電力系統正處于一個非常重大的能源變革之中，這一切始于分布式能源的大量應用和快速發展,分布式能源(DER)在能源系統中扮演著不可或缺的重要角色。

　　在電源側有了大量的分布式可再生能源。在負荷側有電動汽車、儲能等設施。如何在電源側和負荷側都不確定的狀態下做到調節平衡，電網的壓力非常之大。

　　CIGRE 2014大會的統計數據表明：目前有228工作組，其中27個聯合工作組，有55%的工作組與配電相關，足以說明配電的重要性。

　　不管北美還是歐洲，智能電網真正的重點在于配電網，因為很多分布式電源都是直接連到配電網，DERs具有不可調度性、波動性、分散性、發電方式多樣性和時空 互補性等特點，導致：

　　●未來輸配電網之間產生了雙向功率流;

　　●負荷與電源具有了雙重不確定性;

　　●客戶具有了消費者和生產者的雙重身份。(由于具有發電和消費雙重身份的生產性負荷(pro-consumer)的出現，使得響應負荷也成為了DER)。

　　未來配電網發展趨勢

　　未來配電網重要的發展趨勢，我個人認為有以下幾個特點：

　　1.可再生能源將成為電網中的主要一次能源來源。

　　化石能源將日益枯竭，核能在本世紀中葉難以成為主導能源。可再生能源是可持續發展的綠色能源，太陽能可以取之不盡，預計2025年太陽能發電可以實現平價。2012年國際能源署作了世界能源展望，預測到2015年，可再生能源將成為全球第二大電力來源，并在2035年接近第一大電力來源——煤炭的發電量。

　　2.配電網的結構和運行模式將發生重大變化。

　　未來電網的結構將呈現大電網和微網并存的格局。因為電力資源和負荷資源的地理分布不匹配，而可再生能源在廣域領域范圍內具有良好的時空互補性，所以發展一個規模適當的大電網非常必要，比如西部風能打捆送到東部負荷中心非常必要的。

　　同時就地利用資源的分布式發電和面向終端用戶的微型電網也會大量出現。尤其在東部太陽能多的地方，如果能夠建一個就地利用的微網，前途還是很廣闊的。

　　多層次的環狀結構網絡為主。從目前來看是比較優化的一個結構，可以實現相鄰層次間和同層次不同區域環形電網間的互聯，以構造一個多層次網狀結構的網絡。

　　直流電網模式或交直流混合電網模式將會共存。直流有很多好處，特別是從配電網和微電網層面來講，未來直流負荷將占相當高的比重且分布式電源(如光伏發電或儲能)也將以直流為運行模式。

　　分層分區運行、總體協調互動的模式將是一個主導性的模式，以充分實現廣域范圍內各種資源的優化互補利用和區域電網間互為備用和支撐。

　　因為現在大一統的管理模式要變，如果不變，不僅僅是技術上有很多問題，安全性上也有很大問題。所以未來電網的結構改變將會帶來大量科技創新的機遇。希望大家能夠廣開思路，對于各種不同形式的網絡結構要百家爭鳴、百花齊放，尤其大學里可以對未來網絡的結構作很多研究。

　　3.高度融合的物理電網和信息系統CPS。

　　當前的電網，不僅在物理層是不完善的，而且其信息系統的建設與未來需求有很大的差距。切忌認為將信息技術用于電網就是未來電網發展的全部。

　　在現有電氣設備的基礎上，僅僅依靠提升電網的信息化程度，遠遠解決不了未來電網所面臨的問題。改變電網的結構和運行模式、提升電氣設備的性能和采用新型功能的電氣設備，是解決未來電網更為根本性的方法。

　　發展具有自適應功能的電力設備和保護設備，就可以顯著降低電網對于傳感、通訊和數據處理的技術要求，這對于提高電網的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。

　　4. 新型的電力市場、商業模式—能源互聯網。

　　未來配電網的發展趨勢將是能源互聯網。成千上萬的電源點與用戶連在一起，都會在需求與價格規則的雙向約束下，以微分的精確步距，實現全系統出力與負荷的平衡。實現發電和用電實時平衡，電力市場和商業模式非常重要。

　　5.新材料新技術將在未來配電網中得到廣泛的應用。

　　高壓大功率電力電子器件(如寬禁帶半導體器件等)和裝備：雙向逆變器、發儲用能控制一體化裝置，無功補償，動態電壓調節裝置等。

　　新型高性能的電極、儲能、電介質、高強度、質子交換膜和儲氫材料等的發明和使用，將簡化電網的結構和控制，優化電網的運行，并能對電源波動和電網故障作出響應。如新型發儲能單元、高效能太陽能板高性能的超導材料，降低損耗、重量和體積，并可提高設備的極限容量和靈活性。美國能源部甚至將超導技術視為“21世紀電力工業唯一的高技術儲備”。

　　其他新材料，如納米復合材料、場(包括電場和磁場)控和溫控的非線性介質材料、低殘壓壓敏電阻材料、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(如巨磁阻材料、壓電晶體、熱電材料等)。

　　能源革命的核心價值首先是綠色低碳，其次是節能高效，最終要達到能源節約型社會的目標，從能源供給方面是多元供給、多輪驅動。

　　未來電網企業要成為以智能電網、互聯網、電動汽車、云計算、大數據為摩登符號代表的朝氣蓬勃的創業企業，轉變為投資+運營管理+信息服務企業。信息就是價值，電網企業提供信息服務將是一個很大的轉變。

　　從電網來講，要以市場為導向，從弱信息化轉變為服務化型，單向傳輸轉為分布式和集中式相結合，靜態的轉為動態的，封閉式的轉為開放式的。

　　為解決電力系統所面臨的這些問題，能源互聯網的應用應運而生。有眼光、有勇氣的先行者已經開始在探索能源互聯網的創新技術和商業模式。

　　未來智能配電網的特殊屬性是：包容性、開放性、系統性、廣泛性、互動性。

　　未來智能配電網的技術特征特殊屬性是：測量數字化、控制網絡化、狀態可視化、功能一體化、信息互動化。

　　建議

　　1.結合國情，確立方向。

　　不要盲目跟著國外做，其實我們和國外現狀不同，尤其是西歐和北美的配電系統已經很成熟了，最主要的是它的負荷增長非常緩慢，沒有錢去建設新技術的電廠，而我們目前面臨的是進入快速負荷增長的態勢，這是我們和國外不同的地方。不要一味跟著別人走。我們應該針對本國的現狀研究相應的策略。

　　要解決剛才所說技術的瓶頸，不僅僅在于技術，關鍵還是觀念。配電網正處于蓬勃發展期，需要新的技術做支撐，各方面觀念上要有轉變。

　　建立一種新的考核激勵機制，把社會總體效益和企業效益結合起來，成為一個有機整體。其實監管機構應該做這方面的工作。英國之所以做得好，就是考慮各方面因素，各個利益相關者，要保障發電和電網合理的運營收入。

　　研究我國配電網形態結構時，對直流配電網、微電網應該有邊界條件，分區域，建立差異化標準。

　　關于分布式發展能源要立足技術創新和提升核心競爭力，不應鼓勵高成本，高補貼的發展模式。

　　處理好新能源集中式開發和分散開發的關系。要超前引導分布式能源的發展規模和布局。我們國家規劃方面確實缺少一個統一國家層面大的頂層設計。英國制定每一個政策之前要做很多調研，要兼顧各方利益相關者，然后再做頂層設計路線圖或架構，這是有必要的。

　　2.在現有電氣設備的基礎上，僅依靠提升電網的自動化和信息化程度，遠解決不了未來電網所面臨的問題，網絡解和副網絡解。

　　3.改變電網的結構和運行模式、提升電氣設備的性能和采用新型功能結合起來，系統和設備革新同時進行，缺一不可。系統+設備革新。

　　4.能夠從創新材料入手發展具有自適應功能的電力設備和保護設備，就可以顯著降低電網對于傳感、通訊和數據處理的技術要求，這對于提高電網的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。新材料+新技術。

　　5.切忌認為將信息技術用于電網就是未來電網發展的全部。信通技術+電力系統的協調仿真分析。

　　未來配電系統的目標

　　支持高滲透率的分布式可再生能源，全面實現配電系統智能化運行和一體化信息管理，使配電系統成為電源集成的能源流、信息流、業務流融合的能源互聯網，為用戶提供實時交易和自由選擇，實現能源供需模式的科學平衡。建立橫向協調、縱向貫通、目標統一、能安全高效協調分布式可再生能源和柔性負荷的物理電網與信息網絡高度融合的現代配電系統。

　　挑戰是廣泛的，涉及許多技術、體制、甚至社會的問題。我們要從理念上改變，怎么樣從制造大國變成創新大國，要從有國際影響到國際主導。配電領域迎來了難得的好時機，也希望年輕人努力為配電事業作出貢獻。

　　馬釗：工學博士，國家“千人計劃”特聘專家，現任中國電力科學研究院智能配電網規劃和資產管理首席專家, 英國特許注冊電力工程師(CEng)，國際工程與技術學會會士(FIET),CIGRE SC6 (配電系統及分布式發電)專委會中國委員, CIGRE 中國SC6專委會主任，中國科學院電工研究所客座研究員。

　　曾任國際咨詢公司ATKINS首席咨詢專家和技術總監，E.ON英國中部電力公司高級專家，ALSTOM英國高壓開關公司高級工程師，英國能源網絡協會(ENA)、英國國家標準委員會(BSI)高壓開關專委會委員。主要研究領域為智能配電網規劃和資產管理、智能配用電、智能開關設備的設計研發及技術咨詢等。曾榮獲部級科技進步獎三次，IEE頒發的年度專業持續進步獎兩次。