馮仕航

（廣東電網(wǎng)有限責任公司茂名供電局，廣東 陽江 525000）

1 智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)能源管理技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.1 主動配電網(wǎng)研究現(xiàn)狀

主動配電網(wǎng)指含有一定比例的分布式能源設(shè)備，能夠靈活地調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，通過對分布式電源進行主動管理和主動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化的配電系統(tǒng)[1]。傳統(tǒng)配電網(wǎng)對間歇式新能源采用的控制方式為“即插即忘”型，不符合電網(wǎng)的并網(wǎng)需求，這種被動管理方式嚴重限制了配電網(wǎng)對新能源的消納。主動配電網(wǎng)，是對分布式電源進行主動管理和控制。因此，主動配電網(wǎng)是實現(xiàn)大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)運行控制，“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運行關(guān)鍵技術(shù)的有效解決手段。為有效緩解主動配電網(wǎng)全局優(yōu)化的通信壓力，解決高滲透率間歇式可再生能源接入配網(wǎng)下的多源協(xié)調(diào)控制及有效消納等問題，文章將主動配電網(wǎng)劃分為多個區(qū)域配電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 主動配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

主動配電網(wǎng)是實現(xiàn)大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)運行控制，以及“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運行關(guān)鍵技術(shù)的有效解決手段。為有效緩解主動配電網(wǎng)全局優(yōu)化的通信壓力，解決高滲透率間歇式可再生能源接入配網(wǎng)下的多源協(xié)調(diào)控制及有效消納等問題，文章將主動配電網(wǎng)劃分為多個區(qū)域配電網(wǎng)。

1.2 能源管理技術(shù)的現(xiàn)狀

智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下的配電網(wǎng)能源管理技術(shù)包括電能質(zhì)量控制、電網(wǎng)安全管理、電網(wǎng)規(guī)劃和運營管理等多個方面。目前，配電網(wǎng)能源管理技術(shù)主要包括以下幾個方面。

（1）電能質(zhì)量控制技術(shù)。電能質(zhì)量問題是影響配電網(wǎng)可靠性和供電質(zhì)量的主要因素之一[2]。當前，電能質(zhì)量控制技術(shù)主要采用濾波、補償和降壓等手段進行控制。

（2）電網(wǎng)安全管理技術(shù)。配電網(wǎng)作為能源供應(yīng)的重要組成部分，其安全管理至關(guān)重要。目前，電網(wǎng)安全管理技術(shù)主要包括電網(wǎng)保護技術(shù)、電力設(shè)備運維管理和電網(wǎng)遠程監(jiān)控等方面。

（3）電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)。電網(wǎng)規(guī)劃是配電網(wǎng)能源管理的核心。在智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下，電網(wǎng)規(guī)劃需要考慮更多的因素如能源類型、負荷需求、電價變化等，還需要考慮新能源的接入和管理問題[3]。

（4）運營管理技術(shù)。運營管理指對配電網(wǎng)進行監(jiān)測、控制和調(diào)度等方面的管理。當前，運營管理技術(shù)主要包括自動化控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)等。

1.3 電力自動化的應(yīng)用現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的自動化主要指利用計算機技術(shù)對電氣設(shè)備的自動控制和管理。在實際應(yīng)用中需要使用到先進的通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等。

1.3.1 遠程監(jiān)控功能

遠程監(jiān)控功能通過電纜將電網(wǎng)內(nèi)所有運行狀況實時地傳輸至調(diào)度中心，不僅能實現(xiàn)與線路及供電公司之間數(shù)據(jù)交換和信息共享，還能實現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)部各部門間的交流互動，便于對其進行協(xié)調(diào)控制和管理。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)通信功能

電力系統(tǒng)中的各種信息都可以通過遠程控制模塊實現(xiàn)并能夠?qū)@些信息進行有效的實時監(jiān)控和管理。

1.3.3 數(shù)據(jù)庫功能

數(shù)據(jù)庫是電氣主站自動化控制系統(tǒng)、供電公司管理系統(tǒng)等信息系統(tǒng)中必不可少的一部分，同時為用戶提供了查詢及檢索服務(wù),方便用戶及時了解電網(wǎng)運行狀況以及故障原因等問題。數(shù)據(jù)庫功能實現(xiàn)的核心便是良好的數(shù)據(jù)保護功能的實現(xiàn)，數(shù)據(jù)保護模塊如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)保護模塊

1.3.4 通信技術(shù)

電力系統(tǒng)通信主要包括了廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)絡(luò)2個方面，通過遠程控制可以實現(xiàn)信息共享和資源交換的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。

2 智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)能源管理技術(shù)特點及不足

2.1 智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)能源管理技術(shù)特點

（1）安全性。安全性指電網(wǎng)設(shè)備裝置進行合理配置，確保其在運行中不出現(xiàn)故障，保證線路、設(shè)施能夠正常工作。同時，需要考慮到設(shè)備是否處于良好狀態(tài)。如果發(fā)生異常情況那么會造成整個電網(wǎng)無法繼續(xù)運轉(zhuǎn)。因此，要加強電力企業(yè)內(nèi)部人員培訓力度及管理制度的完善程度來保障電氣化鐵道供電安全問題。

（2）可靠性。可靠性指供電系統(tǒng)能夠安全可靠的運行，保證電能質(zhì)量，減少線路故障次數(shù)，同時要充分考慮到電力設(shè)備本身存在的問題及缺陷。在整個電網(wǎng)中要對電氣設(shè)備進行合理配置。發(fā)生異常情況導致停電時間延長甚至無法工作等嚴重后果出現(xiàn)時，配電網(wǎng)能源管理技術(shù)可以及時處理并采取措施來解決這些難題[4]。

（3）穩(wěn)定性。穩(wěn)定性指供電系統(tǒng)能夠安全可靠地運行并保證其穩(wěn)定，保證其穩(wěn)定性是對整個電網(wǎng)進行安全可靠供電的基礎(chǔ)。電力企業(yè)要加強系統(tǒng)管理，制定相關(guān)制度，保障設(shè)備在運行中能夠穩(wěn)定，從而提高整體工作效率。

2.2 存在的問題

（1）新能源接入管理問題。隨著新能源的不斷發(fā)展和普及，其接入和管理問題已經(jīng)成為配電網(wǎng)能源管理的一個重要問題[5]。如何合理地規(guī)劃新能源的接入、進行有效的管理和監(jiān)測，已經(jīng)成為亟待解決的問題。

（2）電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題。智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下，配電網(wǎng)的運行狀態(tài)和負荷情況可能會更加復雜和不穩(wěn)定，因此如何保證電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定已經(jīng)成為一個重要問題。

（3）能源管理系統(tǒng)的完善。目前，智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下的配電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)存在一些不足和問題，如系統(tǒng)集成不完善、數(shù)據(jù)采集和處理不夠精準等。如何提高系統(tǒng)的集成性和數(shù)據(jù)的精準性，已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。

3 智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)能源管理技術(shù)的應(yīng)用

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)能源管理中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)是處理和分析大規(guī)模數(shù)據(jù)的技術(shù)手段，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。在配電網(wǎng)能源管理中，大數(shù)據(jù)技術(shù)通過收集、存儲、分析以及挖掘電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)負荷、新能源接入等方面數(shù)據(jù)采集、儲存、提取及分析。具體來說，大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)能源管理中可以實現(xiàn)以下方面的應(yīng)用：一是數(shù)據(jù)采集和存儲，通過智能傳感器、智能計量等技術(shù)手段，對電網(wǎng)的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時采集，并存儲于服務(wù)器，供各種系統(tǒng)調(diào)用；二是數(shù)據(jù)分析和挖掘，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以從海量的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)中提取出需要的信息和規(guī)律，配電網(wǎng)能源管理相關(guān)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析建模。

3.2 智能化技術(shù)在新能源管理與調(diào)度控制中的應(yīng)用

隨著新能源的快速發(fā)展和普及，如太陽能、風能等新型能源的接入和利用已經(jīng)成為了重要的能源轉(zhuǎn)型方向，智能化技術(shù)通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，實現(xiàn)對新能源的管理、自動化監(jiān)測和控制，從而提高電網(wǎng)的運行效率和安全性[6]。然而，由于新能源的不穩(wěn)定性和波動性，其接入和管理也帶來了一系列新的問題和挑戰(zhàn)，提高新能源的管理和調(diào)度技術(shù)已經(jīng)成為一個重要的研究對象。在智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下，新能源管理和調(diào)度技術(shù)的提升需要采用新的技術(shù)手段和方法。目前，配電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)功能有待完善。

3.3 智能化技術(shù)在專用電力用戶需求側(cè)響應(yīng)中的應(yīng)用

隨著能源需求的增加和能源供應(yīng)的緊張，電力市場的需求側(cè)響應(yīng)也成為能源管理的一部分。專用電力用戶作為電力市場的重要組成部分，其需求側(cè)響應(yīng)也成為市場化交易中的重要一環(huán)。需求側(cè)響應(yīng)指電力市場化交易用戶（專用電力用戶）在用電高峰時段自主在交易平臺申報有償減少用電負荷，交易平臺將響應(yīng)容量折算為經(jīng)濟補貼返還給參與響應(yīng)的用戶，實現(xiàn)良性市場化避峰用電。

為使需求側(cè)響應(yīng)達到可觀可測可控狀態(tài)，對專用電力用戶開展智能化改造，安裝智能傳感器、監(jiān)測及控制裝置，并接入電網(wǎng)主站系統(tǒng)，實現(xiàn)對用戶設(shè)備的遠程監(jiān)測、控制和調(diào)度。在用電高峰時段，專用電力用戶可以通過交易平臺自主申報停電或減少用電，實現(xiàn)錯峰用電。對負荷緊張或需求響應(yīng)不到位的用戶實現(xiàn)對用電需求的靈活控制。通過需求側(cè)響應(yīng)，專用電力用戶在實現(xiàn)自身經(jīng)濟效益的同時，為電網(wǎng)穩(wěn)定運行和能源保障作出貢獻。同時，需求側(cè)響應(yīng)可以幫助電力市場實現(xiàn)供需平衡，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少對環(huán)境的污染。

3.4 區(qū)塊鏈技術(shù)在能源交易中的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種去中心化的數(shù)據(jù)存儲和傳輸技術(shù)，已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中包括能源交易領(lǐng)域。區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)能源交易的可追溯性和透明性，從而提高能源交易的安全性和效率。在智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下，區(qū)塊鏈技術(shù)可以應(yīng)用于以下幾個方面：一是能源交易平臺，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以建立去中心化的能源交易平臺，使能源交易過程更加透明和公正；二是能源數(shù)據(jù)管理，區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)對能源數(shù)據(jù)的安全存儲和傳輸，保障數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性；三是能源交易結(jié)算，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以實現(xiàn)能源交易結(jié)算的快速和安全，提高能源交易的效率和安全性；四是智能合約，區(qū)塊鏈技術(shù)可以應(yīng)用于智能合約的編寫和執(zhí)行，使能源交易過程更加智能化和自動化；五是能源溯源，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以實現(xiàn)能源的溯源和追蹤，保障能源的可持續(xù)性和環(huán)境友好性。

3.5 能源管理系統(tǒng)的完善

能源管理系統(tǒng)的完善指通過將新能源設(shè)備數(shù)據(jù)、電網(wǎng)常規(guī)負荷數(shù)據(jù)和專用電力用戶數(shù)據(jù)集成到調(diào)度系統(tǒng)中，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)的全面監(jiān)測和管理，進而優(yōu)化能源供應(yīng)和消費結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。能源管理系統(tǒng)的完善，可以實現(xiàn)以下幾個方面的優(yōu)化：一是新能源設(shè)備數(shù)據(jù)的集成，將新能源設(shè)備的數(shù)據(jù)集成到調(diào)度系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對新能源發(fā)電量、發(fā)電效率、設(shè)備故障等情況的實時監(jiān)測和管理，從而提高新能源的利用效率；二是電網(wǎng)常規(guī)負荷數(shù)據(jù)的集成，將電網(wǎng)常規(guī)負荷數(shù)據(jù)集成到調(diào)度系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)負荷情況的實時監(jiān)測和管理，從而優(yōu)化電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性；三是專用電力用戶數(shù)據(jù)的集成，將專用電力用戶數(shù)據(jù)集成到調(diào)度系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對專用電力用戶的用電情況的實時監(jiān)測和管理，從而優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。

4 結(jié) 論

智能數(shù)字電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)能源管理技術(shù)的研究具有重要的意義和價值。當前，配電網(wǎng)能源管理技術(shù)主要面臨新能源接入、電網(wǎng)安全穩(wěn)定、能源管理系統(tǒng)完善等問題。未來，配電網(wǎng)能源管理技術(shù)的發(fā)展將會受到大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能化技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)以及能源管理系統(tǒng)完善等因素的影響。針對當前存在的問題和未來的發(fā)展趨勢，可以提出一些創(chuàng)新性的解決方案，以實現(xiàn)配電網(wǎng)能源管理的可持續(xù)發(fā)展。