将与水电、风电、光伏等清洁能源并存，而配电网将面临从单一放射状网络向多端互联、多层、多级、多环、多态复杂网络的转变。这一变革旨在适应高比例清洁分布式电源接入，包括交流与直流配电形式的混合，以及更高效、可靠的转供手段。新技术如分布式发电、储能技术、综合能源技术和可调度负荷管理等将融入配电网，提升能源利用效率。 在配电网结构上，王成山强调了三次交易网络的重要性，即一次传输网络（物理设备）、二次信息网络（数据通信）和三次交易网络（能源交易），这将促进电力市场的开放竞争。同时，高级量测、信息通信技术和大数据分析等先进技术的应用将使得配电网实现智能化，例如智能楼宇、智能家居等负荷管理，以及电动汽车的充放电设施。 然而，这些变革也带来了复杂性，包括多样化的负荷类型（交流、直流、冷热负荷）、能源清洁化、电力电子化和信息化的交织，以及系统特性的互动化。配电系统的发展不再仅仅是技术驱动，而是需求与技术进步共同作用的结果。 未来的配电系统构架设想中，电力配送层将分为用户层、低压配电、高压配电和中压配电等多个层次，每个层次都将集成智能化解决方案，如柔性配电、固态变压器和有源滤波器等，以满足不断增长的复杂电力需求。 总结来说，王成山的演讲深入探讨了在能源转型背景下，智能配电网如何通过技术创新和需求导向来应对挑战，以确保电力供应的安全、可靠和高效。这是电力行业未来发展的重要议题，预示着我国电力系统将朝着更加灵活、智能化和可持续的方向迈进。