从被动配电网向主动配电网发展的过渡

从被动配电网向主动配电网发展的过渡—范明天

受《南网能源评论》杂志邀请，编写主动配电网的科普论文，其条件是比博文正式一些，但是不比科技论文严谨，元旦期间抽时间整理了下文：

国内电力界的精英们就像当年争论是否将“smart grid”翻译为“智能电网”一样，近年又在为将“active distribution”翻译为“主动配电网”还是“有源配电网”而苦恼，为其确切定义而发愁。今年以来，很多机构开始使用“主动配电网”，如南方电网申请了国家863项目，其中涉及主动配电网的内容，国家能源局也成立了“国家主动配电网研发中心”，如此看来，“active distribution”译为“主动配电网”的方法逐渐为大家所接受。但是，我觉得国内还是将主动配电网混同于智能电网。主动配电网是有精确定义的技术术语，而不像智能电网，仅仅是一个泛泛的口头术语。

虽然，我国的基础设施还在建设中，我们完全可以发展自己的智能电网、微电网和主动配电网，不必要跟在人家的后面亦步亦趋。但是，科技毕竟不是文学，写科技论文毕竟不同于写小说，科技术语有其严谨性，科技术语虽然不似数学符号那么通用，但要想在世界上得到认同，还应该采用基本相同的涵义。

作为国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电（C6）的中方委员，作为该词翻译的始作俑者和推动者，我觉得还是有义务略为详细地介绍将该术语的由来，以便于大家了解该术语的背景和意义，在科研工作中和有关场合正确地使用该术语。本文首先深入浅出地讲清楚微网和主动配电网的区别、给出DER接入对传统配电网的影响、传统配电网和主动配电网的区别，然后介绍CIGRE-C6在全世界关于主动配电网的调研结果（包括机制方面和技术方面），给出被动与主动配电系统在规划、运行、管理、机制方面的不同，最后由此探讨中国的主动配电网发展方向。

1.智能电网、微网和主动配电网的区别

现在全世界谈论的smartgrid的基本定义是什么呢？虽然众说纷纭，我抛砖引玉给出初步定义，“能够有效率和有效益地使用各种能源和资源的网络”－the network by which energy （electricity，gas，oil and hydrogen) and resources（electricity，heating and cooling) could be used effectively and efficiently"。那么现有电网是否达到此等水平呢，显然没有。中国政府郑重其事宣布，我国到2020年GDP的单位CO2排放比2005年的水平要降低40～45%，电力系统是降低排放的最前线，从发电到用电的各部分均受影响。如何达到该目标，电力系统应该承担较大的责任。所以，不仅仅是电网自身智能化的问题。欧洲的20-20-20计划是，到2020年欧洲电网接入20%的可再生能源，降低排放20%，提高效率20%。后两项目标与智能化太大的没有关系。

微电网概念的提出者为美国威斯康星大学威尔逊分校Robert H. Lasseter教授(美国

CERTS(The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)首席专家，IEEE分布式发电(DG)研究领域主席。他于2001年根据CERTS微网的概念，首次提出了微电网的定义。CERTS 所做的几个微电网试验项目无一例外的是以提高用户的供电可靠性和改善电能质量为目的，可以看出微电网的最初试验的目的是提高电能质量和供电可靠性，其中最主要的指标是供电可靠性。因此，微网主要是用于保证特殊客户供电可靠性的客户电网。（参见陈文波博客）

主动配电网的概念和内容自国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电（C6）的报告C6.11于2008年提出，近年来已经得到IEEE、CIRED等国际学术组织的足够关注。值得注意的是，请注意，在今年CIGRE2012的会议上，C6已经正式将主动配电网改称主动配电系统，因为增加了分布式资源（DER）后，配电网已经不是传统的被动配电网了，故称为主动配电系统。这里先概要给出主动配电系统的基本定义：具有灵活结构的可以主动控制和主动管理的配电系统。与微网以客户为中心的最大的不同，它是电力企业的公用配电系统。

2.被动配电网与主动配电网是如何处理DER的

传统的配电网是被动的配电网，其运行、控制和管理模式都是被动的。由大型发电厂生产的电力，流经输电网（高压），通过配电网（MV和LV）送到用户，因此中低压（LV）配电网即为电力系统的“被动”负荷，因此配电网可以称之为被动配电网（PDN，passive distribution network）。即使采用配电自动化，尤其是在中国，其核心控制思路仍然是被动的，即在无故障的情况下，一般不会进行自动控制的操作。现有的配电网分析计算，无论损耗、电压和可靠性，都是基于最大负荷条件或平均负荷条件。因此，传统配电系统本来就不是为接入大量分布式资源而设计的。大量分布式能源（DER）接入配电网后可能会带来诸多影响。例如，影响短路水平和设备选型、影响无功功率和电压分布、影响保护、配电自动化和故障清除过程、影响特殊情况下的孤岛运行。因此，为了应对大量分布式DER的接入，而且还维持原有的可靠性，需要向主动控制和主动管理发展。

基于智能计量技术的开发和信息和通讯技术（ICT）的发展，ADS可以延缓投资、提高响应速度、网络可视性以及网络灵活性、较高的电能质量和供电可靠性、较高的自动化水平、更容易地接入DER、有可能降低网络损耗、更好地利用资产、改进的负荷功率因数、较高的配电网效率、较高的供电质量和敏感客户的可用性。当然，ADS的发展还会面临一些问题和障碍，如维护问题、涉及大量利益相关者时的通信复杂性、增加投资费用（设备、教育、软件）、缺乏经验、对于ADS特性的设定没有统一的国际标准、配电网络运营商（DNO）没有承担风险的动力、日常运行方式难以改变、现有规约和通信基础设施的能力。需要制定新的监管条例、DG规模继续扩大并被接到输电网、信息通信基础设施的安全性、主动网与现有被动网的不兼容性。对电力系统的各个设备（发电和用电）都有可能安装精确的测量信息的设备（IED），信息和通讯技术（ICT）的快速发展使配电网的控制和管理模式从此与传统不同。这与社会生活极其相似。现在社会生活有了微博，有了现场音像，个人和管理部门都有了许多可利用的现场信息，使我国这样的集中控制和管理国家的社会生活也从此不同。

自从1999年参加国际供电会议（CIRED）以来，我觉得我们现在的科研水平与欧美又有