能源互联网背景下的配电系统发展分析

杨 珂

（北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，天津 300392）

0 引 言

随着我国经济的快速发展，对于能源的依赖越来越强，能源安全已经成为遏制我国经济发展的重要问题。然而，煤炭、石油、天然气等不可再生资源越来越紧张，造成的污染严重影响了人们的生活质量。因此，发展清洁能源和新能源成为未来能源发展的主要方向[1-5]。在能源革命和互联网计划的背景下，能源互联网的概念应运而生，是以互联网技术为基础，多个能源与网络输送结构结合，最终满足多元化的消费者，而形成的复杂系统结构。

1 能源互联网架构及其发展分析

为了解在能源互联网的背景下，配电系统的发展趋势，须对能源互联网进行整体的结构和特性的分析，从而掌握能源互联网的发展对于配电系统的整体影响。另外，从不同的视角而言，能源互联网对于配电系统中其他组成的影响侧重点不同，因此对于能源互联网背景下的配电系统的影响研究要进一步明确能源互联网的特征和发展趋势。

1.1 能源互联网架构

在能源互联网架构下，建立的配电系统将实现“源”到“荷”的全面优化，能够提升整个配电系统的运行效率，实现不同网络之间的连接和数据传输，最大程度上实现资源的最优配置。电力系统中的能源架构如图1所示。

图1 电力系统中的能源互联网架构

在上述的能源互联网结构中，首先出现了分布式电源，主要是水电、风电、潮汐发电等多元化的清洁能源，是能源互联网结构中的重要特征。另外，能源互联网架构下的能源输送系统，能够实现能源流和信息流的双向传输，从而构建互联网能源传输渠道。而配电网系统将实现能源的调度和调配，提高能源的利用率，实现能源的合理及时分配。

相比于传统的能源结构而言，互联网背景下的电力能源结构更加注重资源的流动性，侧重不同系统之间的互动，将会有更多的分布式能源、微电网、电动汽车以及新的储能方式出现。

1.2 能源互联网发展分析

在能源互联网的背景下，实现供给端的能源与消费者的相互流动，逐渐打破不同能源类型之间的界限，提高配电系统的利用效率，是能源互联网的目标。但是，能源互联网发展目标实现，需要经过不同的阶段。

（1）发展初期。能源互联网侧重于基础设备的建设，会出现更多的分布式能源，但仍然以传统的能源为主。

（2）发展中期。此时能源互联网的基础设备已经构建完成，进一步发展分布式能源，并开始进行资源的调度和互联网信息的管理。

（3）发展后期。能源互联网平台已经建设完成，并得到进一步的发展，更多的分布式能源已经进入市场，开启了新能源的使用模式，出现更多的智能化传输设备和技术，使得能源数据信息实现双流通。

（4）成熟时期。能源互联网的智能化平台和系统使得多元化的能源与消费者实现更高灵活度的教育，能源与消费之间实现动态的平衡。

通过对上述不同阶段的能源互联网的发展趋势分析可知，以电力系统为核心的能源互联网目前的工作重心是将我国多元化的分布式能源通过互联网技术与配电系统相互结合，实现能源与消费的进一步联系。虽然由于技术条件的限制，遏制了我国的能源互联网的发展趋势，但是随着新能源技术不断的提升，设备的成熟度进一步提高，能源互联网的应用领域和范围不断的扩大，未来能源互联网将实现不同类型系统的融合。同时，电力系统将是整个能源互联网的关键所在，是连接能源供给侧与消费者之间的桥梁。

未来能源互联网的发展将有更多的电动汽车和分布式新能源的接入，使得多元化、多种类的微电网发展迅速。未来能源互联网更加侧重市场需求，提高配电系统的效率，实现资源的最优化配置，并且对于用户的精准化、个性化服务将是未来能源互联网的工作重点。总之，未来的能源互联网通过先进的互联网技术，从而实现能源系统之间的平衡、稳定协调运行。

2 能源互联网背景下配电系统的特征

在能源互联网背景下，配电系统内使用的电动汽车、分布式可生电源、储能设备等负载的电力资源不断增加，大负荷电力资源分散接入配电网，改变了配电网的管理模式，传统的配电系统受到冲击，不能够实现电力负荷动态平衡和协调。因此，在能源互联网背景下的配电系统具备以下特征。

（1）电力资源管理更高效。在能源互联网背景下的配电系统，能够依托大数据、云平台、区块链技术灵活高效地管控电力资源，分析配电系统中的大量负荷用户数据信息，积极高效地调度相应的负荷资源，使得能源互联网背景下的供给侧能够容纳更多的分布式清洁能源，并且智能分配需求侧的电力资源，从而保证双方资源平衡。

（2）电力资源多样化。在能源互联网背景下，产生了较多的分散式可调度负荷能源，供电侧中主要有风能、太阳能、潮汐能以及生物能等清洁能源，需求侧主要包括电动汽车、移动负荷、储能等负荷。由于出现了多种多样的负荷资源，导致传统的配电系统不能高效进行电力资源的调度，加大配电系统对于负荷预测和电力资源供给平衡的难度。

（3）负荷调控更加智能化。由于负荷能源的多样性，就需要在能源互联网背景下的配电系统能够自动化、智能化进行负荷的调控。而在能源互联网背景下的配电系统是基于互联网与先进的信息管理系统。该系统能够借助相应的大数据、互联网平台，提高配电系统中能量节点的关联度，进行供电与需求两侧的资源调度，从而实现双方资源的柔性管理。

（4）能源价值得到提升。由于能源背景下的配电系统能够依靠互联网、物联网、大数据等技术，通过对于用户和企业的用电行为进行分析，将配电系统中的多元负荷资源进行合理化、平衡化处理，从而实现用户和供电企业的间接关联，实现不同时间、不同区域的定制电价服务，从而提高了清洁能源利用率和使用价值。

（5）配电系统结构更灵活。传统配电系统是考虑到负荷问题，多数是采用最大负荷方案进行配网规划，并未考虑电网负荷资源削峰填谷的作用，在进行选址的过程中，仅仅是考虑最大的饱和负荷，但是由于不同时间、不同区域的电力使用情况不同，就会造成电力资源和投资浪费。而在能源互联网背景下的配电系统，需要有更加灵活的管控能力，通过大数据信息平台，分析用户的用电习惯和实际需求，灵活接入配电系统或使用相关储能装置。同时，要研究、分析配电系统的电压节点，进行适量适时的电压调节，实现电力供应的平稳运行，保证配电系统的灵活结构。

3 能源互联网对配电系统发展的影响

在能源互联网的背景下，对于配电系统的影响是多种多样的，随着能源互联网系统的进一步发展，还会涌现出更多的新型因素。在配电系统建设的过程中，更加注重配电网的可扩展性，降低配电系统的成本，并且注重模块化设计，为更多的分布式能源和电源设备的接入预留相应的接口，从而实现配网系统与其他服务系统的相连。在能源互联网背景下有更多的新型因素的出现，因此配电系统在规划和设计时需要考虑更多的因素，根据能源互联网的结构，可以将能源互联网背景下影响配电系统设计的因素主要分为电源侧、需求侧以及输配侧3类。

3.1 能源互联网背景下对配电系统电源侧的影响

随着更多的分布式能源和微电网的不断发展，使得在能源互联网背景下的配电系统需要从单项传输转变为双向传输，更需要增加互联技术和相应的柔性的储能设备。能源互联网背景下对配电系统电源侧的影响主要如下：一是日益增加的接入节点，使得配电系统进一步优化的方案难以确定；二是更多分布式电源的接入使得配电系统面临着双向潮流的问题；三是多元化的电源结构，使得配电系统从单一的电源类型向多种电源类型进行转换；四是配电系统的网络结构往往影响着电网的损耗。

3.2 能源互联网背景下对配电系统需求侧的影响

随着能源互联网的不断发展，推动能源结构和能源供给方式的变化，同时出现了多样化的消费模式和消费行为，使得配电系统需求侧的行为发生变化。相比于传统结构而言，能源互联网背景下的配电系统开始侧重与其他能源系统进行交换，并且随着微电网和新能源汽车的快速发展，需求侧的用户用能行为与互动模式发生了改变，主要表现为以下几点。一是智能示范楼宇模式。二是多元化用电的发展。三是智能工业园模式。

4 能源互联网背景下配电系统发展的建议

4.1 加大国家政策的支持力度

虽然我国能源互联网建设不断地加快，电力行业的发展环境较好，对于未来智能化的配电系统发展有促进的作用，但是能源互联网下的配电系统政策补贴不长久，商业模式和监管措施较模糊。因此，需要加大对于配电系统发展支持的力度，根据不同地区、不同资源分布的配电网络，制定良好的财政支持和监管制度，通过政策的引导，促进未来配电系统的发展。

4.2 加大技术和设备的研发力度

未来智能化配电系统离不开互联网技术和大数据技术，因此需要核心技术的研发投入，预先开展配电系统的资源规划，切实将互联网技术与配电系统的发展相互结合，综合利用多种创新成果，改善更加灵活的管理控制方式，便于攻克技术难关。此外，还要不断开发和研究更多的高端设备，夯实配电系统发展的基础条件，使用更多的智能化、自动化设备，更加注重设备的创新和改造，注重设备的设计和开发。同时，将配电系统的发展与电力销售相互捆绑，并将设计研发与品牌的销售相互结合，开发出先进的配电设备，打造知名品牌。

4.3 实现电力企业的转型

要想实现配电系统的进一步发展，完成智能化的改造，就需要电力企业完成新角色的转变，从传统的能源销售转变到能源解决方案，创造新的商业模式，从而实现传统电力公司的转变。随着能源互联网的进一步发展，人们对于能源的消费模式，从传统的被动供给模式转变为信息流、数据流的选择模式，电力公司不仅为用户提供能源，而且成为了输配电平台，包括能源的选购、配电系统的优化以及最后售电的服务，为公司和用户提供一站式的服务，保证更加优质的服务质量。

5 结 论

能源互联网能够解决不可再生资源和污染问题，是未来能源系统的重要形式。而电力系统是能源互联网的核心网络，配电系统是能源互联网的重要载体，在能源互联网的背景下，大力发展智能配网系统，可以推动未来能源互联网的发展。本文主要研究电力行业能源互联网的架构，总结能源互联网的发展趋势。在此研究的基础上，分析了在能源互联网背景下的配电系统的新特征，并且从电源侧、需求侧以及输配侧等3个方面，详细地分析了能源互联网对于配电系统的影响，并结合当前配电系统发展现状，提出了促进配电系统发展的建议。