根據(jù)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》，全國2020年非化石能源比例將達(dá)到15%，風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量分別不少于2億、1億千瓦；根據(jù)《新城鎮(zhèn)新能源新生活建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》，全國2020年建成100個(gè)新能源示范城市、200個(gè)綠色能源示范縣、30個(gè)分布式光伏示范園區(qū)，新能源、分布式電源在城鎮(zhèn)電力消費(fèi)中達(dá)到30%以上。預(yù)計(jì)2020年全國分布式電源裝機(jī)容量（不含小水電）達(dá)到1.5億千瓦。如此高滲透率的新能源和分布式電源的接入，如不加以有效規(guī)劃控制，勢必導(dǎo)致配電網(wǎng)保護(hù)配置復(fù)雜、電能質(zhì)量降低，影響其供電安全水平。與此同時(shí)，預(yù)計(jì)到2020年，我國電動(dòng)汽車保有量將達(dá)到500萬輛，儲(chǔ)能系統(tǒng)占分布式發(fā)電裝機(jī)容量比例不低于5%，各類電能替代累計(jì)替代電量將達(dá)到10000億千瓦時(shí)。電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等非線性多元化負(fù)荷的接入，都將導(dǎo)致配電網(wǎng)電能質(zhì)量降低，尤其是大量電動(dòng)汽車集中快速充電，將引起配電網(wǎng)中的中低壓線路和配變過載，進(jìn)一步拉大負(fù)荷峰谷差。 隨著分布式電源和多樣性負(fù)荷的接入，配電網(wǎng)由“無源”變?yōu)椤坝性础?，潮流由“單向”變?yōu)椤岸嘞颉保尸F(xiàn)出愈加復(fù)雜的“多源性”特征。配電網(wǎng)迫切需要建成高度融合信息、通信、控制技術(shù)的源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)，通過對新能源、分布式電源和多樣性負(fù)荷的有效監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)控，充分消納新能源和分布式電源，降低負(fù)荷峰谷差，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)配電網(wǎng)向現(xiàn)代主動(dòng)配電網(wǎng)的升級。
何為主動(dòng)配電網(wǎng)
國際大電網(wǎng)協(xié)會(huì)（CIGRE）對于主動(dòng)配電網(wǎng)的定義可以簡單理解為：主動(dòng)配電網(wǎng)是一個(gè)內(nèi)部具有分布式能源，具有主動(dòng)控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)。這里所說的分布式能源，包括各種形式的連接到配電網(wǎng)中的各種分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施和需求響應(yīng)資源，即可控負(fù)荷。“冷熱電”三聯(lián)供機(jī)組和微網(wǎng)都是其中重要的可控資源。主動(dòng)配電網(wǎng)的核心是對分布式可再生能源從被動(dòng)消納到主動(dòng)引導(dǎo)與主動(dòng)利用。通過這一技術(shù)可以把配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的被動(dòng)型用電網(wǎng)轉(zhuǎn)變成可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)、參與電網(wǎng)運(yùn)行與控制的主動(dòng)配電網(wǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)的主要特征可以歸納為四個(gè)方面：具備一定比例的分布式可控資源，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靈活調(diào)節(jié)，具備完善的可觀可控水平，控制中心具備協(xié)調(diào)優(yōu)化管理能力。
融合了先進(jìn)的控制和信息技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)，相較于傳統(tǒng)配電網(wǎng)，展現(xiàn)出了一系列傳統(tǒng)配電網(wǎng)所不具備的優(yōu)勢，包括高滲透率分布式電源接入，配電網(wǎng)可靠性提升，電能品質(zhì)的提升和對可控資源的充分挖掘與利用。然而，將原有配電網(wǎng)改造成為具有以上優(yōu)勢的主動(dòng)配電網(wǎng)，目前還面臨著以下障礙：一是原有配電網(wǎng)可觀測性不足，可控性較差；二是分布式電源接入能力不能定量，分布式電源報(bào)裝過程隨機(jī)性強(qiáng)；三是原有配電網(wǎng)可靠性提升大部分依賴設(shè)備質(zhì)量的提升；四是配電網(wǎng)電能品質(zhì)提升困難；五是分布式電源、多樣性負(fù)荷等可控資源的挖掘與利用不足。解決原有配電網(wǎng)面臨的以上問題，可從以下幾個(gè)主要方面入手。
全面提升配電系統(tǒng)感知能力
為了實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的主動(dòng)控制、主動(dòng)管理與主動(dòng)服務(wù)，必須實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)更大范圍的全面感知。采用更加經(jīng)濟(jì)、可靠、先進(jìn)的傳感、通信和控制終端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、分布式發(fā)電設(shè)備狀態(tài)、資產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)和供電可靠狀況的實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的可觀測性。
如下圖所示，主動(dòng)配電網(wǎng)中的信息化系統(tǒng)和智能終端包括發(fā)電管理系統(tǒng)（GMS）、廣域控制系統(tǒng)（WCMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（SCA）、配電管理系統(tǒng)（DMS）、配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DA）、高級量測體系（AMI）、設(shè)備檢測系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、客服中心、檢修管理、氣象預(yù)報(bào)等。通過這些系統(tǒng)對配電網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)檢測和數(shù)據(jù)采集，為主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行和控制提供所需的信息，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)同步信息量測、負(fù)荷需求特性辨識、狀態(tài)估計(jì)和態(tài)勢感知，大幅提升主動(dòng)配電網(wǎng)及其包含的各類資源的可觀可控水平，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的全面態(tài)勢感知。
大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用
在對主動(dòng)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全面的態(tài)勢感知后，從各類信息系統(tǒng)和智能電表所獲得的海量配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，只有通過先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析計(jì)算，才能快速生成配電網(wǎng)及網(wǎng)內(nèi)各種可控資源所需的規(guī)劃、運(yùn)行控制信號。
將智能電表數(shù)據(jù)與配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、調(diào)度SCADA等信息系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)τ脩粲秒娦袨檫M(jìn)行分析，為用戶提供定制供電服務(wù)；對系統(tǒng)產(chǎn)生的非技術(shù)性網(wǎng)損進(jìn)行分析，減少竊電行為的發(fā)生；對配電變壓器的負(fù)載率進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，提高配電網(wǎng)資產(chǎn)利用率；實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)饋線自愈控制，提高配電網(wǎng)供電可靠性；對電網(wǎng)和用戶互動(dòng)形成的低壓電網(wǎng)拓?fù)錉顟B(tài)在線確定，提升供電系統(tǒng)服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化維護(hù)；對配電網(wǎng)中的負(fù)荷和分布式電源的出力進(jìn)行精確預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)和對用戶的高品質(zhì)服務(wù)。
將設(shè)備監(jiān)測、配電管理系統(tǒng)、客服系統(tǒng)和檢修管理系統(tǒng)有機(jī)融合，在線確定設(shè)備監(jiān)控指標(biāo)，對設(shè)備進(jìn)行全壽命周期管理；將智能電表、調(diào)度SCADA系統(tǒng)、線路監(jiān)測PMU系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、微氣象等數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，形成新一代智能電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)，在線確定負(fù)荷模型，在線辨識發(fā)電機(jī)參數(shù)，在線確定輸電設(shè)備參數(shù)和限值，建立分布分層的智能電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對智能電網(wǎng)的描述、診斷、預(yù)見和處方性分析，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的主動(dòng)控制。 基于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)系統(tǒng)是充分挖掘主動(dòng)配電網(wǎng)潛力的核心要素，未來能夠?qū)崿F(xiàn)更深入的電網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，為用戶用電、供電企業(yè)管理和政府的政策制定提供全方位的增值服務(wù)。
規(guī)劃運(yùn)行一體化技術(shù)
現(xiàn)狀配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行是兩個(gè)既相互關(guān)聯(lián)，又相互獨(dú)立的職能，這主要是由配電網(wǎng)運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏、數(shù)據(jù)采集困難以及配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)相對滯后造成的。在主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)引入了大量出力波動(dòng)的分布式電源和非線性負(fù)荷后，配電網(wǎng)規(guī)劃的難度進(jìn)一步增加，規(guī)劃精度也更加難以保障。為了解決這一難題，國網(wǎng)北京市電力公司、北京電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院以及清華大學(xué)等多家高校和科研單位共同組成了國家863“主動(dòng)配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”攻關(guān)小組。小組提出了主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行一體化的規(guī)劃理念，通過主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃方案與實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行滾動(dòng)校核，不斷修正規(guī)劃方案，從而降低配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行之間的差距，提升配電網(wǎng)規(guī)劃的精度，更有效地指導(dǎo)配電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行。北京電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院還牽頭開發(fā)了主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行一體化實(shí)時(shí)信息采集與仿真平臺(tái)，目前已經(jīng)上線試運(yùn)行。
總之，要充分利用主動(dòng)配電網(wǎng)的可控資源，未來仍需研究能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)規(guī)劃、感知、管理、控制與服務(wù)的裝置和系統(tǒng)，更好地解決主動(dòng)配電網(wǎng)的新問題和現(xiàn)有配電網(wǎng)的老問題，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行目標(biāo)，提升配電網(wǎng)電能品質(zhì)，提高清潔能源的消納能力，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。
