天津大学教授余贻鑫：分层分群结构将使电网像互联网一样智能

每经记者 孔泽思    每经编辑 文多    

9月10日至11日，碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会在深圳市南山区举行。会上，天津大学教授余贻鑫发表了主题演讲“分层分群的电网体系结构与储能市场格局”。

目前，电网已经被纳入超复杂系统的范畴。余贻鑫表示，分布式电源出现后，每个电表后面的用户也参与到了电网的调节中，电网就变得极其超复杂，所以，对电网体系结构的研究就显得至关重要。

天津大学教授余贻鑫 图片来源：每经记者 孔泽思 摄

据悉，互联输电系统中有一个重要概念——功率平衡区，是指一个区域内的电功率能够保持近乎瞬时的净功率平衡。余贻鑫解释道，从前的电网是一个控制中心，随着电网发展越来越大，用户越来越多，也就需要分成更多的功率平衡区。每一个功率平衡区都有发电和负荷、能量管理系统（EMS）和通信。同时，平衡区之间联络线上的功率按照功率交换计划来工作。为了电网的安全运行，相对于实际系统总容量，输电线上的功率不能太大；为了保证功率平衡区的经济运行，功率也需要相对平稳。

余贻鑫举例称，我国现在建了大量长距离特高压输电线，每条输电线上的功率不能随着风能和太阳能的（波动而波动），因此必须对风能、太阳能的间歇性、波动性和不确定性补偿，“在这种情况下，我们就提出了电网分层分群的体系结构。”

以我国为例，最顶层的是互联输电系统，其下是大区域输电系统，也是一个功率平衡区。余贻鑫称，输电系统是由若干个功率平衡区互联起来的一个群集，每个区域输电网又是若干个配电网互联起来的群体，以此形成了分层分群的概念。

分层分群的概念，看似与当今的电力系统并无太大不同。但一个关键点是，电力潮流不再只是从大型系统到用户单向流动。而是配电系统或大电网上的大多数节点，乃至终端用户的电表，都可以向大电网注入或吸收功率，并且可以在这两个模式之间平稳地切换。储能的到来，又改变了发电与负荷瞬时功率平衡的模式，这也需要对配电系统及其运行进行变革。

余贻鑫以互联网作比，在新的电力时代，希望电网能够像互联网一样智能化。“电网和互联网都具有多层分群的构造，互联网有协议栈，协议栈的分层可分为应用层、传输层、网络层、物理层。这些层之间有非常严格的规定，下一层要执行上一层的指令，上一层完全了解下一层的情况，这种结构使得新的技术非常容易推广应用。”

与之对应的是，电网的能量管理系统也是分层的。“这两种系统完全对应，就确定了分层分群电网体系结构的构想，跟互联网是完全对应的。”余贻鑫以此得出结论，具有分层分群体系结构的电网像互联网一样智能，不仅具有数学基础，还特别适合将来电网的需要。