No.2 配電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展方向

引言配電網(wǎng)是目前電力系統(tǒng)創(chuàng)新性發(fā)展最為集中的地方，大多數(shù)配電網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展都集中在配電設(shè)備以及配電系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步方面，各種新材料、新元件和新系統(tǒng)都在不斷測(cè)試和試點(diǎn)應(yīng)用中。這意味著在設(shè)計(jì)未來(lái)電網(wǎng)時(shí)要考慮其性能；就配電系統(tǒng)的運(yùn)行而言，這還意味著未來(lái)電網(wǎng)的運(yùn)行需要有更高的資產(chǎn)管理水平，并且可以承受更大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。CIRED是國(guó)際上唯一致力于配電領(lǐng)域的傳統(tǒng)國(guó)際會(huì)議，共有6個(gè)分會(huì)：網(wǎng)絡(luò)元件、電能質(zhì)量、運(yùn)行控制和保護(hù)、分布式能源、配電系統(tǒng)規(guī)劃和電力市場(chǎng)。其中配電系統(tǒng)規(guī)劃（CIRED2015-S5）分會(huì)主要討論了4個(gè)議題，包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展、配電網(wǎng)規(guī)劃、規(guī)劃方法及工具。本專題系列共有7篇文章，主要圍繞CIRED2015-S5的議題，從如何消納高占比可再生能源角度介紹當(dāng)前規(guī)劃技術(shù)的最新進(jìn)展。專題系列文章之一基于議題1歸納總結(jié)了各國(guó)配電系統(tǒng)采用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和資產(chǎn)管理策略，給出了配電網(wǎng)消納高占比可再生能源的風(fēng)險(xiǎn)管控方法。配電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的大致方向是：設(shè)備小型化、系統(tǒng)集成化、引入直流、更加智能化。本文基于議題2著重探討和研究了配電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展方向，以便于能夠更經(jīng)濟(jì)、安全和可靠地消納高占比可再生能源。主要內(nèi)容包括：①配電網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)2個(gè)層面的創(chuàng)新性技術(shù)發(fā)展；②智能電網(wǎng)理念在設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方面的實(shí)際應(yīng)用；③交直流配電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的可行性和有效性；④歐盟及一些歐洲國(guó)家（瑞典、挪威等）的智能電網(wǎng)發(fā)展概要。配電網(wǎng)在設(shè)備和系統(tǒng)方面的近期進(jìn)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，配電網(wǎng)的建設(shè)、規(guī)劃和運(yùn)行也在不斷改革創(chuàng)新，一些曾經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能在新的配電網(wǎng)條件下成為可能。相比于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)，未來(lái)的智能配電網(wǎng)成本更低、同等容量的設(shè)備占地面積更小、自動(dòng)化水平更高、效益更高、網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)化程度更高，有更多的配電零售商參與到供電的管理工作中，整個(gè)配售電結(jié)構(gòu)都將發(fā)生巨大的變化。本節(jié)從電力設(shè)備和系統(tǒng)2個(gè)層面討論配電網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)展。1.1配電設(shè)備的技術(shù)進(jìn)展在規(guī)劃未來(lái)電網(wǎng)時(shí)必須考慮電網(wǎng)新元件和用電新設(shè)備帶來(lái)的新功能。CIRED2015-S5提到在未來(lái)電網(wǎng)中可能廣泛應(yīng)用的幾種技術(shù)，包括故障限流器（faultcurrentlimiters，F(xiàn)CL）、正交增壓器（quadrature-booster，QB）和電纜。傳統(tǒng)的配網(wǎng)限流措施通常包括網(wǎng)絡(luò)開環(huán)運(yùn)行、安裝高阻配變或升級(jí)現(xiàn)有的開關(guān)柜等幾種。故障限流器FCL是一種新的保護(hù)裝置，目前主要有預(yù)飽和鐵芯FCL、超導(dǎo)FCL和電力電子FCL3種，介紹了這幾種裝置的限流原理、成本、以及實(shí)現(xiàn)FCL與電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化連接在開關(guān)柜和保護(hù)方面的要求。截至2015年，英國(guó)配網(wǎng)已經(jīng)安裝了4臺(tái)FCL，并計(jì)劃到2017年再至少增加5臺(tái)。2013年，英國(guó)GridON電網(wǎng)某33/11kV主站安裝了一臺(tái)10MVA飽和鐵心FCL，其快速故障恢復(fù)能力使得該網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)運(yùn)行3臺(tái)變壓器，而安裝FCL之前由于故障電流過(guò)高而只允許兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。來(lái)自GridON的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，在正常運(yùn)行時(shí)，與限流電抗器相比，F(xiàn)CL對(duì)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)較低的阻抗；而在發(fā)生單相、三相故障甚至多重連續(xù)故障時(shí)能夠快速有效的限制故障電流。所有分析和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，雖然FCL的成本高于傳統(tǒng)限流措施，但具有更為顯著的限流效果，能夠極大地提高配電系統(tǒng)的安全性和可靠性；并且隨著FCL技術(shù)的成熟，其成本會(huì)進(jìn)一步下降，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。正交增壓器QB不僅能夠提升電網(wǎng)的承載能力，而且可以平衡不同網(wǎng)絡(luò)間的潮流。介紹一個(gè)將QB應(yīng)用于33kV環(huán)網(wǎng)的案例，該案例對(duì)調(diào)整分接頭位置引起的電壓變化和負(fù)載分配進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，QB能夠正常實(shí)現(xiàn)各種預(yù)想功能，同時(shí)還能夠提升電網(wǎng)的消納能力，從而使得一臺(tái)70MW的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組能夠順利上網(wǎng)。利用光伏發(fā)電輸出功率的波動(dòng)對(duì)分級(jí)電壓調(diào)節(jié)器（stepvoltageregulator，SVR）抽頭切換頻率進(jìn)行評(píng)估，并分析了光伏的容量和輸出功率波動(dòng)平滑度對(duì)抽頭切換功率的影響。相對(duì)于架空線路，電纜具有供電安全、靈活和操作維護(hù)費(fèi)用少的優(yōu)勢(shì)，但是由于成本較高，適宜于在中長(zhǎng)期運(yùn)行條件下使用。在歐洲，瑞典是大規(guī)模使用電纜的典型代表，芬蘭某郊區(qū)也因經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)暴，架空線路的安全性受到威脅而大量使用電纜。1.2配電系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展除了設(shè)備層面，對(duì)配電網(wǎng)的優(yōu)化還體現(xiàn)在系統(tǒng)層面。以無(wú)功平衡為例，在高占比分布式能源的條件下，傳統(tǒng)并網(wǎng)的大型機(jī)組逐漸變少，使得系統(tǒng)中無(wú)功電源不足，對(duì)此一般的做法是安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。提出了一種由配電網(wǎng)向輸電網(wǎng)供給無(wú)功功率的思路，該方法以發(fā)電機(jī)的無(wú)功輸出、變壓器的分接頭位置、無(wú)功補(bǔ)償容量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等為決策變量來(lái)優(yōu)化輸配電之間的無(wú)功交換功率。對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化還體現(xiàn)在對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制和運(yùn)行上。主要討論了儲(chǔ)能裝置對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行的各種影響，其中包括延遲電網(wǎng)的規(guī)劃投資、削峰填谷、調(diào)節(jié)其無(wú)功輸出的大小以防止母線電壓驟降等；設(shè)計(jì)了一個(gè)配合風(fēng)機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能裝置的控制運(yùn)行策略，在實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)輸出電量最大化的同時(shí)可減小輸出功率越限的風(fēng)險(xiǎn)，以期在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下最大化地利用風(fēng)力資源。IEC輸配電工作咨詢委員會(huì)組（AdvisoryCommitteeonElectricityTransmissionandDistributionTaskForce，ACTAD）總結(jié)了到2030年輸配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和新興技術(shù)，最近的調(diào)查結(jié)果顯示，盡管世界各地的發(fā)展路線不盡相同，但反復(fù)出現(xiàn)的關(guān)鍵詞都是直流輸配電（網(wǎng)）、可再生能源以及特高壓交/直流輸電。ACTAD總結(jié)當(dāng)前在配電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)主要包括：鼓勵(lì)低碳社會(huì)的國(guó)際/國(guó)內(nèi)政策、信息和通信技術(shù)、資產(chǎn)管理（尤其是對(duì)那些電網(wǎng)老化設(shè)備的投資策略）、符合電力系統(tǒng)要求的市場(chǎng)設(shè)計(jì)、管理機(jī)制以及廣域運(yùn)行方式等。ACTAD認(rèn)為，在未來(lái)15～20年內(nèi)，配電網(wǎng)的發(fā)展特點(diǎn)將是更加“主動(dòng)”和“智能”，并且可再生能源利用率更高，占比更大；兩者的重要性和實(shí)現(xiàn)程度取決于不同國(guó)家和地區(qū)的管理方式和政策，但為了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展而減小碳排放卻始終是重中之重。越來(lái)越廣泛的分布式發(fā)電接入，為配網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)的變化主要體現(xiàn)在“主動(dòng)”和“智能”這兩個(gè)方面。首先，由于分布式發(fā)電輸送反向潮流需要電網(wǎng)具備相應(yīng)的電壓控制和解列措施，所以原來(lái)作為“被動(dòng)”負(fù)荷的配網(wǎng)現(xiàn)在對(duì)于整個(gè)輸配電系統(tǒng)而言變?yōu)椤爸鲃?dòng)”的了。其次，為了減小由于集成大量可再生能源引起的電壓、頻率波動(dòng)，需要在配網(wǎng)中增加SVC和大規(guī)模儲(chǔ)能裝置。英國(guó)智能電網(wǎng)論壇工作流7（GBSmartGridForumWorkStream7，GBSGFWS7）同樣以2030為時(shí)間節(jié)點(diǎn)、以英國(guó)配電網(wǎng)為例，構(gòu)建了一個(gè)研究電網(wǎng)發(fā)展的方法模型，見圖1。該模型首先選取基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，分別以英國(guó)郊區(qū)和城市現(xiàn)狀電網(wǎng)為基準(zhǔn)，將當(dāng)前到2030年的發(fā)展路線劃分為若干階段。其次，對(duì)每個(gè)發(fā)展階段應(yīng)用所定義的場(chǎng)景模式；GBSGFWS7定義了2種發(fā)/用電模式，不僅考慮最嚴(yán)峻的情形，而且考慮了包括可再生能源在內(nèi)的低碳技術(shù)。第三，分析電網(wǎng)在所選擇場(chǎng)景下的表現(xiàn)，利用“用例”中定義的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)研究?jī)?nèi)容，明確關(guān)鍵問(wèn)題所在?！坝美笔擒浖こ绦g(shù)語(yǔ)，GBSGFWS7用其定義研究?jī)?nèi)容以得到定性和定量的輸出，并作為解決關(guān)鍵問(wèn)題的分析基礎(chǔ)。最后，GBSGFWS7定義了涉及運(yùn)行、規(guī)劃、商業(yè)和管制等方面的24個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，分別與配電網(wǎng)技術(shù)、主動(dòng)用戶、全系統(tǒng)以及通信等其他技術(shù)相關(guān)，然后針對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題給出解決方案。解決方案中則包括傳統(tǒng)的方法，如網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化建設(shè)和饋線上的負(fù)荷分配；智能的方法包括主動(dòng)配網(wǎng)管理（activenetworkmanagement，ANM）、儲(chǔ)能（electricalenergystorage，EES）、故障限流、需求側(cè)響應(yīng)（demandsideresponse，DSR）等。上述研究方法在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的每個(gè)階段反復(fù)進(jìn)行，直到找到一條可信的發(fā)展路線。盡管該模型以英國(guó)配網(wǎng)為例，但還可應(yīng)用于研究其他具有類似特征的電網(wǎng)。圖1電網(wǎng)發(fā)展路線的研究方法概覽

智能配電網(wǎng)理念在配電設(shè)備及系統(tǒng)方面的體現(xiàn)CIRED2015-S5主要從定義和特征的擴(kuò)充和完善、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)以及實(shí)踐應(yīng)用的展示等幾個(gè)方面來(lái)闡釋和評(píng)估智能電網(wǎng)這一理念。CIRED2015-S5采用的評(píng)估智能電網(wǎng)項(xiàng)目有效性的方法是：一是對(duì)現(xiàn)有的智能電網(wǎng)項(xiàng)目建立數(shù)據(jù)庫(kù)（包括自2006啟動(dòng)的165個(gè)智能電網(wǎng)的案例工程的所有參數(shù)和數(shù)據(jù)），通過(guò)統(tǒng)計(jì)綜合分?jǐn)?shù)將項(xiàng)目分成可靠、可接受、有疑問(wèn)和不可接受4類；二是通過(guò)建立評(píng)估指數(shù)評(píng)估智能電網(wǎng)項(xiàng)目特征，大眾所熟知的特征包括承載能力的增加、供電能力的增強(qiáng)和能源利用效率的提升等；三是建立實(shí)驗(yàn)室，致力于檢測(cè)智能電網(wǎng)項(xiàng)目中設(shè)備、系統(tǒng)、性能的有效性；四是分析具體項(xiàng)目在分布式能源高占比條件下對(duì)總成本收益經(jīng)濟(jì)性的影響，包括利益相關(guān)者（用戶、市場(chǎng)操作者、配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商）的投資成本和運(yùn)行成本的主要組成成分。為了讓更多的人了解智能電網(wǎng)的真正含義，BKWEnergieAG從電網(wǎng)運(yùn)行人員的角度編撰了一套智能電網(wǎng)分類大全，從發(fā)展來(lái)源、概念、目的和利益相關(guān)者四個(gè)方面對(duì)這些術(shù)語(yǔ)進(jìn)行分類和解釋，并闡述了各要素之間的關(guān)聯(lián)。智能電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行技術(shù)的實(shí)現(xiàn)程度需要有相關(guān)法則來(lái)給予評(píng)價(jià)。歐洲電網(wǎng)專案（TheEuropeanElectricityGridInitiative，EEGI）提出了一套衡量智能電網(wǎng)技術(shù)效益的方法，其核心是定義了反映電網(wǎng)承載能力、電能質(zhì)量和能源利用效率的評(píng)估指標(biāo)，比較采用智能電網(wǎng)技術(shù)前后這些指標(biāo)的大小，以此來(lái)衡量智能電網(wǎng)技術(shù)的實(shí)用性和可行性。對(duì)智能電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化，在本來(lái)僅包括發(fā)電、輸電、配電、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車、用戶服務(wù)和商業(yè)模型六大類的指標(biāo)體系中增加了通信技術(shù)大類，并且對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)平均，從而能更加客觀地體現(xiàn)每個(gè)指標(biāo)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)作用。利用包含起點(diǎn)、終點(diǎn)、路徑以及發(fā)展速度的智能電網(wǎng)發(fā)展方法論分析了巴西配電網(wǎng)公司的現(xiàn)狀，并利用成本效益分析方法討論了其快速智能化和慢速智能化的成本與效益。國(guó)外很多配電網(wǎng)公司已經(jīng)開始研究如何從技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)幾方面將智能電網(wǎng)理念付諸實(shí)踐，目前，全世界已經(jīng)有很多智能電網(wǎng)工程正在實(shí)施或者已經(jīng)完成。2014年，法國(guó)電力集團(tuán)研發(fā)中心（ElectriciteDeFrance，EDFR&D）在法國(guó)南部城市構(gòu)建了一個(gè)概念電網(wǎng)，用于實(shí)踐智能電網(wǎng)技術(shù)；該電網(wǎng)采用63/20kV配變，中壓線路3km，低壓線路7km，居民用戶見圖2，均配置了智能表計(jì)、微型風(fēng)電機(jī)組、光伏電池板等先進(jìn)設(shè)備，截至2015年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)環(huán)網(wǎng)恢復(fù)、需求響應(yīng)等技術(shù)?？偨Y(jié)了奧地利近10年智能電網(wǎng)研究項(xiàng)目的主要經(jīng)驗(yàn)，結(jié)論表明，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與分布式發(fā)電的位置、時(shí)間尺度等息息相關(guān)，加強(qiáng)低壓配電網(wǎng)的電壓監(jiān)控措施能夠提高電網(wǎng)的承受能力。研究了如何在配電網(wǎng)中應(yīng)用基于電壓觀測(cè)器的有載變壓器、通信系統(tǒng)、電力電子器件以及智能表計(jì)等智能設(shè)備。介紹了挪威斯塔萬(wàn)格市中心的智能電網(wǎng)工程試驗(yàn)項(xiàng)目，此項(xiàng)目從2015開始實(shí)施，預(yù)計(jì)持續(xù)3年，主要目的是試驗(yàn)SCADA、DMS和智能表計(jì)等智能電網(wǎng)部件的功能。研究需求側(cè)響應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)的影響，結(jié)果表明需求響應(yīng)能夠提高資產(chǎn)利用效率，提高新能源的滲透率。在奧地利電力市場(chǎng)環(huán)境下分析了不同分布式電源滲透率下，不同電力系統(tǒng)利益主體的投資運(yùn)行成本和效益，結(jié)果表明，智能配電網(wǎng)方案能夠比傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來(lái)更多的利益。圖2概念電網(wǎng)研究了低碳智能電網(wǎng)的兩種規(guī)劃投資方法，分別是傳統(tǒng)電網(wǎng)擴(kuò)容改造（如增加變電站、線纜等）和建設(shè)智能電網(wǎng)（如安裝儲(chǔ)能、需求響應(yīng)以及動(dòng)態(tài)能量管理等），并根據(jù)2015～2030年英國(guó)的熱泵上網(wǎng)數(shù)量和光伏上網(wǎng)容量數(shù)據(jù)，分析了兩種規(guī)劃方案的成本和效益，研究結(jié)果顯示在目前英國(guó)電網(wǎng)條件下兩種方案結(jié)合的方式是最優(yōu)的。提出了一種適用于工商業(yè)集中區(qū)域的智能配網(wǎng)規(guī)劃方法，首先統(tǒng)計(jì)規(guī)劃年內(nèi)包括原始電網(wǎng)情況、負(fù)荷結(jié)構(gòu)、電動(dòng)汽車的增長(zhǎng)速度、需求側(cè)管理程度、分布式電源滲透率以及負(fù)荷預(yù)測(cè)增長(zhǎng)率等各項(xiàng)基本要素，其次分析規(guī)劃電網(wǎng)區(qū)域的智能化程度，包括智能計(jì)量、監(jiān)控力度、通信覆蓋率等；在規(guī)劃中還綜合考慮了各種智能技術(shù)靈活性對(duì)預(yù)測(cè)負(fù)荷的影響，以基于靈活性調(diào)度的新負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線作為規(guī)劃負(fù)荷結(jié)果。討論了韓國(guó)電力公司針對(duì)包含分布式電源、燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn)等微網(wǎng)的技術(shù)和濟(jì)管理計(jì)劃，總結(jié)了微網(wǎng)所具備的優(yōu)勢(shì)，如提高能源利用效率、考慮分布式電源調(diào)度的規(guī)劃優(yōu)化模型、涵蓋實(shí)時(shí)控制的能量管理系統(tǒng)等。主要針對(duì)負(fù)荷密度高、能源少的城市智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行了研究，以哥本哈根的諾德海文為試驗(yàn)地區(qū)，研究動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒍鄻拥闹悄芫W(wǎng)絡(luò)服務(wù)、電動(dòng)汽車充電方案、不同電力資源的優(yōu)化、新能源系統(tǒng)下集中供熱的熱泵解決方案、主動(dòng)負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)投資規(guī)劃的影響等。分別基于靈敏度因數(shù)的電子制表法和Python腳本的潮流分析法對(duì)削減負(fù)荷進(jìn)行了評(píng)估，前一種方法是直接利用電壓隨有功功率和無(wú)功功率變化的靈敏度因數(shù)來(lái)計(jì)算功率變化時(shí)電壓的變化量，后一種方法則采用潮流方程計(jì)算發(fā)電機(jī)功率變化時(shí)電壓的變化量，結(jié)果表明2種方法均可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷削減評(píng)估，前者比后者計(jì)算速度快，但精度低。交直流混合配電網(wǎng)研究的近期進(jìn)展近幾年，電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得交、直流之間的雙向轉(zhuǎn)換更加靈活，大大推動(dòng)了直流配電網(wǎng)的發(fā)展。與交流配電技術(shù)相比，直流配電技術(shù)具有線路成本低、輸電損耗小、傳輸容量大、電能質(zhì)量高、綠色環(huán)保、便于分布式能源接入等優(yōu)勢(shì)。和交流配電技術(shù)類似，直流配電技術(shù)也主要涵蓋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備、控制運(yùn)行、保護(hù)幾個(gè)方面。直流配電網(wǎng)的接線方式可分為輻射狀、環(huán)狀和兩端配電；關(guān)鍵設(shè)備則包括AC/DC換流器、DC/DC換流器、直流斷路器等；控制技術(shù)可分為系統(tǒng)級(jí)和設(shè)備級(jí)兩種控制模式，其中系統(tǒng)級(jí)控制的目的是實(shí)現(xiàn)能量的平衡管理，保證直流母線電壓的穩(wěn)定，設(shè)備級(jí)控制則針對(duì)每個(gè)設(shè)備單元，結(jié)合其特性所需設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制策略；保護(hù)技術(shù)主要研究直流配電網(wǎng)的保護(hù)設(shè)備、接地方式、故障診斷與處理方法等。從2004年開始，世界各國(guó)相繼開展了直流配電網(wǎng)的研究，在供電方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、連接方式以及控制和保護(hù)技術(shù)等方面取得了一定的研究成果，但很多關(guān)鍵技術(shù)（如直流斷路器、直流開關(guān)）還不夠成熟，經(jīng)濟(jì)性也有待提高。目前國(guó)內(nèi)外已有幾個(gè)國(guó)家開展直流配電網(wǎng)真實(shí)線路試驗(yàn)運(yùn)行，以芬蘭和韓國(guó)標(biāo)配的實(shí)際低壓直流配電網(wǎng)為對(duì)象，分析在不同供電范圍和容量情況下，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)行成本與直流母線額定電壓的關(guān)系；結(jié)果表明在其他條件相同的情況下，地域特征、直流母線電壓的選擇是影響低壓直流配電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行成本的關(guān)鍵因素；文中給出芬蘭和韓國(guó)低壓直流配電的成本與直流母線電壓之間的關(guān)系曲線，由此得到不同條件下的最優(yōu)直流母線電壓。建設(shè)直流配電網(wǎng)是智能配電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要方向，但是距離純直流配電的時(shí)代還比較遙遠(yuǎn)，目前最可行的設(shè)想仍然是交直流混合配電網(wǎng)，即直流配電網(wǎng)以微網(wǎng)形式經(jīng)換流站與交流電網(wǎng)相連，但是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要考慮直流配電網(wǎng)對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性的影響以及選址配置等因素。在交直流混合電網(wǎng)的背景下，首先需要對(duì)交流電氣設(shè)備重新改造，例如家用和辦公電器設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)成不帶整流器的設(shè)備；其次必須具備交直流電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)控制和保護(hù)。歐洲智能配電網(wǎng)的發(fā)展路線基于CIRED2015圓桌會(huì)議16（RT16）的主要內(nèi)容，本節(jié)介紹歐盟及一些歐洲國(guó)家（瑞典、挪威）智能電網(wǎng)的發(fā)展路線和建設(shè)方案。4.1歐盟智能電網(wǎng)發(fā)展概要?dú)W盟智能電網(wǎng)中心（EuropeanTechnologyPlatformforSmartGrids，ETPSG）的主要職責(zé)是推進(jìn)歐洲各國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)行，為各國(guó)政策制定者提供科技發(fā)展建議。ETPSG與歐洲各國(guó)技術(shù)中心之間、以及各國(guó)技術(shù)中心之間均相互聯(lián)系，互通有無(wú)，從而形成了一個(gè)以此為主干、各國(guó)技術(shù)中心為分支的歐洲智能電網(wǎng)平臺(tái)體系。ETPSG由兩級(jí)組織、約150個(gè)成員組成，第一級(jí)是指導(dǎo)委員會(huì)，第二級(jí)包括3個(gè)工作組，分別負(fù)責(zé)電網(wǎng)運(yùn)行與資產(chǎn)管理、儲(chǔ)能和并網(wǎng)、智能表計(jì)和零售等工作，具體分工如下：①工作組1負(fù)責(zé)監(jiān)管電網(wǎng)并給予響應(yīng)；控制電網(wǎng)雙向潮流，確保系統(tǒng)的安全性、彈性和自愈能力；規(guī)劃智能輸電網(wǎng)；管理輔助服務(wù)和主動(dòng)響應(yīng)。②工作組2負(fù)責(zé)研發(fā)儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)及商業(yè)用例；研究整合了儲(chǔ)能設(shè)備的電力市場(chǎng)以及相關(guān)法規(guī)；研發(fā)用于儲(chǔ)能控制的電力電子技術(shù)；研究以儲(chǔ)能為能量傳輸載體的熱電、氣電等特性。③工作組3則負(fù)責(zé)研究提高電網(wǎng)靈活性的技術(shù)；提高智能表計(jì)的可用性和可視化以及制定相應(yīng)的規(guī)程；設(shè)計(jì)電能收費(fèi)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)歐盟成員國(guó)之間的相關(guān)規(guī)程；調(diào)研終端用戶的社會(huì)反響，并開發(fā)需求側(cè)響應(yīng)的潛能。4.2瑞典智能電網(wǎng)發(fā)展概要2012年，由瑞典政府任命來(lái)自工業(yè)、學(xué)術(shù)界和政界的15名成員組成了瑞典智能電網(wǎng)建設(shè)中心，并建立了公網(wǎng)平臺(tái)，其目的是促進(jìn)不同利益相關(guān)者之間的知識(shí)轉(zhuǎn)化，為國(guó)家智能電網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃起草建議書。目前，瑞典的總發(fā)電量為598TWh，其中國(guó)內(nèi)發(fā)電量占69%，新能源發(fā)電量占56%，人均CO2排放量為5～6t。瑞典自1991年開始征收碳排放稅，自2003年開始為新能源提供綠色證書。瑞典智能電網(wǎng)政策目標(biāo)是2020年之前實(shí)現(xiàn)無(wú)化石能源供熱，2030年之前實(shí)現(xiàn)無(wú)化石能源運(yùn)輸，2050年之前實(shí)現(xiàn)無(wú)碳排放的高效可持續(xù)再生能源系統(tǒng)。總體而言，瑞典的指標(biāo)在世界上是比較先進(jìn)的。瑞典智能電網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃的主要研究領(lǐng)域見圖3。在法律和規(guī)章制度方面，行動(dòng)計(jì)劃賦予用戶即使不簽合同也能免費(fèi)訪問(wèn)每小時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的權(quán)利，并且監(jiān)督管制框架，以克服在電網(wǎng)中發(fā)展儲(chǔ)能所存在的困難。在經(jīng)濟(jì)方面，行動(dòng)計(jì)劃支持各電網(wǎng)公司進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)平攤，這些風(fēng)險(xiǎn)是在投資未得到完全驗(yàn)證的智能電網(wǎng)試驗(yàn)方案時(shí)產(chǎn)生的，另外在集成的智能電網(wǎng)創(chuàng)新策略中包含各種新的和補(bǔ)充的創(chuàng)新形式以資助整個(gè)價(jià)值鏈。4.3挪威智能電網(wǎng)發(fā)展概要挪威智能電網(wǎng)中心（www.smartgrids.no）是一個(gè)跨學(xué)科建設(shè)平臺(tái)，涉及公共事業(yè)和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，IT軟件、硬件和服務(wù)行業(yè)，電力系統(tǒng)和自動(dòng)化制造業(yè)，智能表