國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(端集圖有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(端集圖有限公司)時間：2025年5月24日PUR陽ENDLNTAINFDLRM國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1、研究背景與意義2、分布式智能電網(wǎng)的價值定位和內(nèi)涵3、分布式智能電網(wǎng)的理論框架4、分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)5、分布式智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用場景2國家電網(wǎng)紫金論電專題論壇EMuwF1國家電網(wǎng)1.1相關(guān)政策背景◆2022年4月26日，習(xí)總書記在中央財經(jīng)委員會第十一次會議首次提出發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，為未來配電網(wǎng)發(fā)展指明了方向◆2023年7月11日，習(xí)總書記主持召開中央深改委第二次會議，會議指出要加快構(gòu)建清潔低◆2023年12月歐盟委員會發(fā)布《歐盟電網(wǎng)建設(shè)行動計劃》,指出歐洲電力網(wǎng)絡(luò)必須朝“更智◆2024年2月29日，習(xí)總書記在中共中央政治局第十二次集體學(xué)習(xí)中強調(diào)要適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型需◆2024年3月1日，《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出要建設(shè)滿足分布式新3國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1.1相關(guān)政策背景2024年9月18日，國家能源局網(wǎng)站發(fā)布：關(guān)于政協(xié)第十四屆全國委員會第二次會議第01856號(工交郵電類265號)提案答復(fù)的函，國能提電力〔2024〕22號：◆國家能源局高度關(guān)注、積極支持分布式光伏新能源開發(fā)利用。下一步國家能源局將針對分布式光伏做以下工作：加大配電網(wǎng)升級改造力度；制定分布式光伏相關(guān)規(guī)范；推動分布式◆要推進(jìn)分布式智能電網(wǎng)等電力系統(tǒng)新業(yè)態(tài)健康發(fā)展。基于分布式新能源的接入方式和消納特性，建設(shè)滿足分布式新能源規(guī)?；_發(fā)和就地消納要求的分布式智能電網(wǎng)，實現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容并存、融合發(fā)展。大電網(wǎng)要為分布式智能電網(wǎng)接入公共電網(wǎng)創(chuàng)造便利條件，簡化接網(wǎng)程序，雙方要明確資產(chǎn)、管理等方面的界面，以及調(diào)度控制、交互運行、調(diào)節(jié)資源使用等方面的權(quán)利與義務(wù)。下一步，將指導(dǎo)各省(區(qū)、市)在大電網(wǎng)末端、新能源富集鄉(xiāng)村、4國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1.2源荷儲發(fā)展新趨勢帶來的挑戰(zhàn)(一)發(fā)電側(cè)分布式發(fā)電規(guī)?？焖贁U大：近年來新能源發(fā)電規(guī)?？焖贁U大，尤其以分布式光伏為代表的分布式發(fā)電呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。未來我國分布式發(fā)電占比將穩(wěn)步提高，成為電力供應(yīng)的重要力量。2024年底，全國分布式光伏裝機3.7億千瓦，同比增長48%,占全部光伏發(fā)電裝機的42%例新能源接入、高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用“雙高”新型電力系統(tǒng)，新能源帶來的隨機性、波動性、間歇性和電力電量不平衡問題凸顯傳統(tǒng)調(diào)節(jié)手段不足：傳統(tǒng)電源側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力不足，斷面德國中國美國華肉理工大學(xué)華肉理工大學(xué)1.2源荷儲發(fā)展新趨勢帶來的挑戰(zhàn)(二)負(fù)荷側(cè)新型電力負(fù)荷高速發(fā)展：以電動汽車為代表的新型負(fù)荷快速發(fā)展，智能電表負(fù)荷不確定性與預(yù)測難度增大：電動汽車等新型負(fù)荷涌現(xiàn)，預(yù)計2050年左右，電動汽車負(fù)荷極端情況下甚至超過傳統(tǒng)負(fù)荷之和V2G單元直流/交流雙向充放電樁智能可控能力不足：智能電表主要實現(xiàn)計量自動化，負(fù)荷側(cè)智能V2G單元直流/交流雙向充放電樁6國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)用戶側(cè)儲能，用戶側(cè)儲能，電源側(cè)軸助集中式新能分布式及微(三)儲能儲能應(yīng)用場景豐富：主要針對集中式大型儲能、面向新能源消納我國新增投運電化學(xué)儲能項目應(yīng)用場景分布情況我國新增投運電化學(xué)儲能項目應(yīng)用場景分布情況安全性問題尚未攻克：鋰電池儲能火災(zāi)安全事故危害大，傳統(tǒng)使用效率有待提高：使用率不高，新能源配儲等效利用系數(shù)僅為6.1%,儲能電站能量效率為80%-85%北京一儲能電站爆炸起火7數(shù)據(jù)來源：《新能源配儲能運行情況調(diào)研報告》,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，天風(fēng)證券研究所71.3現(xiàn)有配電網(wǎng)的發(fā)展瓶頸(一)安全充裕方面供電可靠性不高：與國際先進(jìn)水平相比，當(dāng)前我國供電可靠性還有很大的提升空間，城市和農(nóng)村差距較大，2024年全國城網(wǎng)用戶平均停電時間1.99小時/戶，農(nóng)網(wǎng)用戶平均停電時間7.46小時/戶極端情況下生存能力不足：自然因素是故障停電占比最高的原因(占比31.03%),持續(xù)時間長，社會影響大，配網(wǎng)應(yīng)急預(yù)警和主動預(yù)防能力亟需加強網(wǎng)絡(luò)安全隱患顯現(xiàn)：微網(wǎng)、虛擬電廠、主動負(fù)荷參與等新型模式涌現(xiàn)，敏感數(shù)據(jù)存在風(fēng)險，網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險加大數(shù)據(jù)來源：TheWorldBank數(shù)據(jù)庫，《2024年全國電力可靠性年度報告》華南理工大學(xué)50■城市地區(qū)■農(nóng)村地區(qū)2022年8國家電網(wǎng)FW國家電網(wǎng)FW國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)3500(億元)3500(億元)70.09%2003200420052008200720082009201020112012201320142015201820172018201920202021(二)經(jīng)濟高效方面投資效率偏低：配網(wǎng)改擴建、設(shè)備節(jié)能和數(shù)字化改造、儲運行效率仍需提升：存在負(fù)荷不匹配、線路過長、部分線智能化水平不高：智能臺區(qū)建設(shè)覆蓋率低，終端感知能力集中式架構(gòu)下通信與決策難度增大：傳統(tǒng)集中式架構(gòu)難以220千伏以上110千伏以下配網(wǎng)投資占比我國配網(wǎng)投資占比逐年上升■線損率(%)■線損率(%)韓國德國日本中國澳大利亞美國全球主要國家電力系統(tǒng)線損率情況對比4.26%4.36%數(shù)據(jù)來源：中金研究院，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，《南方電網(wǎng)公司數(shù)字生產(chǎn)“十四五”行動計劃》9國家電網(wǎng)華肉理工大學(xué)華肉理工大學(xué)1.3現(xiàn)有配電網(wǎng)的發(fā)展瓶頸(三)清潔低碳方面分布式新能源并網(wǎng)受限、電動汽車充電困難：新能源高比例接入配電網(wǎng)后對繼電保護(hù)、供電可靠性、電能質(zhì)量等方面帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。配電網(wǎng)長期以來發(fā)展粗放、基礎(chǔ)薄弱，在分布式新能源、電動汽車等新興產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展分布式發(fā)電可觀可測可控能力欠缺：現(xiàn)階段分布式光伏的可觀能力極為欠缺，戶用光伏主要通過計量自動化系統(tǒng)將日凍結(jié)電量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至調(diào)度，目前可采集日電量戶數(shù)占比68.68%,未建立分布式新能源運行可觀體系數(shù)據(jù)來源：《中國南方電網(wǎng)二○二二年新能源運行總結(jié)分析報告》國家電網(wǎng)國國家電網(wǎng)國華肉理工大學(xué)華肉理工大學(xué)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司《南瑞集團有限公司)1.4技術(shù)發(fā)展帶來的新機遇◆新一代電力電子技術(shù)與設(shè)備助力配電網(wǎng)安全運行與柔性互聯(lián)◆自動化技術(shù)顯著提高管理效率：配電自動化覆蓋率達(dá)到90%,配◆數(shù)字化技術(shù)有效支撐透明電網(wǎng)：智能終端與傳感技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備終端信息采集，邊緣計算技術(shù)實現(xiàn)終端側(cè)算力增強，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)邊緣信息傳輸；數(shù)字孿生實現(xiàn)全生命周期狀態(tài)評估與預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)儲◆智能化技術(shù)支撐能力顯著增強：人工智能技術(shù)推動知識自動化，智算能力提升有效支撐人工智能技術(shù)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)儲數(shù)據(jù)來源：《中國智能電表行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》《南1.5分布式智能電網(wǎng)建設(shè)的必要性與意義◆“雙碳”目標(biāo)下建設(shè)新型電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容◆充分適應(yīng)新型電力系統(tǒng)源荷發(fā)展的新趨勢，突破現(xiàn)有配電網(wǎng)發(fā)展瓶頸◆配電網(wǎng)是新形勢下電網(wǎng)安全可靠供電的關(guān)鍵制約，需要從根本上提升電網(wǎng)安全可靠用電水平◆把握數(shù)字化智能化技術(shù)發(fā)展帶來的新機遇，形成互濟平衡、柔性組網(wǎng)、靈活互動、智能協(xié)控的新型配電系統(tǒng)PUR陽EMDLNTAINFDLRM國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1、研究背景與意義4、分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)5、分布式智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用場景2.1分布式智能電網(wǎng)的內(nèi)涵與價值(分布式電網(wǎng))和智能化水平(智能電網(wǎng)),能夠與大電網(wǎng)靈活協(xié)同的配用電網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵特征互濟平衡柔性組網(wǎng)靈活互動國家電網(wǎng)華南理工大學(xué)Scumchirinyovoraly國家電網(wǎng)華南理工大學(xué)Scumchirinyovoraly2.2分布式智能電網(wǎng)的屬性多種分布式主體物理屬性分布式發(fā)電、分布式儲能、物理屬性分布式組織架構(gòu)以分布式單元為基本單位，海量分布式單元柔性、對等、高比例電力電子設(shè)備和穩(wěn)定性互濟平衡技術(shù)技術(shù)屬性各個集群充分利用自身資源，技術(shù)屬性核心目標(biāo)：安全充裕價值屬性價值屬性分布式感知與優(yōu)化技術(shù)重要目標(biāo)：經(jīng)濟高效提升系統(tǒng)運行靈活性數(shù)字化智能化技術(shù)發(fā)展目標(biāo)：清潔低碳2.3與其他相關(guān)電網(wǎng)概念的區(qū)別驅(qū)動力強調(diào)重點智能電網(wǎng)技術(shù)升級堅強、智能高級量測體系、高級配電運行、高級輸電運行和高級資產(chǎn)管理堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成、優(yōu)化智能配電網(wǎng)電網(wǎng)內(nèi)在升級自動化配電自動化技術(shù)配網(wǎng)電氣設(shè)備的遙信、主動配電網(wǎng)能源轉(zhuǎn)型分布式可再生能源的主動引導(dǎo)與利用全局優(yōu)化能量管理技術(shù)自適應(yīng)、自協(xié)調(diào)、自恢復(fù)微電網(wǎng)局部區(qū)域供電能力小范圍電力自平衡孤島運行技術(shù)小規(guī)模電力互濟平衡經(jīng)濟+綠色驅(qū)動分布式、互濟平衡、柔性組網(wǎng)、靈活互動、智能協(xié)控2.4分布式智能電網(wǎng)組織架構(gòu)國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分布式單元是進(jìn)行潮流組織的基本單位，多個鄰近分布式單元可網(wǎng)架結(jié)構(gòu)組織方式分布式單元以組成分布式單元集群分布式單元以組成分布式單元集群分布式單元集群建筑集電動汽車群資源分布式外部能量交換“分層集群”組織方式以“柔性環(huán)網(wǎng)”為基本網(wǎng)架形態(tài)，采用Z控制框架控制框架“柔性互聯(lián)”網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單元控制器進(jìn)行自律優(yōu)化控制，集群控制器協(xié)調(diào)分布式單元進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化控制·收集單元控制器的交互信息·實行全局優(yōu)化控制指令單元控制器指令·向下分解指令木地控制器----·木地控制器之間的信息交互—→單元控制器向本地控制器的集中協(xié)調(diào)控制←--→單元控制器之問的信息交互→集群控制器向單元控制器的集中協(xié)訓(xùn)控制“分布式自律-集中協(xié)調(diào)”控制框架17國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)PUR陽ENDLNTAINFDLRM國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1、研究背景與意義2、分布式智能電網(wǎng)的價值定位和內(nèi)涵3、分布式智能電網(wǎng)的理論框架4、分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)5、分布式智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用場景國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)紫金論電專題論壇上uwbNFI國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)3分布式智能電網(wǎng)的理論框架(一)分布式智能電網(wǎng)的理論與科學(xué)方法分布式電網(wǎng)多層級優(yōu)化與控制理論分布式電網(wǎng)多層級優(yōu)化與控制理論模型驅(qū)動數(shù)據(jù)驅(qū)動混合驅(qū)動分布式感知分布式調(diào)控集群效應(yīng)潮流自組織“電力+算力”的系統(tǒng)平衡集群效應(yīng)與中心黑箱優(yōu)化中心化交易中心化-去中心化混合式交易優(yōu)化運行多級電力市場網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)國家電網(wǎng)3分布式智能電網(wǎng)的理論框架(二)分布式智能電網(wǎng)的理論示例：分布式智能電網(wǎng)建模理論層次劃分知識涌現(xiàn)調(diào)控區(qū)域調(diào)節(jié)能力層次劃分知識涌現(xiàn)調(diào)控區(qū)域調(diào)節(jié)能力集群集群集群集群聚合控制3分布式智能電網(wǎng)的理論框架論部署廣泛的傳感器和采集設(shè)備，形成龐大的感知網(wǎng)絡(luò)，各分布式單元通過邊緣計算等方法初步處理傳感網(wǎng)絡(luò)的實時信息◆分布式優(yōu)化與控制：通過多源信息融合、虛擬場景推演等方法表征源網(wǎng)荷儲各類要素不確定性，通過分布式優(yōu)化通過將全局優(yōu)化問題分解成多個局部問題，并在各子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)實現(xiàn)尋優(yōu)以制定各分布式單元的調(diào)控策略層間協(xié)同◆維持各區(qū)域獨立性下，進(jìn)行最少的信息交換，降低信息層間協(xié)同◆不涉及各區(qū)域量信息，信息保密性好，下級控制◆信息交換可以只在上、下級下級控制保證各級、各區(qū)域之間的信息交流及策略協(xié)調(diào)上級協(xié)調(diào)層控制中心下級控制可以不傳遞信息，也可以傳遞邊界信息，保護(hù)隱私21國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)PUR陽ENDLNTAINFDLRM國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1、研究背景與意義4、分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)5、分布式智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用場景國家電網(wǎng)國家電網(wǎng)4分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)(一)分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系分布式電力市場應(yīng)用：分布式電能交易平臺虛擬電廠共享儲能……系統(tǒng)規(guī)劃運行技術(shù)：分布式單元規(guī)劃分布式單元協(xié)同運行在線故障保護(hù)與恢復(fù)……信息層區(qū)塊鏈數(shù)字孿生……網(wǎng)絡(luò)覆蓋信息融合網(wǎng)絡(luò)信息安全防御……物理層電力電子變換器智能軟開關(guān)智能傳感器……直流配電車網(wǎng)互動新型儲能紫金論電專題論壇uu國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司《南瑞集團有限公司)華肉理工大學(xué)4分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)(二)分布式智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)示例：組網(wǎng)技術(shù)交直流混聯(lián)的轉(zhuǎn)變，需研究直流配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)施及多元化電源、負(fù)荷接口典型設(shè)計技術(shù)，研制直流配電系統(tǒng)保護(hù)、測控制一體化裝置以應(yīng)對不斷變化的電力需求和供應(yīng)條件。需研究多樣化的智能軟開關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運行模式，以滿足新型配電系統(tǒng)的靈活控制需求王成山，季節(jié)，冀浩然，等.配電系統(tǒng)智能軟開關(guān)技術(shù)及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2022,46(04):1-14.姜淞瀚，彭克，徐丙垠，等.直流配電系統(tǒng)示范工程現(xiàn)狀與展望[J].電力自動化設(shè)備，2021,41(05):219-231.光伏光伏發(fā)電口區(qū)負(fù)荷負(fù)荷M發(fā)電古0負(fù)荷sLa亡C國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司《南瑞集團有限公司)紫金論電專題論壇國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司《南瑞集團有限公司)4分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)(三)分布式智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)示例：分布式網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)◆信息融合技術(shù)：來自多個傳感器或數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行綜合處理，以獲得更準(zhǔn)確、全面和可靠的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。需要研究如何將來自多傳感器的異構(gòu)信息進(jìn)行綜合處理，減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸量云端-調(diào)度中心云端-調(diào)度中心邊緣節(jié)點臺區(qū)控制網(wǎng)格控制…分布式電源、電動汽車、儲能系統(tǒng)…精細(xì)服務(wù)面向城市能源系統(tǒng)分布式資源的邊緣智能體系架構(gòu)字身份區(qū)塊生成驗證電子簽名生成新區(qū)塊邊緣智能體系架構(gòu)字身份區(qū)塊生成驗證電子簽名生成新區(qū)塊鏈接到區(qū)塊鏈局寫人聯(lián)盟身份賬本請求光成時間藏同用戶頹發(fā)憑通基于區(qū)塊鏈的電力行業(yè)聯(lián)盟信任分布式認(rèn)證體系運行機制25字身份驗證憑證驗證驗證完成憑證生成憑證注冊與簽名Haslh加密聯(lián)需ID關(guān)鍵信息私鑰聯(lián)盟ID電子注冊查◆區(qū)塊鏈技術(shù)：提供去中心化、不可篡改、透明化的數(shù)據(jù)管理方式。需將區(qū)塊鏈技術(shù)與現(xiàn)有的管理與操作系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；化，2022,46(17):142-152.王棟，楊珂，王瑜，等.基于區(qū)塊鏈的聯(lián)盟信任分布式認(rèn)證在電力行業(yè)的應(yīng)用探索[J].電力系統(tǒng)自動化，2022,46(08):1-10.國家電網(wǎng)PUR陽ENDLNTAINFDLRM國家電網(wǎng)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)1、研究背景與意義4、分布式智能電網(wǎng)的技術(shù)體系與關(guān)鍵技術(shù)5、分布式智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用場景國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司(南瑞集團有限公司)5應(yīng)用場景——農(nóng)村電網(wǎng)可靠性提升關(guān)鍵措施◆精準(zhǔn)升級農(nóng)村電網(wǎng)，提升農(nóng)村電網(wǎng)現(xiàn)代化水平：因地制宜完善農(nóng)村電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升農(nóng)村電網(wǎng)能源農(nóng)業(yè)