新型配電系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與展望

關(guān)鍵詞：新型配電系統(tǒng)，新能源并網(wǎng)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化展望

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.10.006

0 引言

為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，我國(guó)提出了2030力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo)。對(duì)此，我國(guó)積極推動(dòng)清潔可再生能源逐步替代化石能源，目前以太陽(yáng)能、風(fēng)能等能源為主要能源形式的分布式能源系統(tǒng)進(jìn)入了快速發(fā)展期。大量分布式電源通過配電網(wǎng)并網(wǎng)使傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃及優(yōu)化運(yùn)行策略受到了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)主要是能量單向流動(dòng)網(wǎng)，能量單一地從輸電側(cè)流向用電側(cè)，不存在反向流動(dòng)的可能。而含分布式電源的配電網(wǎng)是能量雙向流動(dòng)網(wǎng)，隨著分布式能源出力的變化，能量流動(dòng)的方向也可能發(fā)生變化。同時(shí)分布式資源的隨機(jī)性和波動(dòng)性以及過于分散的特征均增加了配電系統(tǒng)復(fù)雜性和調(diào)控難度，對(duì)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提出了挑戰(zhàn)[1]。

在此背景下，新型配電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。其主要特征是配電網(wǎng)有源化、主動(dòng)化，配網(wǎng)潮流雙向化。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“發(fā)-輸-變-配-用”各環(huán)節(jié)涇渭分明不同，新型配電系統(tǒng)和調(diào)度、用電、甚至發(fā)電環(huán)節(jié)的聯(lián)系變得越來越緊密，配電和用電環(huán)節(jié)的邊界變得模糊化。因此，新型配電系統(tǒng)成為了各國(guó)最主要的技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化的領(lǐng)域之一。

當(dāng)前世界各國(guó)正在加緊完善各自國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略，積極開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)，將國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作為獲得科技制高點(diǎn)的重要抓手。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于開展國(guó)際貿(mào)易、推進(jìn)科技進(jìn)步、提升一國(guó)綜合實(shí)力等具有舉足輕重的作用，成為促進(jìn)“一帶一路”建設(shè)、提升中國(guó)國(guó)際影響力和軟實(shí)力的重要推動(dòng)器。

而在新型配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程方面，當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織僅在傳統(tǒng)配電網(wǎng)的相關(guān)領(lǐng)域，如：工程建設(shè)、通信網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化較為成熟，新型配電系統(tǒng)在分布式電源并網(wǎng)、電力電子設(shè)備接入、數(shù)字化調(diào)度和管理等核心技術(shù)方面尚未形成共識(shí)，需要對(duì)新型配電系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行統(tǒng)籌[2]。

針對(duì)以上現(xiàn)狀，首先簡(jiǎn)要梳理新型配電系統(tǒng)相關(guān)的特征與面臨的挑戰(zhàn)，然后對(duì)目前主要的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織在新型配電系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)，最后對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，為后續(xù)新型配電系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供參考。

1 新型配電系統(tǒng)的特征與挑戰(zhàn)

新能源機(jī)組出力的波動(dòng)性較大，其發(fā)電功率的預(yù)測(cè)較為困難。因此，新型配電系統(tǒng)需要從源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)4個(gè)發(fā)面共同協(xié)調(diào)考慮，以優(yōu)化大量新能源分布式發(fā)電電源接入對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的影響。

傳統(tǒng)配電網(wǎng)大都采用單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的輻射狀單方向能源傳遞結(jié)構(gòu)，以上級(jí)變電站為電源，“源-網(wǎng)-荷”各自角色和定位十分清晰。未來配電網(wǎng)將大量接入分布式電源、靈活負(fù)荷以適應(yīng)可定制化供電需求，“源-網(wǎng)-荷”角色定位和行為特征的界限區(qū)域模糊、層面更加豐富，同時(shí)，其外部與交通、通信等領(lǐng)域的壁壘將逐漸打破。其具體特征如圖1所示。

同時(shí)，考慮到電動(dòng)汽車等新型柔性負(fù)荷的大量接入以及氣候變化等客觀外部影響，新型配電系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展將面臨以下挑戰(zhàn)。

（1）光伏、風(fēng)電等新能源的大量接入，導(dǎo)致了雙向潮流甚至臺(tái)區(qū)功率倒送，分布式電源加入配電網(wǎng)后還帶來電壓波動(dòng)等問題。同時(shí)，也應(yīng)該看到分布式電源的出現(xiàn)也為配電網(wǎng)帶來了有功無功功率的調(diào)節(jié)能力和電力電子的控制手段，如能合理利用也可以提高配電網(wǎng)的靈活性。

（2）發(fā)電、用電的時(shí)空不一致性突出，分布式電源的出力受氣象條件的限制，而用電負(fù)荷曲線又與生產(chǎn)工藝和居民生活習(xí)慣有關(guān)，兩者之間很難達(dá)到和諧一致，發(fā)用電在空間和時(shí)間上的不統(tǒng)一需要利用新型設(shè)備和控制方式進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)微觀的電力電量平衡。

（3）負(fù)荷等資源的響應(yīng)不確定性刻畫困難，影響了配電網(wǎng)的可靠性和供電連續(xù)性，負(fù)荷側(cè)存在著大量的可挖掘資源，但是其響應(yīng)特性需要考慮人為因素、居民用戶習(xí)慣等諸多難以量化的不確定性，負(fù)荷側(cè)的集群評(píng)估不確定難以用解析模型量化評(píng)估，需要采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等刻畫負(fù)荷的不確定性。

（4）儲(chǔ)能的規(guī)?；瘧?yīng)用難度大，儲(chǔ)能投資量很大，需要盈利模式和配套措施的支撐，否則各類投資主體缺乏投資欲望，同時(shí)，儲(chǔ)能還存在著能否進(jìn)一步增加能量密度，保障運(yùn)行安全性等問題。

（5）源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同交互特性復(fù)雜，存在巨大優(yōu)化空間，發(fā)電側(cè)新能源配置儲(chǔ)能還存在利用率和經(jīng)濟(jì)性的問題。對(duì)于電動(dòng)汽車、用戶側(cè)儲(chǔ)能等小體量、分散式但數(shù)量巨大的負(fù)荷側(cè)資源開發(fā)仍然不足。

在解決上述挑戰(zhàn)的同時(shí)，同時(shí)也需要注意相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的工作進(jìn)展。在科技進(jìn)步日新月異的今天，“標(biāo)準(zhǔn)先行”成為標(biāo)準(zhǔn)化工作的新模式。對(duì)于新型配電系統(tǒng)這一新興技術(shù)領(lǐng)域，在技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，需要同步開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，協(xié)同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)研制、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)布局。

2 新型配電系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)狀

新型配電系統(tǒng)是以新能源為供給主體，以安全經(jīng)濟(jì)可靠為基本前提和目標(biāo)，以源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)與多能互補(bǔ)為支撐，具有綠色低碳、靈活高效、多元互動(dòng)等特征的配電系統(tǒng)，越來越多地被新能源滲透率不斷提高的各級(jí)電網(wǎng)采用。然而，目前還沒成立專門的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)來制定新型配電系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前主要通過諸如微電網(wǎng)和分布式發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)等相關(guān)方向的標(biāo)準(zhǔn)來管理和規(guī)范新型配電系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的新型配電系統(tǒng)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理和介紹?？紤]到電力行業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作的最核心陣地是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC），本節(jié)現(xiàn)狀分析以IEC標(biāo)準(zhǔn)為主。同時(shí)考慮到美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）雖為地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)化組織，但其標(biāo)準(zhǔn)具有廣泛國(guó)際影響力，因此對(duì)IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了介紹。

2.1 分布式能源并網(wǎng)

IEC在分布式能源并網(wǎng)方面，重點(diǎn)關(guān)注分布式能源并網(wǎng)要求、電能質(zhì)量問題等標(biāo)準(zhǔn)需求，而配網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行控制與本地電網(wǎng)實(shí)際情況、相關(guān)監(jiān)管要求、法律法規(guī)等聯(lián)系密切，一般不作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范對(duì)象。

（1）分布式能源并網(wǎng)要求

分布式能源并網(wǎng)要求主要由IEC/TC 8/JWG 10分布式能源并網(wǎng)聯(lián)合工作組負(fù)責(zé)，由原PT 62786項(xiàng)目組轉(zhuǎn)型而來。項(xiàng)目在發(fā)布IEC TS 62786分布式能源并網(wǎng)[3]后，陸續(xù)收到了TC 82（光伏）、TC 88（風(fēng)電）以及TC 120（儲(chǔ)能）提出的合作邀請(qǐng)，要求在通用并網(wǎng)要求之外，分別對(duì)光伏、風(fēng)電和儲(chǔ)能并網(wǎng)根據(jù)其特性做出特殊規(guī)定。因此PT 62786轉(zhuǎn)型為常設(shè)工作組，并制定了以下系列標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)計(jì)劃，如圖2所示。

此外，IEEE針對(duì)分布式電源制定了IEEE 1547系列并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，適用于所有發(fā)電技術(shù)類型的分布式電源，包括測(cè)試、監(jiān)測(cè)、信息通信和控制等內(nèi)容。IEEE 1547最早的版本于2003年發(fā)布，是該領(lǐng)域最早發(fā)布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一，在業(yè)內(nèi)認(rèn)可度極高。

但當(dāng)時(shí)分布式電源在配電網(wǎng)中的裝機(jī)比例較低，因此IEEE 1547系列標(biāo)準(zhǔn)是基于盡量減小分布式電源對(duì)電網(wǎng)影響的思想制定的，認(rèn)為電網(wǎng)的頻率和電壓由大規(guī)模傳統(tǒng)電源調(diào)節(jié)，不鼓勵(lì)分布式電源參與電網(wǎng)的頻率和電壓調(diào)節(jié)。但是隨著新能源裝機(jī)容量日益增長(zhǎng)，相關(guān)電力監(jiān)管部門發(fā)現(xiàn)，老舊的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)滿足不了其電網(wǎng)的運(yùn)行需求，因此對(duì)IEEE 1547系列標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)了修訂工作。

目前，符合新版IEEE 1547系列標(biāo)準(zhǔn)[4]規(guī)定的分布式電源并網(wǎng)時(shí)應(yīng)具備主動(dòng)電壓調(diào)節(jié)能力；應(yīng)具備電壓/頻率異常情況下故障穿越能力；應(yīng)具備頻率響應(yīng)能力；可提供慣性響應(yīng)，根據(jù)頻率變化率的比例調(diào)節(jié)有功功率。除上述分布式電源并網(wǎng)的總體要求外，IEEE針對(duì)如何應(yīng)用1547標(biāo)準(zhǔn)、分布式電源的監(jiān)控、孤島、對(duì)配網(wǎng)的影響和接口等方面，以及儲(chǔ)能系統(tǒng)均制定了更為詳細(xì)的技術(shù)要求，具體見表1。

（2）配電網(wǎng)對(duì)分布式電源承載力分析

該方向目前僅有IEC TS 63276《配電網(wǎng)接納分布式能源承載力評(píng)估導(dǎo)則》一個(gè)在編標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在IEC/SC8B分散式電力能源系統(tǒng)分技術(shù)委員會(huì)的框架下制定，主要規(guī)范了電網(wǎng)承載力的評(píng)估原則、評(píng)估范圍的確定方法、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、評(píng)估方法和評(píng)估指標(biāo)等，預(yù)計(jì)將于2024年底發(fā)布。

（3）分布式能源和電力系統(tǒng)之間的信息交換

該方向目前在IEC/TC57電力系統(tǒng)的控制和相關(guān)通信技術(shù)委員會(huì)的框架下有2個(gè)已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

（4）電能質(zhì)量問題

IEC/TC8/WG11主要負(fù)責(zé)電能質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，近年來重點(diǎn)關(guān)注分布式能源及相關(guān)電力電子設(shè)備造成的低電能質(zhì)量設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的影響、電能質(zhì)量管理通用導(dǎo)則、電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量特性建模等。具體標(biāo)準(zhǔn)編制情況見表3。

2.2 分布式能源的整合和用戶側(cè)資源的利用

（1）分布式能源的整合

分布式能源具有出力波動(dòng)大，隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此單一的分布式能源直接接入電網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足。對(duì)此，將一定數(shù)量的分布式能源整合作為一個(gè)整體接入電網(wǎng)，可以有效提升其可調(diào)可控性和競(jìng)爭(zhēng)力。微電網(wǎng)和虛擬電廠是整合分布式能源作為整體發(fā)電的兩種典型方案。IEC和IEEE均對(duì)其開展了標(biāo)準(zhǔn)化工作。

在IEC框架下，微電網(wǎng)和虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)化工作均由IEC/SC8B分布式電能系統(tǒng)分技術(shù)委員會(huì)開展。在2017年，IEC/SC8B發(fā)布了第一條微電網(wǎng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)IEC TS 62898-1[9]，規(guī)范微電網(wǎng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和規(guī)劃。近年來，IEC TS 62898系列標(biāo)準(zhǔn)不斷拓展，目前已涵蓋了微電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、控制、保護(hù)和管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。具體見表4。

而IEC虛擬電廠的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作開展較晚，2023年，IEC/SC 8B僅發(fā)布了2條與虛擬電廠相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)IEC TS 63189-1[10]和IEC TS 63189-2，分別從虛擬電廠的術(shù)語(yǔ)和定義、系統(tǒng)組成、控制模式以及使用案例對(duì)虛擬電廠進(jìn)行了規(guī)范。

I E E E中與微電網(wǎng)和虛擬電廠直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE SA SCC21制定的2030系列。目前微電網(wǎng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有4 項(xiàng)，涉及微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（MEMS）的技術(shù)要求和測(cè)試規(guī)范，以及微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)行和維護(hù)要求。而與虛擬電廠相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)目前只有1項(xiàng)在研，主要內(nèi)容包括本地能源管理和電網(wǎng)互動(dòng)功能在內(nèi)的虛擬電廠的功能規(guī)范。

（2）用戶側(cè)資源的利用

新型配電系統(tǒng)會(huì)通過聚合一定數(shù)量的用戶側(cè)資源，在新能源機(jī)組的實(shí)際出力與出力計(jì)劃不一致時(shí)，調(diào)節(jié)用戶側(cè)資源的運(yùn)行方式，來彌補(bǔ)新型配電系統(tǒng)的出力波動(dòng)性。因此，IEC也開展了用戶側(cè)資源的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。但因?yàn)樾枨箜憫?yīng)等用戶側(cè)資源市場(chǎng)化利用與本地市場(chǎng)化水平、電價(jià)機(jī)制等市場(chǎng)條件和監(jiān)管機(jī)制密切相關(guān)，因此相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)較少，主要包括IEC TS 63427《需求側(cè)資源可調(diào)節(jié)潛力評(píng)估導(dǎo)則》和IEC SRD 63443《分布式能源聚合商業(yè)系統(tǒng)：架構(gòu)和服務(wù)場(chǎng)景》2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在編。

而IEEE則以IEEE指南的形式出臺(tái)了用戶側(cè)資源市場(chǎng)化利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

特別的，IEEE還于2022年12月立項(xiàng)了與用戶側(cè)資源利用密切相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 3230，該標(biāo)準(zhǔn)不僅定義了基于區(qū)塊鏈的電力系統(tǒng)需求響應(yīng)的技術(shù)架構(gòu)，還規(guī)范了基于區(qū)塊鏈的電力系統(tǒng)需求響應(yīng)的功能角色、用例和業(yè)務(wù)流程。

2.3 電力電子裝備應(yīng)用

海量分布式能源并網(wǎng)伴隨著大量電力電子設(shè)備的接入。并且，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)、傳輸、消納等方面的優(yōu)勢(shì)不斷凸顯。電壓源型換流器、直流軟開關(guān)、電力電子變壓器等柔直電力電子裝置，賦予了新型配電系統(tǒng)靈活的分區(qū)潮流路由能力，可為負(fù)荷中心提供動(dòng)態(tài)無功支撐，在應(yīng)對(duì)分布式電源出力波動(dòng)等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

IEC對(duì)此也開展了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，由IEC/TC 22電力電子系統(tǒng)和設(shè)備技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)制定輸配電系統(tǒng)電力電子設(shè)備相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，目前其已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)絕大部分為高壓直流系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與新型配電系統(tǒng)相關(guān)的低壓領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少，具體見表6。

2.4 中低壓直流系統(tǒng)

目前，IEC中關(guān)于中低壓直流系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作尚處于起步階段，主要從用例和應(yīng)用場(chǎng)景、標(biāo)準(zhǔn)電壓和電能質(zhì)量要求方面開展前期研究，涉及具體技術(shù)要求的僅有一項(xiàng)直流和交直流混合微網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在編。此外，IEC中低壓直流系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前主要是TR（技術(shù)報(bào)告）的形式，有IEC TR63534和IEC TR 63282兩個(gè)系列，分別從分布式光伏接入低壓直流系統(tǒng)的要求及用例和低壓直流系統(tǒng)的電壓及電能質(zhì)量要求進(jìn)行了規(guī)范。

此外，IEEE也制定了一系列中低壓直流系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，見表7。

2.5 數(shù)字化技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用

為了解決電網(wǎng)智能化演進(jìn)中信息交互和各技術(shù)領(lǐng)域互操作問題，I E C建立了I E C智能電網(wǎng)參考架構(gòu)模型（Smart Grid Architecture Model，SGAM），如圖3所示。SGAM適用于包括配電系統(tǒng)的智能電網(wǎng)大系統(tǒng)各個(gè)層級(jí)和子系統(tǒng)，從元件、信息和通信3個(gè)層面進(jìn)行互操作分析。

其中，信息模型是智能化系統(tǒng)發(fā)展的基石性標(biāo)準(zhǔn)，IEC歷年來更新的路線圖中也始終將模型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)列于最核心的標(biāo)準(zhǔn)系列中。IEC認(rèn)為其模型標(biāo)準(zhǔn)分為3個(gè)支柱系列，IEC通用信息模型（CIM）、IEC 61850模型以及主要用于電表的COSEM模型。各系列標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如圖4所示。

對(duì)于配電領(lǐng)域而言，不僅3個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)自身存在協(xié)調(diào)和銜接的問題，配電配電系統(tǒng)作為上承輸電系統(tǒng)下接用戶側(cè)的中間環(huán)節(jié)，面臨的標(biāo)準(zhǔn)互操作和一致性問題尤為突出。需用定義統(tǒng)一的共享語(yǔ)義子集，或者正式的轉(zhuǎn)換規(guī)則，才能實(shí)現(xiàn)各域之間語(yǔ)義層面的有效銜接，具體問題包括：CIM和IEC 61850之間的協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行系統(tǒng)和電力企業(yè)管控系統(tǒng)的無縫連接；CIM和COSEM之間的協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)和電網(wǎng)運(yùn)行之間的無縫銜接；COSEM和IEC 61850之間的協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)智能電表與電力公司自動(dòng)化系統(tǒng)的集成。對(duì)此，目前IEC已出版的標(biāo)準(zhǔn)和已啟動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作如表8所示。

通過以上梳理可以看出，目前IEC模型相關(guān)工作仍主要聚焦在打通電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)不同管理系統(tǒng)之間的壁壘，但是目前還沒有實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間通信的完全貫通和不同子域之間的映射。例如：IEC61850到家居和樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域之間的映射工作尚未啟動(dòng)，IEC 61850和IEC 61970之間的映射也尚未完成。

2.6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用

隨著云大物移智等新興技術(shù)的快速發(fā)展，IEC也開始日益關(guān)注相關(guān)技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用及其標(biāo)準(zhǔn)化問題。2014年首先以白皮書的形式探討了以無線傳感網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，從戰(zhàn)略和系統(tǒng)層面確立了對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)的應(yīng)用中涉及的框架、接口、模型等標(biāo)準(zhǔn)化需要考慮與TC 57的CIM/IEC 61850等標(biāo)準(zhǔn)的互操作，以及如何融入智能電網(wǎng)參考架構(gòu)S GAM的問題?？紤]到CIM/IEC 61850體系自身的復(fù)雜性，TC 57對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用持較為保守的態(tài)度，將其認(rèn)定為一種沖擊性技術(shù)，因此相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作啟動(dòng)較晚，尚處于探索可行性和協(xié)調(diào)性的階段。TC 57目前僅有1項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目啟動(dòng)，即由中國(guó)電科院主導(dǎo)發(fā)起、于2020年9月獲批立項(xiàng)的EC TR63353《配電系統(tǒng)中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：架構(gòu)及功能規(guī)范》。

而另一方面，IEEE將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用作為其標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)SA的重點(diǎn)工作方向之一，為其開辟了專門的工作空間，開展了系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)梳理工作，整理出物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)清單和在研標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目清單，其中主要標(biāo)準(zhǔn)系列包括以下幾項(xiàng)。

已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋：IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)系列，該系列主要用于各種接入技術(shù)，基本上都在MAC層定義了數(shù)據(jù)安全傳輸機(jī)制，如：802.3、802.11使用的802.1X及802.15.4提供的三級(jí)安全性。IEEE 1451定義的是智能傳感器內(nèi)部的智能變送器接口模塊SMT和網(wǎng)絡(luò)適配處理器模塊NCAP之間的軟硬件接口。IEEE 1609系列主要規(guī)范了車載系統(tǒng)的無線接入，IEEE 1701、1702和1703主要規(guī)范了光纖、電話交換機(jī)和局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)的通信協(xié)議。IEEE21451系列標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范了傳感器及執(zhí)行器的模型、數(shù)據(jù)格式以及接口等內(nèi)容。

除通信、傳感等標(biāo)準(zhǔn)外，IEEE認(rèn)為IEEE1547、IEEE 2030、IEEE 1888等智能電網(wǎng)、智能家居、智能社區(qū)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要依據(jù)之一。而針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新型配電系統(tǒng)中的運(yùn)用，IEEE則發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)IEEE 2413.2，規(guī)范了配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中云主站、通信網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算終端和低壓設(shè)備的技術(shù)規(guī)范及功能要求。

2.7 碳排放分析與低碳評(píng)估

在IEC中，IEC TC111電氣電子產(chǎn)品和系統(tǒng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的WG17溫室氣體工作組負(fù)責(zé)開展電工電子產(chǎn)品、服務(wù)和系統(tǒng)的溫室氣體量化和減排等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前，WG17已經(jīng)發(fā)布了2項(xiàng)技術(shù)報(bào)告：IEC TR 62725《電子電氣產(chǎn)品及系統(tǒng)溫室氣體排放量化方法分析》、IEC TR 62726《關(guān)于量化電氣和電子產(chǎn)品及系統(tǒng)基線溫室氣體減排量的指導(dǎo)意見》。

除此之外，IEC SyC Smart Cities智慧城市系統(tǒng)委員會(huì)于2022年設(shè)立了智慧城市低碳評(píng)估特別工作組（ahG 13），從電工技術(shù)角度評(píng)估智慧城市的碳排放，衡量評(píng)估框架及指標(biāo)的作用。由于城市中電網(wǎng)電壓等級(jí)較低，大部分屬于配電網(wǎng)。因此IECSyC Smart Cities智慧城市系統(tǒng)委員會(huì)的相關(guān)研究對(duì)新型配電系統(tǒng)的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)作用。

3 新型配電系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的展望

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

能源電力領(lǐng)域綠色發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型需求愈發(fā)迫切，分布式新能源、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施、新型儲(chǔ)能裝置等要素大規(guī)模接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)運(yùn)行的不確定性因素增多，配電網(wǎng)從無源單一供電網(wǎng)絡(luò)逐步演進(jìn)為多要素融合的有源網(wǎng)絡(luò)，因地制宜的規(guī)劃設(shè)計(jì)，交直流混連、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化，供電區(qū)域間互聯(lián)互備，提高供電可靠性，是配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。我國(guó)在網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃，分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷接入都取得顯著成效，制定了DL/T 5729-2016《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、QGDW 11722-2017《交直流混合配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，未來將形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)推向國(guó)際，需要標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化支撐。

3.2 柔性交直流配電

高比例新能源、高比例電力電子設(shè)備，低慣量、弱阻尼、低短路比，“雙高三低”是柔性交直流配電系統(tǒng)的特征?；谌嵝匝b備，配網(wǎng)系統(tǒng)將集成多種功能、交直流多端口靈活變換、區(qū)域自治和自適應(yīng)的信息物理高度融合。柔性交直流配電通過試點(diǎn)項(xiàng)目取得了區(qū)域性成功案例，關(guān)鍵技術(shù)裝備得到應(yīng)用和驗(yàn)證，正在制定《中壓柔性互聯(lián)系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、《中壓柔性直流配電網(wǎng)成套設(shè)計(jì)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)等，未來推向國(guó)際市場(chǎng)，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展。

3.3 主動(dòng)協(xié)同控制

新型配電系統(tǒng)接入大量分布式電源及充放電設(shè)備設(shè)施，其不確定性、時(shí)變性、非線性及復(fù)雜性增強(qiáng)，構(gòu)建成主動(dòng)式配電網(wǎng)；融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)充高效協(xié)同、多類型資源調(diào)度，隨著雙碳戰(zhàn)略的推進(jìn)落實(shí)，還將以配電網(wǎng)為核心接入油、氣、氫等多種能源形式；基于先進(jìn)的傳感技術(shù)獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，深度挖掘終端設(shè)備的自適應(yīng)并網(wǎng)和就地管控能力，實(shí)現(xiàn)集群或區(qū)域自治，構(gòu)建云、邊、端多級(jí)協(xié)同的協(xié)同控制架構(gòu)。當(dāng)前，已經(jīng)制定了T/CEC 167-2018《直流配電網(wǎng)與交流配電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)要求》中電聯(lián)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，正在制定《配電網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同仿真計(jì)算框架》等團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。正在組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，引領(lǐng)主動(dòng)配網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)。

3.4 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用

新型配電系統(tǒng)通過收集、存儲(chǔ)和分配等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)分布式資源和用戶側(cè)資源的有效利用。目前，關(guān)于電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)由TC 120管理。目前TC120的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還主要涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，如：規(guī)劃設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、安全要求等，缺乏涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)接入新型配電系統(tǒng)的技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此有必要制定專門針對(duì)新型配電系統(tǒng)的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 能源管理

新型配電系統(tǒng)融合了風(fēng)、光等多種清潔能源、各種物理組件以及多樣化的能源和信息技術(shù)，這使得傳統(tǒng)電網(wǎng)的管理平臺(tái)無法滿足提供能源集成和快速化、精準(zhǔn)化控制調(diào)度的智能要求。因此，能源管理平臺(tái)的開發(fā)工作正在不斷開展，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也應(yīng)加快進(jìn)度，以填補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的空白。

隨著基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)的不斷發(fā)展，以及系統(tǒng)架構(gòu)和新的物理組件的不斷改進(jìn)，在有關(guān)平臺(tái)的功能、性能或可擴(kuò)展性方面的評(píng)估需要標(biāo)準(zhǔn)制定者的高度重視，以支持面向新型配電系統(tǒng)的能源管理平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)、規(guī)劃和營(yíng)銷。

3.6 低碳評(píng)估

基于產(chǎn)品碳足跡和碳排放計(jì)量的基本分析方法，制定相關(guān)碳排放及低碳評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，界定出新型配電系統(tǒng)中不同聚合資源的碳排放責(zé)任及碳減排貢獻(xiàn)，并將用戶側(cè)的碳排放作為激勵(lì)信號(hào)，引導(dǎo)用戶多使用低碳能源，促進(jìn)碳排放的降低。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合當(dāng)前新型配電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況，梳理了新型配電系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，并分析了當(dāng)前新型配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的不足，進(jìn)而對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)、柔性交直流配電、主動(dòng)協(xié)同控制、儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用、能源管理、低碳評(píng)估等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作提出了建議，支撐新型配電系統(tǒng)的建設(shè)。