蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路

祖国强; 王蕾; 肖峻; 徐科; 杨添剀; 唐庆华

doi:10.7500/AEPS20211109005

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蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路

观点 | 更新时间：2025-06-16

- 蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路
- Core Features, Key Issues and Research Ideas of Honeycomb Distribution Network
- 电力系统自动化 2022年46卷第11期页码：1-10
- 作者机构：
  
  1.国网天津市电力公司电力科学研究院，天津市 300384
  2.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  3.国网天津市电力公司城西供电分公司，天津市 300190
  4.大连海事大学船舶电气工程学院，辽宁省大连市 116026
- 作者简介：
  
  祖国强(1989—)，男，通信作者，博士，高级工程师，主要研究方向：配电系统规划运行。E-mail：zuguoqiang_tju@163.com
  王蕾(1993—)，女，硕士，工程师，主要研究方向：电力设备状态监测评估。E-mail：wltju@tju.edu.cn
  肖峻(1971—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：配电系统规划运行。E-mail：xiaojun@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007130)
- DOI：10.7500/AEPS20211109005
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-11-09，
  
  修回日期：2022-01-28，
  
  网络出版日期：2022-03-15，
  
  纸质出版日期：2022-06-10
- 稿件说明：
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祖国强,王蕾,肖峻等.蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路[J].电力系统自动化,2022,46(11):1-10.

ZU Guoqiang,WANG Lei,XIAO Jun,et al.Core Features, Key Issues and Research Ideas of Honeycomb Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(11):1-10.
祖国强,王蕾,肖峻等.蜂巢配电网的核心特征、关键问题与研究思路[J].电力系统自动化,2022,46(11):1-10. DOI： 10.7500/AEPS20211109005.

ZU Guoqiang,WANG Lei,XIAO Jun,et al.Core Features, Key Issues and Research Ideas of Honeycomb Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(11):1-10. DOI： 10.7500/AEPS20211109005.

摘要

“碳达峰、碳中和”背景下，未来新型配电系统将面临分布式电源、电动汽车等新元素的大规模接入。为了实现安全、高效、绿色、智能的发展目标，配电网可能呈现多环自相似柔性互联的“蜂巢”形态。首先，阐述了蜂巢拓扑结构在配电网中应用的优势，明确了蜂巢配电网的3个核心特征：区域自治与分层分群运行、多接口模块化设计、节点和支路的广义柔性，并结合配电网现状及发展趋势分析核心特征的构建基础；然后，总结了蜂巢配电网在规划、运行以及交叉学科方面的关键问题；最后，结合新方法、新指标给出关键问题的研究思路。文中工作为蜂巢配电网的系统研究与实际构建提供了思路和方案。

Abstract

In the background of “carbon emission peak and carbon neutrality”

the next-generation distribution system will face the large-scale integration of new elements

such as distributed generators and electric vehicles in the future. In order to achieve the development goals of security

high-efficiency

environmental friendliness and intelligence

the distribution network may present the morphology of “honeycomb”

which is flexibly interconnected by multiple self-similar meshes. First

the advantages of the application of honeycomb topology in the distribution network are introduced. Three core features of honeycomb distribution network are clarified

which are regional autonomy and hierarchical clustering operation

multi-interface and modular design

and generalized flexibility of nodes and branches. Combined with the current situation and development trend of distribution networks

the construction foundation of core features is analyzed. Then

the key issues in the planning

operation and related interdisciplinary aspects of the honeycomb distribution network are summarized. Finally

the research ideas for the key issues are given combined with new methods and new indices. The work in this paper provides ideas and solutions for the systematic research and actual construction of the honeycomb distribution network.

关键词

Keywords

references

马钊，周孝信，尚宇炜，等 . 未来配电系统形态及发展趋势［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 6 ）： 1289 - 1298 .

MA Zhao ， ZHOU Xiaoxin ， SHANG Yuwei ， et al . Form and development trend of future distribution system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 6 ）： 1289 - 1298 .

刘涤尘，彭思成，廖清芬，等 . 面向能源互联网的未来综合配电系统形态展望［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 11 ）： 3023 - 3034 .

LIU Dichen ， PENG Sicheng ， LIAO Qingfen ， et al . Outlook of future integrated distribution system morphology orienting to energy internet ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 11 ）： 3023 - 3034 .

刘健，魏昊焜，张志华，等 . 未来配电网的主要形态——基于储能的低压直流微电网［J］. 电力系统保护与控制， 2018 ， 46 （ 18 ）： 11 - 16 .

LIU Jian ， WEI Haokun ， ZHANG Zhihua ， et al . Future architecture of power distribution network—low-voltage direct current micro-grids based on energy storage ［J］. Power System Protection and Control ， 2018 ， 46 （ 18 ）： 11 - 16 .

盛万兴，段青，梁英，等 . 面向能源互联网的灵活配电系统关键装备与组网形态研究［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 15 ）： 3760 - 3769 .

SHENG Wanxing ， DUAN Qing ， LIANG Ying ， et al . Research of power distribution and application grid structure and equipment for future energy internet ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 15 ）： 3760 - 3769 .

赵海，蔡巍，王进法，等 . 能源互联网架构设计与拓扑模型［J］. 电工技术学报， 2015 ， 30 （ 11 ）： 30 - 36 .

ZHAO Hai ， CAI Wei ， WANG Jinfa ， et al . An architecture design and topological model of InterGrid ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2015 ， 30 （ 11 ）： 30 - 36 .

MARTINI L . Trends of smart grids development as fostered by European research coordination： the contribution by the EERA JP on smart grids and the ELECTRA IRP ［C］// 2015 IEEE 5th International Conference on Power Engineering， Energy and Electrical Drives ， May 11-13 ， 2015 ， Riga， Latvia ： 23 - 30 .

NIKMEHR N ， NAJAFI RAVADANEGH S . Optimal power dispatch of multi-microgrids at future smart distribution grids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 4 ）： 1648 - 1657 .

胡鹏飞，朱乃璇，江道灼，等 . 柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

HU Pengfei ， ZHU Naixuan ， JIANG Daozhuo ， et al . Research progress and prospects of key technologies of flexible interconnected smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

袁宇波，张宸宇，袁晓冬，等 . 基于柔性多状态开关的混合配电网能量管理策略与控制方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 60 - 67 .

YUAN Yubo ， ZHANG Chenyu ， YUAN Xiaodong ， et al . Energy management strategy and control method of hybrid distribution network based on soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 60 - 67 .

吴攀，黄文焘，邰能灵，等 . 基于功率互济的柔性互联多微网孤岛运行多层协调控制策略［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3101 - 3111 .

WU Pan ， HUANG Wentao ， TAI Nengling ， et al . Multi-layer coordinated control strategy for islanded flexible interconnected multiple microgrids based on mutual power support ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3101 - 3111 .

黄开艺，艾芊，张宇帆，等 . 基于能源细胞-组织架构的区域能源网需求响应研究挑战与展望［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 9 ）： 3149 - 3160 .

HUANG Kaiyi ， AI Qian ， ZHANG Yufan ， et al . Challenges and prospects of regional energy network demand response based on energy cell-tissue architecture ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 3149 - 3160 .

张释中，裴玮，杨艳红，等 . 基于柔性直流互联的多微网集成聚合运行优化及分析［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 5 ）： 1025 - 1037 .

ZHANG Shizhong ， PEI Wei ， YANG Yanhong ， et al . Optimization and analysis of multi-microgrids integration and aggregation operation based on flexible DC interconnection ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 5 ）： 1025 - 1037 .

王灿，吴耀文，孙建军，等 . 基于柔性多状态开关的主动配电网双层负荷均衡方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 77 - 85 .

WANG Can ， WU Yaowen ， SUN Jianjun ， et al . Bi-layer load balancing method in active distribution network based on flexible multi-state switch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 77 - 85 .

JI H R ， WANG C S ， LI P ， et al . An enhanced SOCP-based method for feeder load balancing using the multi-terminal soft open point in active distribution networks ［J］. Applied Energy ， 2017 ， 208 ： 986 - 995 .

刘念，余星火，王剑辉，等 . 泛在物联的配用电优化运行：信息物理社会系统的视角［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 1 ）： 1 - 12 .

LIU Nian ， YU Xinghuo ， WANG Jianhui ， et al . Optimal operation of power distribution and consumption system based on ubiquitous Internet of Things： a cyber-physical-social system perspective ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 1 - 12 .

贾宏杰，穆云飞，侯恺，等 . 能源转型视角下城市能源系统的形态演化及运行调控［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 16 ）： 49 - 62 .

JIA Hongjie ， MU Yunfei ， HOU Kai ， et al . Morphology evolution and operation regulation of urban energy system from perspective of energy transition ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 16 ）： 49 - 62 .

江道灼，徐宁，江崇熙，等 . 蜂巢状有源配电网构想、关键技术与展望［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 17 ）： 1 - 11 .

JIANG Daozhuo ， XU Ning ， JIANG Chongxi ， et al . Conception， key technology and prospect of honeycomb-shape active distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 17 ）： 1 - 11 .

阮闯，江道灼，朱乃璇，等 . 蜂巢状有源配电网拓扑及其可靠性评估［J］. 电力建设， 2019 ， 40 （ 3 ）： 77 - 84 .

RUAN Chuang ， JIANG Daozhuo ， ZHU Naixuan ， et al . Topology and reliability evaluation of honeycomb active distribution network ［J］. Electric Power Construction ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 77 - 84 .

杨轶凡，江道灼，阮闯，等 . 基于蜂巢状有源配电网的分布式优化调度［J］. 电力建设， 2019 ， 40 （ 3 ）： 85 - 93 .

YANG Yifan ， JIANG Daozhuo ， RUAN Chuang ， et al . Distributed optimal scheduling based on honeycomb active distribution grid ［J］. Electric Power Construction ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 85 - 93 .

傅颖，杨成钢，胡洪涛，等 . 面向山区的蜂巢状有源配电网多工况控制策略［J］. 浙江电力， 2021 ， 40 （ 8 ）： 14 - 24 .

FU Ying ， YANG Chenggang ， HU Hongtao ， et al . Multi-condition control method of honeycomb active distribution network in mountainous areas ［J］. Zhejiang Electric Power ， 2021 ， 40 （ 8 ）： 14 - 24 .

谢显中 . TD-SCDMA第三代移动通信技术与实现［M］. 北京：中国电子工业出版社， 2004 .

XIE Xianzhong . TD-SCDMA third generation mobile communication technology and implementation ［M］. Beijing ： China Electronic Industry Press ， 2004 .

ZHANG Q C ， YANG X H ， LI P ， et al . Bioinspired engineering of honeycomb structure—using nature to inspire human innovation ［J］. Progress in Materials Science ， 2015 ， 74 ： 332 - 400 .

STOJMENOVIC I . Honeycomb networks： topological properties and communication algorithms ［J］. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems ， 1997 ， 8 （ 10 ）： 1036 - 1042 .

王成山，李鹏，于浩 . 智能配电网的新形态及其灵活性特征分析与应用［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 10 ）： 13 - 21 .

WANG Chengshan ， LI Peng ， YU Hao . Development and characteristic analysis of flexibility in smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 10 ）： 13 - 21 .

余贻鑫，刘艳丽，秦超，等 . 分层分群电网体系结构［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 22 ）： 1 - 8 .

YU Yixin ， LIU Yanli ， QIN Chao ， et al . Layered and clustered grid architecture ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 22 ）： 1 - 8 .

王哲，翟玮，罗凤章，等 . 一种适用于城市中压配电网的雪花格式网架构建方法： CN105305431A ［P］. 2016-02-03 .

WANG Zhe ， ZHAI Wei ， LUO Fengzhang ， et al . Snowflake grid type grid construction method suitable for urban medium-voltage distribution networks ： CN105305431A ［P］. 2016-02-03 .

ISLAM F R ， PRAKASH K ， MAMUN K A ， et al . Aromatic network： a novel structure for power distribution system ［J］. IEEE Access ， 2017 ， 5 ： 25236 - 25257 .

阮前途，谢伟，张征，等 . 钻石型配电网升级改造研究与实践［J］. 中国电力， 2020 ， 53 （ 6 ）： 1 - 7 .

RUAN Qiantu ， XIE Wei ， ZHANG Zheng ， et al . Research and practice on the upgrading for diamond distribution network ［J］. Electric Power ， 2020 ， 53 （ 6 ）： 1 - 7 .

国家能源局 . 关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知［EB/OL］.［ 2021-06-30 ］. http：//www.chic.org.cn/home/index/detail？id=1100 http://www.chic.org.cn/home/index/detail?id=1100 .

National Energy Administration . Notice on submitting the pilot scheme of rooftop distributed photovoltaic development for the whole county （city or district）［EB/OL］. ［ 2021-06-30 ］. http：//www.chic.org.cn/home/index/detail？id=1100 http://www.chic.org.cn/home/index/detail?id=1100 .

应俊，蔡月明，刘明祥，等 . 适用于配电物联网的低压智能终端自适应接入方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 2 ）： 22 - 27 .

YING Jun ， CAI Yueming ， LIU Mingxiang ， et al . Adaptive access method of low voltage intelligent terminal for distribution Internet of Things ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 2 ）： 22 - 27 .

卫泽晨，赵凤展，王佳慧，等 . 网格化中低压智能配电网评价指标体系与方法［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 1 ）： 249 - 255 .

WEI Zechen ， ZHAO Fengzhan ， WANG Jiahui ， et al . Gridding evaluation index system and method of MV and LV intelligent distribution network ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 1 ）： 249 - 255 .

廖开怀，蔡云楠 . 重塑街区道路公共性——巴塞罗那“大街区”规划的理念、实践和启示［J］. 国际城市规划， 2018 ， 33 （ 3 ）： 98 - 104 .

LIAO Kaihuai ， CAI Yunnan . Reshaping the publicity of block streets： the conception， practices and inspirations of Barcelona’ superblocks planning ［J］. Urban Planning International ， 2018 ， 33 （ 3 ）： 98 - 104 .

UKPower . Flexible urban network low voltage ［EB/OL］. ［ 2019-12-30 ］. https://innovation.ukpowernetworks.co.uk/projects/fun-lv/ https://innovation.ukpowernetworks.co.uk/projects/fun-lv/ .

刘永岗，严建海，韩肖清，等 . 低压直流配电系统在农村地区的应用研究［J］. 供用电， 2021 ， 38 （ 1 ）： 17 - 24 .

LIU Yonggang ， YAN Jianhai ， HAN Xiaoqing ， et al . Research on application of low voltage DC distribution system in rural areas ［J］. Distribution & Utilization ， 2021 ， 38 （ 1 ）： 17 - 24 .

肖峻，佘步鑫，周欢，等 . 配电网供电能力曲线的规律与机理［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 16 ）： 4732 - 4743 ．

XIAO Jun ， SHE Buxin ， ZHOU Huan ， et al . Law and mechanism of supply capability curve for distribution networks ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 16 ）： 4732 - 4743 ．

孙庆凯，王小君，王怡，等 . 基于多智能体Nash-Q强化学习的综合能源市场交易优化决策［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 16 ）： 124 - 133 .

SUN Qingkai ， WANG Xiaojun ， WANG Yi ， et al . Optimal trading decision-making for integrated energy market based on multi-agent Nash-Q reinforcement learning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 16 ）： 124 - 133 .

YANG T K ， YU Y X . Security region-based laminar flow coordinated optimization of grids ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2021 ， 124 ： 106406 .

ALBERT R ， JEONG H ， BARABÁSI A L . Error and attack tolerance of complex networks ［J］. Nature ， 2000 ， 406 ： 378 - 382 .

肖峻，甄国栋，王博，等 . 配电网的安全距离：定义与方法［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 10 ）： 2840 - 2851 .

XIAO Jun ， ZHEN Guodong ， WANG Bo ， et al . Security distance of distribution network： definition and method ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 10 ）： 2840 - 2851 .

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