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新型电力系统下智能配电网新技术盘点

党的二十大报告指出，高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。配电网作为重要的公共基础设施，是实现电力安全保供、能源低碳转型的重要支撑点。国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》明确“打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统，在增强保供能力的基础上，推动配电网在形态上从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统转变，在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变”。电能路由器可以将电网、光伏、风机、储能、负荷直接接入，源网荷储通过电能路由器内部智能能量管理系统可实现能源清洁高效利用。

一、新材料、设备研发与资产管理

新材料及新器件研发方面。各类新材料是新型配用电系统中能量变换、电力传输和运行控制的直接载体，直接决定运行效率、安全可靠性和系统成本。例如新型导电材料能够降低能耗，能源短缺和环境污染等问题；先进电工磁性材料应用于电网智能传感器，有助于提高系统运行的可靠性；新型绝缘材料和绝缘结构能够解决引入电力电子设备所导致的更加频繁的瞬时脉冲过电压问题；基于以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料发展出的新一代微波射频器件和功率电子器件，能够为通信领域和电子领域的节能降耗提供技术支撑。

新型电力设备和用电设施研发方面。具体到新产品上，企业开发新型电力电子设备，特别是软常开开关设备，通过控制连接馈线上的有功潮流和无功潮流，以实现平衡功率、改善电压、负荷转供、限制故障电流等功能。在能源互联网的大潮中，融合新技术，实现功能+监测+电子化+数字化+人工智能，从低端仿造跨越到高端制造，从单一产品向综合解决方案延伸，从制造工厂跨越到创新工厂。让低压电器制造与革新为低碳化、数字化、可持续发展贡献力量。

电力设备全生命周期资产管理技术。新型配用电系统中新型电力设备和用电设备繁杂多样，配电设备的全寿命管理以及生态设计极其重要，必须在实现经济性的同时，保障各类设备安全运作。全生命周期运维包括采购需求阶段、设备验收阶段、生产运营阶段、报废退役阶段，在资产管理中要实现一体化设计，保证数据共享，优化管理，结合“互联网+”等技术拓展管理空间，提升管理效率。

二、分布式电源与微电网技术

分布式新能源发电技术

1、高效经济的新能源、可再生能源开发技术

随着新能源开发技术进步，部分可再生能源已达到较高的应用水平，如风能、太阳能，目前在配电系统中已经占据主要地位，但开发更低成本、更高效率的新材料和光伏板集成新技术仍然十分必要。同时针对氢能、地热能、生物质能等其他能源的开发仍然需要继续推动，例如制-储-运氢技术、地热能多级利用技术以及生物燃料技术等。此外，协同开发集中式和分布式新能源，降低输电损耗，提高新能源利用效率，提升电网对新能源的消纳能力，从而带来更好的社会经济效益。

2、分布式能源的规划技术

分布式能源归属规划与优化问题的关键是打破各个主体间的信息沟通壁垒、调度协同壁垒。从技术层面考虑，在规划阶段就必须考虑更多的技术约束条件，包括电压水平、短路电流水平、电能质量（闪变、谐波）等。从数学上来看，涉及多目标及众多不确定因素的组合优化的规划方法非常复杂，综合资源和运行的多元目标优化规划至关重要。此外，开展含分布式能源的网络分析与评价，配电系统与通信网的融合及优化规划，综合可靠性、风险和经济性分析的模型和仿真工具的研发应当受到重视。

3、分布式新能源发电主动支撑技术

分布式电源不仅需要具备在一定范围内调节频率电压的能力，还要具有抑制频率电压快速变化的能力。现阶段，已有学者提出了一种“惯性–刚度补偿器”，使分布式电源在系统发生功率缺额时具有瞬时频率电压支撑能力，并用功率跃变瞬间提供的有功功率补偿定量表述了分布式电源的频率惯性支撑能力，这为后续制定相关并网标准提供了依据。

4、分布式新能源发电出力预测技术

分布式新能源发电具有空间广域分布、周边微气象特征复杂、受建筑及人类生活影响大等特点，出力预测较为困难。目前分布式新能源发电出力研究成果主要集中于利用天气预报、气候条件进行发电预测，较多地考虑了自然条件对新能源出力的影响，缺少对分布式电源空间分布特性及人类社会活动因素的考量。

5、分布式新能源发电集群控制技术

分布式控制方式是新能源高渗透配电系统中理想的分布式电源集群控制方式。目前，分布式新能源电源发电集群控制技术的研究仍然处于起步阶段，相关成果主要集中在单台发电设备的控制，较少考虑多台新能源发电设备通过并网逆变器接入系统的协同控制策略，多个逆变器在功率跃变时刻的不平衡功率分配机理尚不明确；多个逆变器的多时间尺度控制策略交互影响机理亦不明确；传统基于有功–频率、无功–电压特性曲线的下垂控制方式在配电线路电阻不可忽略的情况下不再适用，分布式电源