北极星输配电网讯:导读：智能配电网是智能电网的关键环节之一。作为电力传输的最后10公里，配电网担负着电力到用户分配、计量、保护的重任，也因此与售电、用电服务、分布式发电、充电桩的融入构成不可分割的联系。未来电动车、分布式能源、燃气冷热电三联供、储能技术革命均需要加大智能配电网投资。

　　但是我国电网建设曾长期“重发轻供不管用”，配电网建设相对滞后，结构不合理，供电能力不强。围绕新型工业化、城镇化、农业现代化和美丽乡村建设，终端用电负荷呈现增长快、变化大、多样化的新趋势，加快配电网智能改造升级的任务愈发紧迫。

　　智能配电网宏观政策动态：

　　2014年8月，国务院印发《关于加强城市基础设施建设的意见》，提出将配电网发展纳入城乡整体规划。

　　2015年8月31日，国家能源局发布的《配电网建设改造行动计划(2015~2020年)》明确指出，要加大配电网资金投入。目标是2015~2020年配电网建设改造投资不低于2万亿元，2015年投资不低于3000亿元，“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元。“十三五”期间年均投资预计为3400亿，较2014年将大幅增长80%。

　　2015年9月2日，国家发展改革委印发《关于加快配电网建设改造的指导意见》。

　　2016年6月29日，国家能源局委托中电联专家组对《甘肃省配电网建设改造“十三五”规划》进行了评审。《甘肃省配电网建设改造“十三五”规划》深入剖析了“十三五”甘肃经济社会发展的趋势及配电网建设改造面临的形势和挑战，将“推动智能互联，打造服务平台”作为配电网建设重点。

　　2016年6月30日，中国社会科学院在京发布《世界能源蓝皮书：世界能源发展报告(2016)》，蓝皮书指出，配电网投资将大幅增加，配电网投建落后局面将有望得到扭转。

　　2016年1月22日，南方电网公司组织召开加快配电网建设改造行动宣贯交流会议，进一步贯彻落实国家加快配电网建设改造要求，宣贯公司配电网发展政策、配电网建设改造主要方向、内容以及实施计划等，并通过现场座谈加强内外交流，为公司电网建设发展建言献策。据悉，公司配网发展的总体目标是：到2020年，建设安全可靠、经济高效、结构合理、适度超前、智能环保的配电网。

　　2016年2月国家电网公司接受采访表示：随着新型城镇化、农业现代化的深入推进，新能源、分布式电源，以及电动汽车等多元化负荷的快速发展，加快城乡配电网建设改造，实现传统配电网向智能配电网转型升级的任务日益紧迫。提倡推动智能互联，打造服务平台。满足新能源、分布式电源并网，建设用户智能友好互动工程。

　　2016年6月13日，由北京电力公司组织编制的《国网北京市电力公司智能配电网建设改造技术细则》顺利通过了专家评审。这标志着北京公司已经建立了智能配电网建设改造技术标准支撑，北京智能配电网建设发展有了高标准、高起点的清晰“路线图”。下一步，北京公司将以《智能配电网建设改造技术细则》为标准，积极推进首都智能配电网建设，促进配电网建设运维和优质服务水平全面提升。

　　政策支持力度不断加大，智能配电网设备市场看好：

　　智能馈线终端重合器和继电器

　　用基于微处理器的智能继电器和重合器来替换基于电子机械的保护控制系统是智能电网发展的必然过程。预计到2030年，70%的馈线都将配备智能继电器和重合器。

　　在馈线首末端用智能电子设备替换传统的机电式继电器保护和控制设备具有如下优点：

　　1、测量仪器能够持续地对测量值(电流、电压等)进行监测分析，能及时处理测量信息并计算出有用数据(如到故障点的故障距离)。

　　2、能将IEDs测量或计算出的数据通过基于工业标准协议的通信系统传送给外部或者用户。

　　3、具有自我检测能力，使得IEDs能够检测自身的内部故障并及时通知工作人员进行维修，从而避免系统发生故障而设备拒动的情况。

　　4、可存储多种运行方式，可按要求将负荷切换到最佳的运行方式。这种功能在智能配电系统中非常重要，尤其是含高渗透率DER的网络或者频繁重构的配电网。

　　5、功能多样化。绝大部分的IEDs都将多种功能封装在一个设备中。比如说，一个继电保护的IED就具有快速过电流保护、自动重合闸、馈线保护，还有测量和监测设备环境的功能，这些功能都集成到一个设备中了，从而减少了设备内部的绕线和控制板体积。

　　智能线路开关

　　智能配电网中包含了大量分布在配电网馈线重要位置上的智能线路开关。这些智能开关将支持配电网实现“自愈”功能。同时，它也支持馈线终端实现满足分布式发电与负荷平衡需求的最优网架重构。智能开关具有如下主要特征：

　　1、具有工业标准的通信系统，用于支持远程控制和数据获取功能。出于远程控制和数据获取的目的，智能线路开关将支持信号传回配电控制中心。该开关也支持与其他智能设备(如其他智能开关、开关电容器、分布式电源等)进行点对点通信。该功能使得线路开关可以全面支持分布式、多代理、自治式的对等控制。随着智能分布式控制的逐渐成熟，我们期待自治式、分散式控制不仅仅用于自动存储，而且还能用于电压/无功优化、DERs协调控制。其中，鲁棒性好、可靠性高的通信系统是实现上述目标的必要条件。

　　2、每个智能线路开关必须包含一个独立的本地控制器，以获取本地数据，实现自动开关。

　　3、智能线路开关和相关的控制器必须支持“双向”操作，可检测潮流流向，并根据潮流流向进行响应：当潮流流向变电站时，它必须有相应的时间配合曲线(Time coordination curve,TCC)，而当潮流流向相反时，必须有另一个对应的TCC。对于配电网馈线的重构(在智能配电系统中经常发生)以及可能出现潮流逆流的配电网(例如含高渗透率DERs)中，双向操作能力非常必要。

　　4、同时支持单向操作(只对需要跳闸相跳闸)和三线操作(三相同时跳闸)。单向重合器只把故障相线路断开，避免中断非故障相的电力供应。如果分布式发电设备在智能线路开关的下游(远离变电站)，其单相跳闸的功能将被禁用，以避免对发电机造成损害。预计到2030年将会有25%的配网馈线会加装智能线路开关。

　　静止无功补偿器和短路电流限制器

　　电力电子技术不仅可以为用户提供稳定的电能，还能同时实现频率、相位、电压等的灵活控制。静止无功补偿器、短路电流限制器就是配网中的两个典型电力电子装置。

　　分布式电压/无功控制设备

　　电压和无功控制并非新概念，所有的配电系统均需要电压和无功控制，以维持母线电压水平，保障较高的功率因素。尤其是目前，电力公司正在采取措施提升电网运行效率、资产管理水平，此时的电压/无功控制技术就更加重要了。

　　配电系统的控制器通常采用“独立模式”，即控制器只根据其设备自身的测量信息动作。近年来，随着配网馈线的频繁重构、并网新能源功率波动的影响，在这种动态环境下，电力公司就不得不考虑效率、线损、稳定性这些过去不那么严重的问题。曾经普遍采用的“独立模式”的控制器无法满足新形势下的需求了。因此，必须研发新技术、新设备，要求能根据环境变化，动态协调不同类型的电压/无功控制设备。

　　智能逆变器

　　逆变器是将直流电能变换为交流电能的设备。逆变器是光伏发电系统中最为复杂的设备，是系统中成本第二高的设备，同时也是系统中最脆弱的环节。光伏电池板一般非常坚强可靠，有长达25年的使用寿命，而逆变器的寿命一般不超过10年。

　　智能变压器

　　传统变压器在轻负载下的效率很低，有液体介质泄漏的隐患，并且只有升/降压这一单一功能，不能提供实时电压调节和系统监控的功能。同时，它们不能通过单相电路提供三相电能，不能部分拆开逐个修复。未来配电变压器将作为分布式电源的接口，能接入储能，能接纳电动汽车，采用电力电子器件替代传统配网变压器的设备。

　　多功能固态开关系统

　　多功能固态开关设备(solid-state switchgear system)，在国内常被称为能源路由器，用于替换传统配电网开关，是用于配电自动化的典型智能电子设备。

　　本地能源网络控制器

　　当前能源网络的结构正向智能电网和低碳发电、本地能源网络(Local energy networks,LENs)和电力交通相结合的方向发展。LEN包括终端用户的能源服务设备，分布式发电，本地储能，基于建筑、校园或社区层面的需求侧响应功能。分布式、集中式的控制结构决定了LEN和配电网、大电网之间的交互关系，而系统的整个布局则能够促进基于这两种控制结构的高度交互的网络的发展。这些结构有利于整合连接在高压电网中的集中式发电电源。特别地，这种结构使得不太可控的可再生能源发电，如风电、光伏和一些起平衡作用的电源互联起来了。

　　预计到2030，10%的既有馈线和25%的新建馈线将包含LEN控制器。

　　住宅EMS系统

　　住宅EMS包括居民EMS和智能家居设备(Intelligent home device,IHD)。除此以外，系统还可以根据预先设定的计划，按用户的喜好对负荷或其他自动化设备进行管理。

　　电动汽车充电设施

　　曾经，电动汽车主要由库仑科技、ECOtality公司、银泉网络公司等充电站运营商采用封闭、专门的充电网络为其服务。现在，国家、地方都在采取积极措施鼓励充电设施的新建、扩建，此举有利于全面推动电动汽车的大规模应用，有利于培育新的技术增长点和一批高科技民族企业。例如，许继集团公司就在这股浪潮下迅速发展成为国内目前唯一能够成套提供“充、换、储、放”一体化设备的制造商。

　　电能存储

　　以铅酸蓄电池为代表的电储能系统广泛应用于不间断供电的住宅区、商业区和工业区。商业和工业用储能系统可以以75%的效率提供长达8小时的连续电力，并且具有高达5000次循环周期的使用寿命。往宅区储能系统一般具有以75%的效率连续提供2小时电能的能力，也具有5000次循环周期。

　　传感器

　　配电用传感器技术一直在不断发展，传感器的大量应用提高了系统的可靠性和资产管理水平。一些即将进入配电网应用的传感器如下：

　　1、线路绝缘子传感器。线路绝缘子传感器并不是新技术，但在未来将会有新的用途：监测配电网中的线路电流、节点电压，监测配电网馈线，还可以监测开关电容器、馈线电压调节器、配电线路自动开关。在其高级应用中，还可以与变电站配合起来。

　　2、带电流电压监测功能的绝缘子。线路绝缘子传感器实际上是带电流电压监测功能绝缘子的扩展应用，这些绝缘子也能起到类似于支柱绝缘子的功能。

　　3、肘式电压电流监测器。Lindsey制造公司生产的肘式电压电流监测器可以安装在变压器和开关的末端。

　　智能配电网投资前景分析：

　　过去中国电力投资更为重视发电侧，电力投资中约60%用于电源，40%用于电网。2010年以后电网投资占比出现大幅上升，投资比重达到60%，电源投资占比下降到40%。但是，与输电网络相比，中国配电网投资和建设相对落后。总体上，我国目前电网投资仍以输电侧投资为主，尤其是基于特高压的投资。

　　未来，电网会更加注重配网侧和用户侧，智能配电网的建设亟待引入新技术设备来提高配网的经济性、可靠性、稳定性、安全性、交互性。电动汽车、分布式能源、燃气冷热电三联供、储能技术革命均需要加大智能配电网的投资，为适应未来能源消费革命、技术革命和体制革命，智能配电网投资势在必行。