天津大學教授余貽鑫：分層分群結構將使電網像互聯網一樣智能

每經記者 孔澤思    每經編輯 文多    

9月10日至11日，碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會在深圳市南山區舉行。會上，天津大學教授余貽鑫發表了主題演講“分層分群的電網體系結構與儲能市場格局”。

目前，電網已經被納入超復雜系統的范疇。余貽鑫表示，分布式電源出現后，每個電表后面的用戶也參與到了電網的調節中，電網就變得極其超復雜，所以，對電網體系結構的研究就顯得至關重要。

天津大學教授余貽鑫 圖片來源：每經記者 孔澤思 攝

據悉，互聯輸電系統中有一個重要概念——功率平衡區，是指一個區域內的電功率能夠保持近乎瞬時的凈功率平衡。余貽鑫解釋道，從前的電網是一個控制中心，隨著電網發展越來越大，用戶越來越多，也就需要分成更多的功率平衡區。每一個功率平衡區都有發電和負荷、能量管理系統（EMS）和通信。同時，平衡區之間聯絡線上的功率按照功率交換計劃來工作。為了電網的安全運行，相對于實際系統總容量，輸電線上的功率不能太大；為了保證功率平衡區的經濟運行，功率也需要相對平穩。

余貽鑫舉例稱，我國現在建了大量長距離特高壓輸電線，每條輸電線上的功率不能隨著風能和太陽能的（波動而波動），因此必須對風能、太陽能的間歇性、波動性和不確定性補償，“在這種情況下，我們就提出了電網分層分群的體系結構。”

以我國為例，最頂層的是互聯輸電系統，其下是大區域輸電系統，也是一個功率平衡區。余貽鑫稱，輸電系統是由若干個功率平衡區互聯起來的一個群集，每個區域輸電網又是若干個配電網互聯起來的群體，以此形成了分層分群的概念。

分層分群的概念，看似與當今的電力系統并無太大不同。但一個關鍵點是，電力潮流不再只是從大型系統到用戶單向流動。而是配電系統或大電網上的大多數節點，乃至終端用戶的電表，都可以向大電網注入或吸收功率，并且可以在這兩個模式之間平穩地切換。儲能的到來，又改變了發電與負荷瞬時功率平衡的模式，這也需要對配電系統及其運行進行變革。

余貽鑫以互聯網作比，在新的電力時代，希望電網能夠像互聯網一樣智能化。“電網和互聯網都具有多層分群的構造，互聯網有協議棧，協議棧的分層可分為應用層、傳輸層、網絡層、物理層。這些層之間有非常嚴格的規定，下一層要執行上一層的指令，上一層完全了解下一層的情況，這種結構使得新的技術非常容易推廣應用。”

與之對應的是，電網的能量管理系統也是分層的。“這兩種系統完全對應，就確定了分層分群電網體系結構的構想，跟互聯網是完全對應的。”余貽鑫以此得出結論，具有分層分群體系結構的電網像互聯網一樣智能，不僅具有數學基礎，還特別適合將來電網的需要。