配電網(wǎng)有主動和被動之分，目前大都是被動的，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)才是配電，電氣行業(yè)優(yōu)先考慮的問題，主動配電網(wǎng)的實現(xiàn)將會給供電部門，以及終端用戶節(jié)省更多資源，減少不必要的損失，提供更多的方便。

一、為什么要發(fā)展主動配電網(wǎng)?

布式電源大量進入配電網(wǎng)，到一定程度，傳統(tǒng)配電網(wǎng)將面臨“電流倒送”危險。提及主動配電網(wǎng)的研究，有必要先認識一下配電網(wǎng)的概念和分布式電源的特點。

配電網(wǎng)，指的是在電力網(wǎng)中起分配電能作用的網(wǎng)絡。打個形象的比喻，如果把電網(wǎng)主網(wǎng)比作人體的“主動脈”，那么，配電網(wǎng)就是四通八達的“毛細血管”，用戶則處于這些毛細血管的最末端。

電由大型發(fā)電廠發(fā)出，流經(jīng)主網(wǎng)，通過配電網(wǎng)送到用戶，就如血從心臟流出，流經(jīng)主動脈，通過毛細血管輸送至全身一樣。電流自上而下流動，就如同大河衍變成小河，再從小河衍變成小溪。

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中，線路選型、設備選型、相應的繼電保護、潮流控制、計量，考慮的都是單方向流動的特點。

分布式電源的出現(xiàn)，使得用戶可以不再被動地接受電網(wǎng)輸送的“血液”補給，而是具有了“造血”的能力。但隨著分布式電源不斷增多，“造血”的量不斷增加，其分散性、不穩(wěn)定性、間歇性的特點，則使得這些新造“血液”不能平緩、定量、持續(xù)地輸入“毛細血管”。當分布式電源增多到一定的程度，就會影響傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特性。這意味著，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護、控制策略將失效，電網(wǎng)的供電可靠性將受到影響。

根據(jù)國外的經(jīng)驗，分布式電源接入容量原則上不超過配電網(wǎng)容量的30%，否則，電流可能產(chǎn)生倒送，有些保護和控制就會誤動。為對日益增長的分布式電源加以有效控制，主動配電網(wǎng)的研究被提上日程。

二、什么是主動配電網(wǎng)?

主動配電網(wǎng)是內(nèi)部具有分布式或分散式能源，具有控制和運行能力的配電網(wǎng)。

1、配電網(wǎng)的概念出現(xiàn)了外延，隨著分布式發(fā)電和可再生能源并網(wǎng)的增加，能量的雙向流動成為趨勢，用戶對電能質(zhì)量、安全性和可靠性要求更高，通過需求側(cè)管理協(xié)調(diào)當?shù)啬茉垂芾硪约胺植际桨l(fā)電、可再生能源同大規(guī)模集中發(fā)電的有效整合。

隨著電動汽車和充電站的增加，配電網(wǎng)的概念也出現(xiàn)了外延：充電設備普遍功率較大且可能產(chǎn)生諧波污染，不同于一般的商業(yè)或居民用電負荷。發(fā)展充電網(wǎng)絡不僅是建設充換電站與充電樁，還必須配套開展配電網(wǎng)的升級改造，才能滿足配電網(wǎng)安全和電能質(zhì)量的要求。充電網(wǎng)絡運營管理平臺一方面把電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響降到最低，提高系統(tǒng)整體效率;另一方面通過峰谷電價機制，降低用戶用電成本支出。

因此，未來配電網(wǎng)的功能是將電源和用戶需求有效連接起來，允許雙方共同決定如何最好地實時運行。而要達到這一要求，控制水平就要遠高于目前配電網(wǎng)的水平，這包括：潮流優(yōu)化、電壓控制和保護技術(shù)，以及比目前配電網(wǎng)擁有更多的傳感器和自動裝置。

2、主動配電網(wǎng)的概念， 主動配電網(wǎng)是分布式電源高度滲透、功率雙向流動的配電網(wǎng)絡。高度滲透指接入的分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的潮流、短路電流產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的規(guī)劃設計、保護控制、運行管理方法不再有效。可以說，傳統(tǒng)配電網(wǎng)正在向主動配電網(wǎng)轉(zhuǎn)變。

隨著以風電、光伏發(fā)電等分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率日趨升高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的架構(gòu)發(fā)生了較大變化;同時，以風電為代表的新能源做為大規(guī)模間歇式能源具有較大波動性，對電網(wǎng)的穩(wěn)定安全帶來影響;還有，電動汽車的充放電對電網(wǎng)的潮流也帶來波動，等等。因此，需要對并網(wǎng)機組和充放電裝置做好監(jiān)視和控制，而這些正是主動配電網(wǎng)的功能所在。

3、主動配電網(wǎng)有四個特征，一是具備一定分布式可控資源，二是有較為完善的可觀可控水平，三是具有實現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化管理的管控中心，四是可靈活調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

“可觀性”體現(xiàn)在，主動配電網(wǎng)控制中心可以監(jiān)測到主網(wǎng)、配電網(wǎng)和用戶側(cè)的負荷和分布式電源的運行情況，在此基礎上利用態(tài)勢感知技術(shù)預測其發(fā)展狀態(tài)，提出優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略。“可控性”體現(xiàn)在對分布式電源、儲能、負荷等的靈活有效控制上。當優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略制定出來以后，通過控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)有效的執(zhí)行。

通俗地講，主動配電網(wǎng)有更大的可觀測范圍，能掌握更多信息。目前對電網(wǎng)的監(jiān)測范圍只能到配電網(wǎng)，沒有辦法知道用戶更多的實際用信息，比如說，有沒有使用空調(diào)、安裝光伏，有哪些重要設備，更不可能知道用戶的用電行為習慣，什么時候洗衣服、開空調(diào)……主動配電網(wǎng)卻可以知道這些信息，進而主動服務用戶，滿足用戶的需求。

它通過自動采集到的信號，進行數(shù)據(jù)分析掌握相關(guān)信息，為用戶提供最優(yōu)方案。供電企業(yè)事先可以將網(wǎng)絡和負荷準備好，提醒用戶在合適的時機選擇用電等。用戶可以隨時查詢到實時的電價，來調(diào)整用電行為，節(jié)省電費支出，還可以查詢到周邊分布式電源有哪些，自主選用，實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的電力資源最優(yōu)分配等。

主動配電網(wǎng)的“主動”,還體現(xiàn)在對有可能出現(xiàn)的危險進行預判，并制定一定應對策略，通過控制中心有效執(zhí)行，而不是像傳統(tǒng)配電網(wǎng)只能在故障發(fā)生后才被動地采取措施。

這里舉一個簡單的例子。當即將遭遇暴雨時，哪些線路有可能遭遇雷擊，可以通過控制中心對電流進行控制，使其繞過這些線路，防止大面積停電的發(fā)生，這需要用上一項關(guān)鍵技術(shù)——態(tài)勢感知技術(shù)。

主動配電網(wǎng)核心內(nèi)容之一是使配電網(wǎng)具有更高的供電可靠性，具有自愈(重構(gòu))功能，最大限度減少供電故障對用戶的影響。由此我們可以推論：解決當前供電可靠性不足和提高電能質(zhì)量是配電網(wǎng)未來的發(fā)展重點。

無疑主動配電網(wǎng)能夠承擔起這項功能，但必須看到，隨著新能源的接入、電動汽車和充電站在未來環(huán)境改善中扮演越來越重要的角色，現(xiàn)有的配電網(wǎng)已經(jīng)變得越來越復雜，其控制保護早已區(qū)別于傳統(tǒng)意義的配電網(wǎng)，配電網(wǎng)的發(fā)展正在向“主動配電網(wǎng)”邁進。

三、主動配電網(wǎng)發(fā)展方向

配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢是：強調(diào)引入分布式能源之后的雙向潮流狀態(tài)下的穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量;強調(diào)用戶交互，隨著測點增多和實時性要求，后臺軟件將面臨真正海量數(shù)據(jù)，移動互聯(lián)技術(shù)更使得巡視、維護、檢修與遠程辦公融為一體(主動配電網(wǎng))。

配電網(wǎng)未來的方向是：分布式智能微電網(wǎng)和配電網(wǎng)的融合交叉;環(huán)形配電網(wǎng)絡(繼電保護的革命);直流配電網(wǎng)和交直流混合配網(wǎng)。具體方向如下：

1.加強監(jiān)控。采用更加經(jīng)濟、可靠、先進的傳感、通信和控制終端技術(shù)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行狀態(tài)、資產(chǎn)設備狀態(tài)和供電可靠狀況的實時、全面的監(jiān)視，實現(xiàn)配電網(wǎng)的可觀測性。

2.提高可靠性和電能質(zhì)量。研究智能配電網(wǎng)控制理論和方法，實現(xiàn)電網(wǎng)自愈控制;研究分布式電源并入配電網(wǎng)運行控制與保護技術(shù)，優(yōu)化發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)調(diào)度;研究利用電力電子技術(shù)，實現(xiàn)電能質(zhì)量控制和電能的靈活分配，降低損耗、提高供電可靠性和電能質(zhì)量。

3.國家電網(wǎng)公司對主動配電網(wǎng)的定位：以覆蓋全部配網(wǎng)設備為基本考慮;以信息資源綜合利用為重要手段;以配網(wǎng)調(diào)度/生產(chǎn)指揮為應用主體;以提高配網(wǎng)管理水平為主要目的。

四、配售電領域放開催生主動配電網(wǎng)

之所以要發(fā)展主動配電網(wǎng)，是氣候變化、配售電開放、服務質(zhì)量、監(jiān)管多方面因素發(fā)生變化的共同結(jié)果。

主動配電網(wǎng)即內(nèi)部具有分布式或分散式能源且具有控制和運行能力的配電網(wǎng)。它包含了三方面的愿景：

一、在主動配電網(wǎng)中，隨著分布式發(fā)電的發(fā)展和電力市場的建立，將出現(xiàn)一批售電公司，分為：負荷、發(fā)電和發(fā)用聚合體，組織起來參與電力市場，提供電能和輔助服務;

二、作為聯(lián)結(jié)用戶與輸電網(wǎng)的重要配電基礎設施，不僅承擔確保配電網(wǎng)安全運行的配電調(diào)度員的職責，還將肩負使得用戶可以方便參與電力市場買賣電能、協(xié)調(diào)控制分布式發(fā)電的重任，即使市場的經(jīng)營者;

三、主動配電網(wǎng)的目標是在確保電網(wǎng)運行可靠性和電能質(zhì)量的前提下，增加對現(xiàn)有配電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的容納能力。

主動配電網(wǎng)包含三大要素：主動管理、控制、規(guī)劃與服務;可控資源;配電網(wǎng)基礎設施。它們之間又有著千絲萬縷的聯(lián)系。

主動管理、控制、規(guī)劃與服務包含了資產(chǎn)管理、保護和控制、自動化、信息通信技術(shù)等內(nèi)容;而可控能源則又包含了分布式能源、靜止無功補償器、需求響應及發(fā)用電聚合體等內(nèi)容;配電網(wǎng)基礎設施則包含一次設備和二次系統(tǒng)，其中一次設備包含電纜、直流配網(wǎng)和新材料，二次系統(tǒng)則包含自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和保護系統(tǒng)等內(nèi)容。

主動配電網(wǎng)的核心理念是充分利用主動配電網(wǎng)的可控資源，研究可以實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)的主動規(guī)劃、管理、控制與服務、負荷側(cè)的主動響應和發(fā)電側(cè)的主動參與的核心技術(shù)(裝置與系統(tǒng))，變被動接受為主動利用，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的運行目標。

五、主動配電網(wǎng)的投資分析

主動配電網(wǎng)對傳統(tǒng)的配電網(wǎng)提出了新的要求：如在電壓控制、繼電保護、短路電流限制、故障定位與隔離、分布式電源調(diào)度管理等方面。

主動配電網(wǎng)的建設目標包括三個方面：降低損耗、保證電能質(zhì)量和供電可靠性。由于電能質(zhì)量與損耗是相互的，損耗往往伴隨著電壓質(zhì)量的下降，因此，主動配電網(wǎng)的目標就是提高電能質(zhì)量和提升供電可靠性。

節(jié)能和智能是電網(wǎng)持久的話題，電網(wǎng)公司對供電可靠性問題更加關(guān)注，而節(jié)能問題更多的是用戶的考慮。許多節(jié)能的前提是電能質(zhì)量的改善，我們將智能方向的考慮放在投資的首位。具體來說，提升供電可靠性包括配電設備在線監(jiān)測和配網(wǎng)自動化兩個方面:

我們預計配網(wǎng)自動化市場，2015年400億元。其中，智能化終端(FTU/TTU/DTU)預2015年達到30億元;配電網(wǎng)管理系統(tǒng)預計2015年達到20億元;其他環(huán)網(wǎng)柜、戶外柱上真空開關(guān)、智能變壓器等預計2015年達到350億元。

另一大市場是配電設備在線監(jiān)測市場，包括配電電纜(饋線)在線監(jiān)測系統(tǒng)、配電開關(guān)在線監(jiān)測系統(tǒng)、配電開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)、配電變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)和配電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)等。我們推算，配電網(wǎng)在線監(jiān)測的市場容量大約有10億元，每年會以10%左右的速度遞增。

其他可關(guān)注機會：

未來主動配電網(wǎng)值得關(guān)注的機會還有：配電網(wǎng)的整體解決方案提供、全球能源互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)概念在配電網(wǎng)中的應用、配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)、配電網(wǎng)人身安全保護、直流配電網(wǎng)及相關(guān)問題的解決方案以及儲能電池的研制和推廣等。