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導(dǎo)讀： 在當(dāng)前全球能源格局大變革，我國(guó)電力改革不斷進(jìn)入深水區(qū)的大形勢(shì)下，在以清潔能源為主導(dǎo)、以電力為中心的能源發(fā)展新格局下，電網(wǎng)正在成為能源配置的主要載體。
《國(guó)家電網(wǎng)》從世界電網(wǎng)發(fā)展整體情況看，未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展方向是什么？
馬釗：在當(dāng)前全球能源格局大變革，我國(guó)電力改革不斷進(jìn)入深水區(qū)的大形勢(shì)下，在以清潔能源為主導(dǎo)、以電力為中心的能源發(fā)展新格局下，電網(wǎng)正在成為能源配置的主要載體。
特別是配電網(wǎng)，它直接連接分布式可再生能源和主動(dòng)柔性負(fù)荷和用戶，不僅是智能電網(wǎng)的物理載體和基石，是相關(guān)新技術(shù)所需數(shù)據(jù)的主要來(lái)源，而且是下一代綜合能源系統(tǒng)不可或缺的重要角色，因此備受重視。
提供安全、可靠、高效、綠色、互動(dòng)的電能服務(wù)是配電網(wǎng)的根本職責(zé)和目標(biāo)。分布式可再生能源及具有發(fā)用儲(chǔ)一體化的新型柔性負(fù)荷的逐步滲透，使現(xiàn)代配電網(wǎng)具有離散性、動(dòng)態(tài)性、非線性、多目標(biāo)性和不確定性等特點(diǎn)，成為典型的復(fù)雜大系統(tǒng)。
未來(lái)配電系統(tǒng)將滿足分布式可再生電源及儲(chǔ)能裝置的大規(guī)模介入，適應(yīng)電動(dòng)汽車等新型負(fù)荷的即插即用，同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和信息互動(dòng)的高級(jí)需求。
能源革命的核心價(jià)值首先是綠色低碳，其次是節(jié)能高效，最終要達(dá)到能源節(jié)約型社會(huì)的目標(biāo)，從能源供給方面是多元供給、多輪驅(qū)動(dòng)。為解決電力系統(tǒng)所面臨的這些問(wèn)題，能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。有眼光、有勇氣的先行者已經(jīng)開(kāi)始在探索能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新技術(shù)和商業(yè)模式。
在我看來(lái)，未來(lái)的城市配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)榫C合能源服務(wù)系統(tǒng)，其特殊屬性是系統(tǒng)性、廣泛性、包容性、開(kāi)放性、互動(dòng)性。而其在技術(shù)特征方面的特殊屬性是測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動(dòng)化。
《國(guó)家電網(wǎng)》未來(lái)，配電網(wǎng)將具有哪些特點(diǎn)？
馬釗：我個(gè)人認(rèn)為未來(lái)配電網(wǎng)應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
一是可再生能源將逐步成為電網(wǎng)中的主要一次能源來(lái)源?；茉磳⑷找婵萁?，可再生能源是可持續(xù)發(fā)展的綠色能源，正在成為全球第二大電力來(lái)源。
二是配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式將發(fā)生重大變化。未來(lái)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)大電網(wǎng)和微網(wǎng)并存的格局。
三是高度融合的物理電網(wǎng)和信息物理系統(tǒng)。改變電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式、提升電氣設(shè)備的性能和采用新型功能的電氣設(shè)備，是解決未來(lái)電網(wǎng)更為根本性的方法。
發(fā)展具有自適應(yīng)功能的電力設(shè)備和保護(hù)設(shè)備，就可以顯著降低電網(wǎng)對(duì)于傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理的技術(shù)要求。這對(duì)于提高電網(wǎng)的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。
四是新型的電力市場(chǎng)、商業(yè)模式——能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)將是綜合能源互聯(lián)網(wǎng)。成千上萬(wàn)的電源點(diǎn)與用戶連在一起，都會(huì)在需求與價(jià)格規(guī)則的雙向約束下，以微分的精確步距，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)出力與負(fù)荷的平衡。實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電實(shí)時(shí)平衡，電力市場(chǎng)和商業(yè)模式非常重要。
五是新材料新技術(shù)將在未來(lái)配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。高壓大功率電力電子器件和裝備，以及新型的高性能電極、儲(chǔ)能、電介質(zhì)和儲(chǔ)氫材料等的發(fā)明和使用；還有其他新材料，如納米復(fù)合材料、場(chǎng)（包括電場(chǎng)和磁場(chǎng)）控和溫控的非線性介質(zhì)材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。
新材料和新技術(shù)的應(yīng)用將簡(jiǎn)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行，并能對(duì)電源波動(dòng)和電網(wǎng)故障作出響應(yīng)。
《國(guó)家電網(wǎng)》同世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)配電網(wǎng)發(fā)展需要在哪些方面發(fā)力？
馬釗：綜合國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)現(xiàn)狀，特別是我國(guó)配電網(wǎng)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，我個(gè)人認(rèn)為我國(guó)建設(shè)國(guó)際一流配電網(wǎng)需要考慮以下幾個(gè)方面：
社會(huì)、經(jīng)濟(jì)宏觀比較。社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)直接反應(yīng)并指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)。我國(guó)的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、人均年生活用電量等方面的一些綜合數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)城鎮(zhèn)化和電氣化水平空間較大。相應(yīng)的，城鎮(zhèn)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)以及規(guī)模化發(fā)展仍有較大潛力。
供電可靠性。以2014年為例，我國(guó)10千伏用戶平均供電可靠率為99．940％，平均停電時(shí)間5．22小時(shí)／戶。
其中，城市（市中心＋市區(qū)＋城鎮(zhèn)）用戶平均供電可靠率為99．971％，年平均停電時(shí)間為2．59小時(shí)／戶；農(nóng)村用戶平均供電可靠率為99．935％，年平均停電時(shí)間為5．72小時(shí)／戶。
與國(guó)際先進(jìn)水平進(jìn)行對(duì)比，2011年新加坡供電可靠率達(dá)到99．999941％，平均停電時(shí)間為0．31分鐘；2009年日本東京供電可靠率達(dá)到99．999619％，平均停電時(shí)間為2分鐘。
據(jù)此可看出，我國(guó)供電可靠性提升空間和壓力較大。
配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性、靈活性。在這一方面，不同國(guó)家形成了各異的設(shè)計(jì)方法。
以城市配電網(wǎng)為例，巴黎城區(qū)電纜網(wǎng)采用三環(huán)網(wǎng)T接或雙環(huán)網(wǎng)T接方式；倫敦電纜網(wǎng)采用多分支多聯(lián)絡(luò)接線方式；東京22千伏電纜網(wǎng)采用主線備用線、環(huán)形、點(diǎn)狀網(wǎng)絡(luò)接線方式，6千伏架空網(wǎng)采用多分段多聯(lián)絡(luò)方式，電纜網(wǎng)則采用多分割多聯(lián)絡(luò)方式；新加坡電纜網(wǎng)采用“花瓣式”，也即環(huán)網(wǎng)閉式的接線。
盡管具體拓?fù)洳煌?，?guó)外先進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本趨勢(shì)是呈現(xiàn)“啞鈴狀”發(fā)展，核心原則是“強(qiáng)化兩頭、簡(jiǎn)化中間”，既保證可靠性安全性，又避免重復(fù)建設(shè)。
目前，我國(guó)北京市高壓配電網(wǎng)與國(guó)際先進(jìn)配網(wǎng)相似，以環(huán)網(wǎng)、放射狀運(yùn)行（即“手拉手”網(wǎng)格結(jié)構(gòu)）為主，然而其中壓配電網(wǎng)提升空間較大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，網(wǎng)絡(luò)接線模式復(fù)雜，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化。
此外，國(guó)外先進(jìn)水平10（20）千伏城網(wǎng)架空線路絕緣化率高達(dá)80％以上，而國(guó)內(nèi)目前僅僅22．4％。因此，在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)升級(jí)方面，當(dāng)前一大要?jiǎng)?wù)是借鑒國(guó)外先進(jìn)水平，做出符合本地發(fā)展實(shí)際的調(diào)整。
具體講，對(duì)于一線城市，力爭(zhēng)構(gòu)建兼具可靠性和靈活性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，全面實(shí)現(xiàn)雙側(cè)電源和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)中壓線路聯(lián)絡(luò)率，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力；對(duì)于其他城市、城鎮(zhèn)，結(jié)合本地經(jīng)濟(jì)、負(fù)荷發(fā)展，首要解決高壓配網(wǎng)N－1能力不足問(wèn)題、“單線單變”問(wèn)題，逐步改善中壓配網(wǎng)分段不足和線路聯(lián)絡(luò)不足問(wèn)題；鄉(xiāng)村地區(qū)首先改善供電半徑問(wèn)題。
配電網(wǎng)自動(dòng)化水平。2014年時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司范圍內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化總體覆蓋率為20％，智能電表覆蓋率為60％。日本自動(dòng)化覆蓋率幾乎達(dá)到100％，法國(guó)為90％。
就實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)部分一線城市初步實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)可觀可控，其他區(qū)域的運(yùn)行監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化控制能力欠缺，仍有大幅提升的潛力和任務(wù)。
具體而言，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，一線城市應(yīng)著力提升中、低壓光纖及其他通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)；其他地區(qū)應(yīng)增強(qiáng)高、中壓通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并配合適度發(fā)展不同程度自動(dòng)化設(shè)備水平。
配網(wǎng)資產(chǎn)管理。配電網(wǎng)新老設(shè)備和新舊技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的集成，是未來(lái)綜合能源系統(tǒng)的物理載體，是智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)必不可少的基石和支撐。
因此，全面系統(tǒng)地掌握現(xiàn)有配電網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的健康水平，應(yīng)該是對(duì)配電網(wǎng)資產(chǎn)的精益化高效管理的出發(fā)點(diǎn)。
從國(guó)外發(fā)展歷程來(lái)看，當(dāng)經(jīng)濟(jì)、用電負(fù)荷的增長(zhǎng)基本達(dá)到穩(wěn)定，配網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)社會(huì)責(zé)任、合理管控電網(wǎng)、提升盈利能力的保證是資產(chǎn)管理技術(shù)。
如何高效盡限利用現(xiàn)有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)是國(guó)際大電網(wǎng)組織的兩大方向之一。特別是隨著有經(jīng)驗(yàn)的工程師、技師退休，人才出現(xiàn)斷層和傳承青黃不接，豐富的第一手經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)傳承出現(xiàn)危機(jī)，這已經(jīng)引起了全球關(guān)注特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家的高度警惕。
以英國(guó)配網(wǎng)為例，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，英國(guó)即嘗試對(duì)配網(wǎng)大量資產(chǎn)科學(xué)管理，其開(kāi)發(fā)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)甚至早于基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
目前，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，英國(guó)配網(wǎng)在技術(shù)規(guī)范、軟硬件平臺(tái)研發(fā)與應(yīng)用等方面形成了大量先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。相較而言，國(guó)內(nèi)資產(chǎn)管理理念和技術(shù)起步較晚。資產(chǎn)管理技術(shù)和水平仍需大幅提升。
針對(duì)配電設(shè)備量大面廣、單體價(jià)格相對(duì)低廉，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變等特點(diǎn)，當(dāng)前應(yīng)盡快深化研發(fā)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情和配網(wǎng)管控方式的資產(chǎn)管理理論／應(yīng)用體系，并深入開(kāi)展試點(diǎn)工作，進(jìn)而對(duì)有益的方案進(jìn)行推廣應(yīng)用。
國(guó)家電網(wǎng)公司去年也開(kāi)展了配電網(wǎng)資產(chǎn)國(guó)際對(duì)標(biāo)，我本人作為專家也參與了一些工作。我認(rèn)為特別要轉(zhuǎn)變理念，深刻認(rèn)識(shí)科學(xué)智能的資產(chǎn)管理是提質(zhì)增效的有效途徑。資產(chǎn)管理不是一項(xiàng)單純簡(jiǎn)單的管理工作，而是一門集成多種理論、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)統(tǒng)籌技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理的系統(tǒng)性綜合學(xué)科，一門平衡成本、績(jī)效和風(fēng)險(xiǎn)三方面的藝術(shù)。
未來(lái)綜合能源互聯(lián)網(wǎng)也將對(duì)配電網(wǎng)資產(chǎn)管理提出更高的要求，以能源信息物理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、深度機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能應(yīng)用等為方向的技術(shù)將為資產(chǎn)管理提供科學(xué)實(shí)用的方法和工具。
《國(guó)家電網(wǎng)》電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向是什么？
馬釗：電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì)，較高的能源轉(zhuǎn)化效率以及在終端能源消費(fèi)中的便捷性，這決定了電網(wǎng)將成為未來(lái)綜合能源系統(tǒng)中的資源配置中心，是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。
要從用能終端入手，從主動(dòng)配電系統(tǒng)包括分布式能源、儲(chǔ)能、智能微網(wǎng)等新業(yè)態(tài)、新模式著力推動(dòng)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，逐步構(gòu)建區(qū)域型綜合能源系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)是綜合能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和資源配置中心，多種能源協(xié)同優(yōu)化是綜合能源大規(guī)模應(yīng)用的必經(jīng)之路。要加快融合多元能源，構(gòu)建供需互動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)、架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，可以通過(guò)集成多種能源網(wǎng)和儲(chǔ)能提升智能電網(wǎng)特性。
必須大力研究綜合能源和智能建筑集成規(guī)劃方法，實(shí)現(xiàn)智能建筑中能源、儲(chǔ)能和負(fù)荷的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)多種能源系統(tǒng)的整合優(yōu)化運(yùn)行，構(gòu)建可持續(xù)的能源零凈耗社區(qū)。
因此，我建議在大數(shù)據(jù)背景下實(shí)施多網(wǎng)融合的智慧城市綜合能源規(guī)劃，建立概率和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，逐步實(shí)現(xiàn)多元目標(biāo)的優(yōu)化規(guī)劃；加強(qiáng)能源多元供應(yīng)、多輪驅(qū)動(dòng)、負(fù)荷動(dòng)態(tài)互動(dòng)，以互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為核心，以電力電子等技術(shù)為支撐，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，建立更加靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)智慧用能、構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論