配用电系统

泛在物联的配用电系统是智能配电网与电力物联网深度融合形成的信息物理社会系统。分析泛在物联的配用电系统的参与主体及其信息、物理、社会属性，并从物理域、信息域和社会域三个层面探讨参与主体之间的交互影响，并提炼其运行特点，包括物理域中的节点、网络和功能的灵活性；信息域中的泛在感知的不确定性；计算模式的边缘化、开放交互的安全性，社会域中的角色可变性、效用个性化、商业模式多元化；在分析国内外研究动态的基础上，提炼其难点，包括复杂配用电系统的特征识别、社会行为建模与混合仿真、非完全信息的随机博弈框架与应用、融合社会属性的优化问题、边缘计算的调度策略与驱动机制、配用电终端物联网的交互安全机制等。在理论层面为信息、物理、社会系统的多学科交叉提供分析探讨，在应用层面为泛在电力物联网和智能电网的建设提供技术支持。

详细讲解了新一代配用电系统的典型特征和关键技术。在谈到全球能源互联网的本质内涵时，高峰认为，能源互联网是一种互联网理念、技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的新型生态化能源系统。其以可再生能源优先、以电力为基础，通过多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同，大众广泛参与，实现物质流、能量流、信息流、业务流、资金流、价值流的优化配置，促进能源系统更高质量、更有效率、更加公平、更可持续。

构建高效灵活、安全可靠的直流配用电系统是实现直流型源荷高效匹配的重要途径。在江苏苏州，国家电网打造了全球规模最大、电压等级最全、技术装备最新的中低压直流配用电系统，覆盖工商、民用、市政、数据中心等多种应用，并为150户居民提供直流电能，综合用电能效提升2%。这个配电网有何独到之处？本报记者带你一探究竟。

从响应能源革命需求，推动构建新一代智能配用电系统的角度，阐述了ICT技术融合物理供配电网络的思路和方法。报告中强调，分布式智能配用电网络的构建超越了人们对智能电网的已有认知，从以保护设备出发或提高可靠为目标的电网的点自动化能力，融合泛在通信、物联网、人工智能、云计算等ICT技术上升为电网的智能，提升电网的运行态控制能力，以适应新能源的消纳、各种用能与电网的智能化互动需求。为此，他提出了智能配电网络的体系结构定义构想，并以实例进行了说明，为下一步电力物联网构建提出了可行的路径。

该工程依托于2016年国家重点研发计划“工业园区多元用户互动的配用电系统关键技术研究与示范”建设，突破工业园区多能流源网荷储一体化规划、互动机制设计、负荷灵活控制和综合能量管理等技术，构建了大型工业园区冷/热/电/气、源-网-荷-储协同的综合能源数字化系统示范工程。

基于物联网技术，通过对供配电设备的状态信号进行数据采集、存储、计算与分析，构建由感知层、传输层、存储层及应用层组成的可视化智慧能源管理平台，实现设备运维管理、能源监控、全景地图展示、趋势分析、在线组态、开关控制、设备监控及电子档案管理等相关功能，提升用户管理配用电系统的安全性，保障用能质量可靠性。

从灵活性资源对配用电系统的重要性出发，指出了目前海量异构多模态灵活性资源存在数智化基础薄弱，互动不确定性强、建设成本高等问题。提出了从感采通控基础装备、无感调控技术、配用电网自有资源挖潜等方面开展研究及应用，从而提升配用电网数智化管控能力，推动电力安全可靠供应和能源清洁低碳转型。

微电网(microgrid)的概念最早由美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)于2002年提出。在各国对微电网定义的基础上，结合我国发展微电网的具体需求，国家发改委、国家能源局于2017年发布的《推进并网型微电网建设试行办法》中，给出了微电网的基本定义:微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施.监控和保护装置等组成的小型发配用电系统。微电网一般在35千伏及以下，系统容量原则上不大于20兆瓦。

电网全时空一张图融合外部政务“四标四实”、不动产登记、地铁站人流量、运营商实时人流量与供电局内部跨专业、跨层级电网资源信息和企业运营信息，开展多源异构时空数据采集转换、计算分析、全时空大数据底座、配网网架实时计算、停电研判、电网气象网格化计算等各项关键技术研究，解决目前信息系统建设过程中出现的数据共享实时性不强、跨专业信息流不贯通、数据价值未能充分挖掘等难题，构建电网运行全景“一张图”和企业管理全景“一张图”， 提出跨领域边界跨平台的多源异构时空数据的采集方法和转换方法，为实现多源异构数据的融合提供了技术和方法上的支撑；创建多维时空数据模型，提出电网全时空数据大规模分布式计算的方法，为电网全时空数据应用奠定基础。融合政府“四标四实”、不动产交易登记、市工程联合审批、民政低保、城管、自来水、地铁集团、气象、三大运营商等多个领域的多时相数据，开展了与内部生产、计量、调度、营销、用户、GIS等多专业数据的深度融合分析，充分发挥了数据融合业务价值。创立电网统一停电信息流管理模型与综合停电研判与预测模型，为了主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控和全局停电事件影响情况和复电提供支撑。深度整合调度自动化系统、GIS系统、生产管理信息系统、计量自动化系统、电能量管理系统、营销管理系统的配网数据，构建电网统一地图数据应用模型。通过实时流技术与多源数据接入技术接入配用电系统、营销系统、快速复电系统等，完成主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控，实时监控全局停电事件影响情况和复电进度信息。基于多源数据融合的电网全时空分析模型，提出配电网网架结构实时计算方法，实现配电网规划模拟与实时计算；提出气象大数据与电网数据的高效集成及融合方法，创新电网气象网格化分析计算技术，实现电网气象应急预警。

“双碳”目标背景下，分布式能源规模化发展，配电网面临新能源高效消纳与负荷可靠供应的双重挑战，配电网形态有待升级。与交流配电系统相比，直流配电系统变换环节少、输送容量大，是转变供电模式、提高用电能效、促进能源变革的重要途径。目前，国内外已建设了多项直流配电系统工程，但仍缺乏通用标准，制约着直流配用电技术的推广与应用。