(一)配电网发展仍然滞后,发展不平衡。
近年来配电网投资力度不断加大,但由于历史欠账较多,配电网尤其是中压配电网发展仍然滞后,城市与农村、东部与中西部电网发展不平衡问题依然。供电可靠性与水平仍有较大差距,以上海为例,用户年均停电时间比东京长5倍以上。整体来讲,发展滞后(与经济发展需求、与国外电网)、地区不平衡(城农不平衡、东中西部不平衡)。
(二)电网结构薄弱,自动化水平低。
10千伏网架结构依然薄弱。城网和农网差距显着。10千伏线路仍有近一半未实现互联,农网互联比例仅为城网1/3。配电自动化水平较低。配电自动化处于起步阶段,故障诊断、隔离和恢复时间较长,无法实现网络重构和自愈。体现为互供能力差,直观感受为恢复供电时间长。
(三)配电网基础数据差,信息化手段落后。
配电网管理涉及到发展、农电、运检、营销、调度等不同部门,基础数据分散在不同系统中。系统之间的数据标准、模型不一致,此外,缺乏数据共维共享机制。配电网投资少,建设水平低,导致配网通信及信息系统发展相对滞后,缺少信息获取渠道。体现为管理精细化程度差,数据、图形和信息无法对应,甚至存在某种意义上的“盲”。
当前,我国的配电网供电可靠性与发达地区水平存在较大的差距,其中,配电自动化发展滞后是主要原因。截至2012年底,国家电网公司配电自动化覆盖率仅为10%,涵盖26家省级公司、2.2万条10kV线路;而法国、日本的配电自动化覆盖率分别达到90%和100%。美国、英国、日本等国家的电网输配电投资是电源投资的1.2倍左右,配电网投盗是输电网投资的1倍多,而我国的还不到输电网的一半。因此,在解决了大部分电源供给及输电线路骨架基本完成的情况下,中国电力投资重点需逐步转向电网智能化及配电网建设。
同时,随着电源及负荷直接接入配电网,给配电网的安全稳定运行带来了新的技术问题和挑战;在供电可靠性方面,中国的配电网系统也还有很长的一段路要走。这些问题的解决都依赖于高水平的配电自动化系统。
1)挑战之一:不断提高供电可靠性
2)挑战之二:不断提高电能利用效率
3)挑战之三:不断提高电网资产利用率
我国配电网主设备运行效率不高,从样本区域来看,总体效率约在0.3左右。美国的配电线路运行效率约在0.44左右。在人口稀少、负荷度分散的区域,设备轻载现象较为严重。
4)挑战之四:主动应对大规模分布式电源接入
5)挑战之五:主动应对大量电动汽车充电站/桩接入(1)充电负荷不确定性影响:大量无序充电会加剧电网负荷峰谷差,加重电力系统负担。
(2)电网运行优化控制难度加大:充电时间与空间分布不确定性、随机性等特征将加大电网控制难度。
(3)影响电能质量:电动汽车充电属于非线性负荷,产生的谐波引起电能质量问题。
1)分布式电源与微电网大规模应用
2)-二次能源综合利用
基于系统能效技术,通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合,形成能量输入和输出跨时域的实时协同,实现系统全生命周期的优化和能量的增效,能效控制系统对各能量流进行供需转换匹配,梯级利用、时空优化、以达到系统能效化,终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。
3)智能配电网发展前景:能源互联网
能源互联网是一种在现有电网基础上通过的电力电子技术和信息技术,融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置,能够实现能量和信息双向流动的对等电力互联共享网络。
能源互联网的研究和建设首先是从配用电端开始的。
4)互联网+智慧能源
通过互联网促进能源系统扁平化,推进能源生产与消费模式革命,提高能源利用效率,推动节能减排。加强分布式能源网络建设,提高可再生能源占比,促进能源利用结构优化。加快发电设施、用电设施和电网智能化改造,提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性。
5)智慧城市
城市智能配电网为智慧城市各个系统输送充足能量和海量信息,是智蔻能源系统的主要载体,可以监测感知城市能源供需情况、能耗指标,做到合理调配和使用电、油、气以及光伏、风电等能源资源,实现能源供给均衡、提高能源利用效率、减少排放。