基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及关键技术探讨

基于主动配电网的城市能源互联网体系架构及关键技术探讨

张毓格1陈双2

（1国网成都供电公司四川省成都市610041；）（2国网四川省电力公司建设管理中心四川省成都市610065）

摘要：城市能源互联网是以电为中心的城市各类能源互联互通、综合利用、优化共享的平台。而在互联网技术的带动下，城市能源迅速发展并且逐渐构成了能源互联网体系的构架。城市能源互联网体系主要包括：能源的供给、能源的消耗、能源的输送载体等等。在主动配电网的基础上，可以保证城市的能源体系实现各方面功能一体化和多元化协同，同时可以对未来的城市能源互联网运营模式进行研究。因此，我们站在城市能源互联网体系构建的角度上，研究主动配电网背景下城市能源发展的技术关键。

关键词：主动配电网；城市能源；互联网体系架构；关键技术

前言

在城市能源供应紧张的情况下，能源互联网通过能源的生产、能源输送、能源配给、能源转换以及能源消化等几个方面，构建一个全面的能源体系。而能源互联网的出现对于城市污染问题的改善具有重要意义，可以把能源应用技术和信息技术结合在一起。这对于提升电网能源利用率，进行能源创新以及实现能源的可持续利用具有重要意义。

一、能源互联网的核心特征

能源互联网体系是一个比较完整的能源生态系统，其中包括能源的供给、能源需求、能源的传输以及形式上的转化、数据应用和信息的管理等。在能源互联网体系当中，能源的供给和消费形式都是多种多样的，而且相互之间还可以进行转化，因此，我们对其进行总结得出互联网的特征主要是如下：第一，能源表现形式的多样化和渗透率高；第二，分布式能源的接入使得能源的生产、需求以及传输在地理上都无法分割；第三，多种能源的交互需要多方面能源的协调支持；第四，社会的互动参与现状直接影响到能源互联网技术的核心。在本文当中我们主要从以下三个方面介绍了城市能源互联网体系构建的核心技术：（1）主动参与能源生产消费一体化：能源的分布式推广可以孕育出更多的市场，同时获得更多的自主权和平等权，进而成为可以灵活调控的对象。（2）配电网支持能源广泛传输：配电网的调控手段是与电网的潮流优化以及区间互补、调配相适应。（3）大数据的综合化以及多元化应用：因为各种能源形式的差异，网络的可观性以及可控性都需要以信息量作为基础，在此基础上对各种形式的数据进行汇集和整理以及研究，最终进行应用。

二、关于城市能源互联网运营模式的相关分析

在实际运行的过程中，城市能源互联网需要有一个核心，同时以该核心作为依托对相关的能源进行管理和运营。在主动配电网背景下，建立城市能源互联网需要以电网作为主导，同时吸引各个行业参与进来，构成一个联合体。在以电网为核心的过程中，在城市能源互联网技术的支持下，我们需要从四个方面来对运营模式进行分析。首先，能源供给者或者是能源消费者；其次，能源网络的运营商，在主动配电网的背景下，电网是主体，各方面的能源运营商之间相互结合，最终实现了能源的配送；第三，能源的代理商，代理商其实就是消费者与运营商之间进行连接的媒介。实现了各方面能源和利益的均衡；最后，政府相关部门，政府部门在构建城市能源互联网的过程中，可以把握其发展的方向，同时也是确保能源互联网顺利运行的保障[1]。

三、主动配电网技术

主动配电网技术对于城市能源网络的建设具有重要的推动作用，同时也是现阶段建设能源城市的关键技术。在未来的城市能源应用的过程中，主动配电网技术将会研发出更多的新的技术，比如“虚拟电厂”、“多源协调优化与柔性需求响应”等，但是因为以上技术都还是在研究的阶段，没有得到实践。主动配电网技术和微电网群之间存在区别，同时和高压微电网之间存在本着的差别。主动配电网技术又可以称之为交互技术，向上可以实现和主网之间良好的互动。而向下又能够协调各个微电网之间的关系，采用平衡分布式的电源，管理和协调好配电层的关系[2]。

四、基于主动配电网的城市能源互联网体系架构关键技术

4.1大数据的集成技术

在近几年科技不断发展的过程中，主动配电网为实现能源互联网体系功能需要引入大量的数据，而大数据集成技术就是此时最大的科技成果，在构建城市能源互联网的过程中，大数据集成技术的应用可以实现对各个时空和各方面的数据能源进行综合处理，进而给用户带来更多的电能应用服务。在互联网的背景下，管理和运营配电网的过程中，需要为用户提供专业的能源使用服务[3]。在主动配电网的基础上，构建一个智能化的城市能源互联网功能体系，首先，我们需要通过大数据集成技术来对第三方的数据进行收集和研究，之后把第三方的数据应用到智能配电网的各个环节中。比如，对配电网进行管理、对用户的用电量进行计算、对地理信息进行收集以及对相关的智能化设备的研究和应用等等。将上述的所有信息汇集到一个数据库当中，在大数据集成服务的背景下，在构建主动配电网过程中需要用到数据时，对能源体系进行相关的分析、挖掘以及推理，为能源的应用提供相关的服务支持。

4.2构建智能配电网网架

为了健全主动配电网背景下城市能源互联网体系的功能，我们需要借助科学技术的力量，在构建智能配电网网架的过程中，不断的提升配电网的系统可靠性。第一，建设中压配电网。积极的调整配电网中的负荷运行，减少配电线路设备中的供电压力。比如，及时的调整重载负荷区域，尽最大可能去平衡配电网络当中的负荷。第二，对智能配电网进行调度和控制，在此过程中需要改革和升级主配电网的结构。在进行实际改革的过程中，在调度和控制智能配电网的过程中，需要充分的利用城市的电网建设与规划，同时还需要结合实际，不断的优化配电网的站点布点。第三，改造和优化配电网的网架结构。对配电网网架结构进行优化的过程中，需要分析路线的典型接线型式。同时，还要确保线路运行的简单化，去除电路的冗余部分，保证设备在智能配电网的背景下安全运行[4]。

4.3通过电网普及对其他能源进行弥补

有了配电网技术的支持，城市能源互联网技术的不断普及，我们可以对能源进行短期的弥补。比如，国家现在已经提倡“以电代煤，以电代油，电来自远方”的政策，大力推进电能替代工作。为贯彻党的十九大确定的新发展理念，围绕成都市“建设全面体现新发展理念的国家中心城市”的战略部署，成都正着力构建城市能源互联网，以绿色电力助推绿色成都发展。目前，国网成都供电公司已经推动全市800余台燃煤锅炉综合治理，抓好电蓄冷空调、电动交通等配套设施建设，提升全社会电气化覆盖面；加快完善高速公路网络充电设施，积极服务全市10000余辆电动公交升级换代，助力成都早日建成美丽中国典范城市。

五、结束语

本中，我们分析了能源互联网技术的核心概念，同时将配电网、主动配电网以及能源互联网之间的特征进行了比对，对能源互联网的构成进行了分析，进而发现并得出了能源的产生、发展以及消费方式的演变历程。全面分析了信息能源和信息交流之间的交互方式，对于未来信息、数据的发展方向进行了归纳和总结；最终发现，在主动配电网的背景下构建城市能源互联网，需要以电网作为主导，同时吸引各个行业参与到配电网的建设过程当中，最终组成一个联合体，这对于构建城市能源的互联网体系具有良好的推动作用，而且相关技术的应用为构建电网带来了更大的动力。

参考文献

[1]黄仁乐,蒲天骄,刘克文,等.城市能源互联网功能体系及应用方案设计[J].电力系统自动化,2015,09：26-33+40.

[2]曾鸣,杨雍琦,李源非,曾博,程俊,白学祥.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J].中国电机工程学报,2016,36(03):681-691.

[3]田世明,栾文鹏,张东霞,等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报,2015,14：3482-3494.

[4]刘涤尘,彭思成,廖清芬,等.面向能源互联网的未来综合配电系统形态展望[J].电网技术,2015,11：3023-3034