智能配电网面临的11个挑战

智能配电网正在深刻改变着发电、输电、配电和用电系统，配电网面临的最大挑战来自于分布式电源(分布式发电、分布式储能和需求响应)的大量使用，如何应对诸多的挑战，使智能电网最大限度地发挥其潜能，为国家带来更广泛的社会和经济效益，变得非常迫切。
      挑战一：基础设施大量增加。智能电网需要灵活的网络拓扑，但是未来电网的典型网络拓扑结构还不够清晰;智能电能表的安装范围不断扩大，但是它们如何支持电网的规划运行仍然不确定，其功能还需要大力挖掘;采用基于新技术的基础设施，可能遇到经费、风险和运行人员知识不足等问题。
      挑战二：缺乏通信的标准和协议。标准化的缺乏，特别是与分布式电源和储能相关的标准化的缺乏会抑制各运行单位(发电、输电、配电和电力消费者)之间的数据交换，阻碍系统的完全优化，使系统效率降低。
      挑战三：互操作性标准有待完善。互操作性标准使电力系统的所有设备之间的协调成为可能。在一些领域，像分布式电源和储能，虽然有标准，但还很有限，分布式电源跟系统的互联，在缺乏协调功能的情况下，只能以局部的和自治的方式运行。分布式电源的发展需要从电网角度考虑，与电网协调运行。
      挑战四：计算机网络安全。数据的安全、隐私保护与信息访问的权限等问题，还存在不确定性，这些问题都会阻碍智能电网解决方案的采用。未来能源互联网、智能交通等系统都会产生大量的数据，也将会造成新的数据安全的问题。
      挑战五：研究适应分布式电源发展的运行和规划模型。智能电网模型需要综合考虑计算机网络、基础设施，市场，乃至国家政策方面的影响。未来的规划模型需要考虑在分布式电源高渗透率的条件下，如何优化系统运行，这是个重大挑战。
      挑战六：负荷、电源计划安排和调度。在基于逆变器的可再生能源发电的数量日益增加的趋势下，电网兼容性标准需做出很大改变,而且必须修改成能同时管理传统发电和基于逆变器的可再生能源发电。现在对分布式电源的调度模式还不能使利益相关方均获益,现在还缺乏能识别最优负荷和电源平衡的好模型。
      挑战七：储能。电网储能还处于开发和配置的初期阶段，而且由于现有储能技术成本高和有限的功能，还未广泛使用。很难评价哪一种储能技术对智能电网是最适宜的，但是从可再生能源使用角度看，高效、长寿命、可靠、价格合理、有较长放电持续时间的化学电池的开发是当前最迫切的。
      挑战八：能源效率。需求响应和负荷控制。我国现行电价是扭曲的，低电价很难通过智能电网来刺激居民用户进行需求响应，由于电价低致使投资回收不确定，影响需求响应的获得和分布式电源投资的不确定性。
      挑战九：出台旨在开放电力市场和激励智能电网投资的新法规。“电能”是一种商品，应该得到合理的市场价值。我国目前的费率结构和电力公司的收入模式，不足以促进和鼓励分布式能源价值，因此建立一个好的商业模式极其重要。
      挑战十：信息管理。我们已经进入大数据时代，智能电网要配备大量的传感器，将会产生大量的数据，因此产生了数据挖掘、分析、储存和管理大数据方面的新挑战，以便能为电网最优化、负载平衡、业务计划和其他的目的而抽取有意义的信息。各种层面上的信息垄断与信息孤岛将会成为信息共享的严重障碍，与之相关的管理改革日益重要。
      挑战十一：态势感知。智能电网将增加电力生产者和用户的态势感知能力，并提供本质上实时的可控性，以提高电网的自愈功能和抗扰能力，为此需要提供系统当前状态整体测量的有效描述、可视化信息;提供比实时还要快的预测分析，包括系统未来状态的变化趋势和可用于采取控制措施的时间，以便采取有效的措施。
      计量科学和技术上的进步，以及标准的制定，将贯穿这些挑战和机遇，并影响智能电网的各个方面。希望电气工程师与信息科学等领域的同行们密切合作，加快智能电网的创新。希望智能电网能够像Internet那样给人类的生活带来巨大的影响，也希望能出现像Internet那样具有颠覆性的技术。