配电网主动防御的本质，是将海量分散的源荷储充资源转化为可感知、可评估、可调用、可执行、可恢复的系统级支撑能力，实现从“被动承载”向“主动支撑”的范式转变。
当前，我国正处于加速构建新型电力系统的关键阶段。配电网作为连接主网与用户的神经末梢，其角色正经历深刻变革，即从传统的“受电末端”向“主动支撑”单元转变。这既是新型电力系统形态演化的现实要求，也是支撑新型电力系统建设的必然选择。
配电网角色转变催生防御新范式
随着分布式光伏、新型储能、电动汽车充电设施规模化接入，配电网加速呈现有源化、电力电子化特征。在主网“低惯量、低短路容量”背景下，配电网“潮流大进大出”、局部反送与快速波动加剧，其安全稳定运行对全局系统的影响日益凸显。
然而，资源规模的快速增长并不等同于防御能力的自然提升。海量源荷储充资源只有被准确感知、其运行边界能够在线评估、指令可以确定性执行，调节潜力才可能转化为防线合力。当前，刚性脱网和粗放处置难以适配高维动态风险，配电网亟须补齐状态感知、边界评估、协同调控和保护自愈等基础能力。
具体而言，新型配电系统运行风险防御面临四大核心痛点：
一是弱量测与强耦合致使“状态看不清”。配电网长期处于弱量测状态，部分低压区域有效量测覆盖率仍不足40%，且存在采样异步、信噪比低和数据异常等问题。海量异质资源接入后，潮流变化、扰动传导和局部风险演化呈现强时空耦合特征，传统依赖高冗余数据的状态估计方法，难以在稀疏观测下准确辨识脆弱节点与高风险运行轨迹。
二是多维约束与非线性致使“边界算不准”。分布式资源在响应速率、持续时间、等效惯量和容量裕度等方面差异显著，源荷随机波动、主配动态交互与频率电压约束深度耦合，使安全边界呈现高维、非线性和时变特征，现有基于稳态假设的评估方法难以实时回答“能调多少、能撑多久、何时越界”等关键问题。
三是防线延伸不足与集中架构致使“控制跟不上”。当前二、三道防线向配网侧延伸仍不充分，传统集中式调控受通信时延、在线计算和指令分解约束，难以支撑百毫秒级紧急响应需求，大扰动下频率电压可能在极短时间内劣化。
四是拓扑多变与潮流双向致使“故障判不准”。高比例新能源、储能和充电设施接入后，配电网由单电源辐射网络转向多源双向系统，新能源故障电流幅值受限、相位受控，使过电流保护、方向保护和馈线自动化面临误动、拒动与区段定位偏差等问题，传统上依赖单一故障特征和固定转供策略的处置方法，难以支撑多源复杂场景下的精准隔离与有序复电。
面对上述挑战，研究团队提出，风险形态正由“可枚举故障”转向“连续演化场景”，防御方式必须由静态设防转向主配交互下的动态协同。主动防御的核心是重构“感知—评估—决策—执行—恢复”的动态闭环能力，推动防御目标实现四个升级：从“防止故障发生”到“保障安全可控”，从“被动承载”到“主动支撑”，从“单点控制”到“协同共治”，从“经验驱动”到“数据+模型驱动”。
构建“感知—评估—决策—执行—恢复”闭环防御体系
围绕主动防御目标，电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室配微网研究团队依托智能电网国家科技重大专项（2030）“分布式新能源接入的柔性配电系统关键技术及装备”，系统提出了涵盖八大关键技术的统一风险防御框架，打通“感知—评估—决策—执行—恢复”闭环防御体系。
在状态感知层面，针对弱量测条件下的全局状态重构难题，研究团队构建了物理机理与数据驱动融合的状态映射框架。通过引入条件变分自编码器开展稀疏数据重构，并嵌入潮流约束和网络中心性指标，实现了关键节点、脆弱环节和控制触发条件的精准辨识。验证表明，当量测覆盖率提升至约80%时，节点电压估计误差可有效收敛，为后续风险判别提供了高可信的数据底座。
在动态支撑能力量化方面，研究团队指出，资源规模只是潜力，动态支撑能力才是可调用对象。针对光伏、储能、电动汽车和柔性负荷在响应时间、调节速率、持续能力和容量裕度等方面的显著差异，建立了计及跟网/构网特性的物理—数据混合等值方法，结合图聚类、潮流优化和逆优化框架，辨识聚合体有功无功裕度、等效惯量、调节速率和持续时间。测试场景下，相关估计误差可控制在1.43%左右，为资源按需调用提供了动态能力图谱。
在动态运行域评估方面，研究团队提出，动态运行域是主动控制的安全约束基准。针对复杂扰动下主配交互、潮流反送、频率电压耦合与资源响应极限相互叠加导致安全空间快速迁移的问题，创新采用径向迭代搜索定位扰动轨迹临界工作点，结合凸包几何拟合重构离散边界样本，并融合生成模型与在线状态分析进行滚动修正。验证表明，安全边界评估准确度可达到90%以上，为控制触发、策略校核和资源调用提供了可量化的临界判据。
在协同调控层面，面向频率、电压快速跌落等紧急扰动场景，研究团队构建了“区域预决策—边缘实时匹配—资源响应执行”的三级控制架构。区域层形成场景策略库，以前置计算降低在线求解压力；边缘层结合实时状态完成策略匹配与指令解聚合；资源层基于预置参数提供等效惯量、频率和电压支撑。该架构将控制闭环时延压缩至80毫秒以内，有效解决了传统集中式架构“感知滞后、计算超时、执行延迟”导致的策略失效问题，实现了“以调代切”的精准紧急控制。山东威海示范工程验证显示，在主网频率扰动下，采用主动支撑控制后频率最大跌落由0.181赫兹降至0.1321赫兹，降幅达27%，充分验证了分布式源荷动态聚合与“以调代切”的工程可行性。
在保护与自愈协同控制方面，研究团队将故障判别、区段隔离和供电恢复贯穿为同一处置链条。针对柔性设备改变故障特征的深层机理问题，提出从被动应对转向“特征塑造—可信识别—协同处置”的新路径。通过内环控制主动干预，塑造柔性设备高感抗特性，配合双序融合方向判据和畸变波形特性分割识别技术，提升复杂故障下的选线置信度；故障切除后，利用安全灵敏度排序和孤岛平滑切换，引导非故障区域有序恢复。同时，在装备研制方面，研发团队针对传统控制、保护、安稳装置长期分设导致的信息孤岛、逻辑割裂和时序不一致等问题开展攻关，研制出全自主可控配电防御成套装备。该装备依托国产多核异构芯片、国产操作系统和确定性背板总线，贯通IEC61499与IEC61850底层逻辑，实现了核心控制与保护业务总线交互时延控制在10微秒以内，为主动防御提供了确定性执行载体。
从示范验证到体系化应用
技术体系的工程落地是检验主动防御成效的最终标准。目前，相关技术已在多个示范工程中取得显著成效。在浙江嘉兴海宁示范工程中，研究团队聚焦高比例分布式资源接入下的运行风险主动防御，将县域、网格、台区多层级运行状态纳入统一感知与协同判别，形成了状态感知、风险识别、能力评估与分层控制闭环，有效应对了光伏、储能和柔性负荷规模化接入带来的潮流反送、电压越限和局部拥塞等风险，验证了配电网由被动消纳向主动防御转变技术路径的可行性。
综合来看，配电网风险防御正由事后被动处置向全过程主动防御演进。其闭环防御体系的核心可概括为五个关键支点：以高置信状态感知筑牢数据底座，以动态安全边界形成决策约束，以多维能力量化支撑资源调用，以保护自愈协同贯通故障处置全过程，以控制、保护与安全成套装备保障确定性执行。这五个支点相互耦合、循环迭代，共同构成面向不确定性协同防御的有机整体。
未来，配电网主动防御仍需在广域通感、边界在线校核、资源可信调用和边缘确定性执行等方面持续深化。应协同完善主配防御机制、分布式资源控制协议和自主可控装备体系，推动配电网由被动承载环节逐步发展为支撑新型电力系统安全稳定运行的重要支撑单元。唯有将分散资源的调节潜力真正转化为防线合力，才能在新型能源体系构建进程中守住配电网安全运行的底线，为能源安全保障提供技术—装备—方案全链条的支撑。
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