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0引言1

1“双碳”背景下配电系统的新特征

1.1分布式新能源和储能接入导致供电多元化

1.2电能加速替代，用电互动化与电力市场化特征凸现

1.3直流配电及新型电力电子装备大规模应用

1.4数字化和智能化技术大规模推广和使用

2“双碳”背景下配电系统面临的主要挑战

2.1电力电量平衡问题：源荷不确定性导致峰谷差增大、网损增加、资产利用率降低

2.2动态稳定问题：电力电子装备规模化接入、微电网(群)大量形成，稳定特征复杂、电能质量恶化

3 新型配电系统形态格局

3.1 分布式可再生能源成为配电网重要甚至主力供电电源，多层级微网(群)互动灵活运行成为重要运行方式

3.2 负荷将不再只是被动受电，配电网运行模式也将从“源随荷动”变为“源荷互动”，柔性负荷深度调节参与源荷互动

3.3 基于电力电子的配电设备灵活调节电力潮流，提高配电网络的灵活性，全面提升配网运行水平

3.4 数字赋能，实现系统全景状态可观、可测、可控，提升配电网管理水平及能源利用效率

4 关键技术

4.1 分布式电源与微电网技术

    4.1.1 分布式新能源发电技术

        (1)分布式新能源发电主动支撑技术

        (2)分布式新能源发电出力预测技术

        (3)分布式新能源发电集群控制技术

    4.1.2 分布式储能技术

        (1)储能调峰调频技术

        (2)稳定性与电能质量增强技术

    4.1.3 微电网技术

        (1)新能源微电网频率和电压动态稳定技术

        (2)微电网群观群控技术

4.2 源荷互动技术

    (1)计及源荷不确定性因素的潮流计算方法

    (2)源荷互动模式下配电系统多目标优化调度技术

    (3)电力市场环境下经济运行技术

4.3 直流配电技术

    (1)电压序列与标准化

    (2)直流配电系统故障保护技术

    (3)直流配电系统协调控制与调度优化技术

4.4 数字化配电网技术

    (1)电气设备智能化技术

    (2)配(微)电网透明化技术

5 科学问题与技术展望

5.1 关键科学问题

5.2 技术发展展望

    5.2.1 分布式电源与微电网技术

        (1)发展分布式新能源发电、储能的构网技术，实现新能源与储能独立组网运行

        (2)发展软件定义配电网和微电网，实现多层级微网(群)互动运行与网架灵活控制技术

    5.2.2 源荷互动技术

        (1)发展全方位电力市场机制，提高电力用户主动参与源荷互动的积极性

        (2)发展高性能分布式储能及源网荷储深度互动技术，解决峰谷差、设备利用率低等静态问题

    5.2.3 直流配电技术

        (1)发展紧凑型经济型直流配电设备与交直流混合微电网群协同控制技术，提升新能源渗透率及运行经济性

        (2)发展典型应用场景的定制化直流配用电供电模式，充分发掘直流配电优势

    5.2.4 数字赋能技术

        (1)发展一二次融合智能化装备与多源数据融合及处理技术在配电系统中的应用，实现系统全景状态感知，提升运行管理水平

        (2)发展数字孪生、配电物联平台等技术在新型配电网中的应用

文章摘要:"碳达峰、碳中和"目标下,配电系统逐渐发展为具有电能汇集、传输、存储和交易功能的新型区域电力系统,具有了新的形态和特征。在此背景下,首先从分布式新能源接入、电能替代、电力电子应用及数字化技术4个方面出发,对"双碳"背景下配电系统的新特性进行了总结;然后对其面临的静态问题、动态问题和管理问题进行了分析,并提出了未来低碳化新型配电系统的形态格局构想,对分布式电源与微电网技术、源荷互动技术、直流配电技术以及数字化管理技术等支撑新型配电系统建设的关键技术进行讨论,分析了现阶段成果与新型配电系统需求之间的差距;最后,凝炼了新型配电系统建设面临的关键科学问题,并对其未来技术发展方向提出了建议。