中國儲能網(wǎng)訊：近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出要“打造安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統(tǒng)”，引起電力行業(yè)廣泛關(guān)注。配電網(wǎng)如何加快柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，增強(qiáng)對新能源的接納和調(diào)控能力，促進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展，是未來的重要發(fā)展方向。
新形勢下的新挑戰(zhàn)
近年來，政策不斷釋放利好信號，光伏電源、電動汽車等新型源荷蓬勃發(fā)展。根據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年，全國光伏發(fā)電累計裝機(jī)容量已達(dá)6.1億千瓦，同比增長55%，超越水電成為我國第二大電源；新增裝機(jī)首次突破2億千瓦，超過全球新增光伏發(fā)電裝機(jī)的50%。在裝機(jī)結(jié)構(gòu)方面，中低壓分布式光伏累計裝機(jī)容量達(dá)到2.54億千瓦，占比為42%，已逐步成為未來光伏發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。
能源體系全面綠色低碳轉(zhuǎn)型必然引發(fā)新能源和新業(yè)態(tài)發(fā)展規(guī)模的爆發(fā)式增長。配電網(wǎng)作為連接能源電力和消費(fèi)的樞紐平臺，為新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展提供了巨大助力，但是在實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的同時，支撐新能源規(guī)模化開發(fā)、高比例消納和新型負(fù)荷廣泛接入也成為新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)。
一方面，隨著光伏裝機(jī)容量的激增，部分分布式光伏滲透率較高的地區(qū)，光伏發(fā)電功率已層層上送至220千伏甚至是500千伏電網(wǎng)，引起輸電網(wǎng)絡(luò)潮流的不確定性，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。從國家能源局公布的2023年第三季度的數(shù)據(jù)來看，全國多省份已出現(xiàn)分布式光伏接網(wǎng)困難的情況。其中，廣東省11個縣無承載空間，13個縣承載空間不足50兆瓦；山東省37個縣暫停光伏接入，占比達(dá)27%；河南省大部分縣域為光伏接入紅色預(yù)警區(qū)域，周口、駐馬店、漯河、鶴壁等多個地市可開放容量不足200兆瓦，多個縣域剩余可開放容量為0，湖北、湖南、遼寧等地為解決消納空間不足問題，紛紛發(fā)文暫停項目備案和并網(wǎng)工作，以緩解光伏承載難題。
另一方面，新能源的大規(guī)模開發(fā)也給電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行帶來巨大壓力。長期來看，光伏出力和用戶負(fù)荷擬合后形成的“鴨子曲線”以及低壓網(wǎng)絡(luò)“白天電壓高、夜間電壓低”等問題不可避免。當(dāng)下國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)未對低壓分布式光伏低電壓穿越能力等涉網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作出明確要求，故障情況下甚至可能出現(xiàn)連鎖脫網(wǎng)，擴(kuò)大事故范圍。
目前，國內(nèi)的配電網(wǎng)發(fā)展仍然存在一些技術(shù)瓶頸，例如配電網(wǎng)供電保障能力、裝備能效水平有待提高；有源配電網(wǎng)數(shù)字化、智能化建設(shè)仍處于起步階段，海量多元用戶與電網(wǎng)的雙向能源信息交互不足；資源靈活利用水平低、分布式能源消納受限等。配電網(wǎng)作為連接用戶的“最后一公里”，供電場景豐富，因此亟須加快轉(zhuǎn)型升級，以適應(yīng)多樣的供電需求。
配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級的四個關(guān)鍵
《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》為未來配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型指明了方向，其中明確到2025年，供電能力合理充裕，具備5億千瓦左右的分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力；到2030年基本完成配電網(wǎng)柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)主配微網(wǎng)多級協(xié)同、海量資源聚合互動、多元用戶即插即用。
國家電網(wǎng)有限公司自2021年起，陸續(xù)在多個省份開展新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)，在配電網(wǎng)多個技術(shù)領(lǐng)域開展試點(diǎn)探索，在配電網(wǎng)安全保供、低碳轉(zhuǎn)型、靈活調(diào)度、智慧賦能等方面積累了寶貴的轉(zhuǎn)型經(jīng)驗。
第一，夯實(shí)安全保供基礎(chǔ)。安全保供始終是配電網(wǎng)發(fā)展的根本基礎(chǔ)，通過構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)清晰、靈活智能的配電網(wǎng)架建設(shè)，補(bǔ)齊電網(wǎng)薄弱短板，消除供電質(zhì)量問題，提升綜合防災(zāi)能力是安全保供的重要建設(shè)內(nèi)容。
首先，為夯實(shí)新能源消納網(wǎng)架基礎(chǔ)，創(chuàng)新“工”字形、“井”字形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。江蘇武進(jìn)高新區(qū)是國家電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的綜合示范區(qū)，國網(wǎng)江蘇電力創(chuàng)新開展配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)。2023年，示范區(qū)建成了一組“工”字形、“井”字形接線結(jié)構(gòu)，解決了10條10千伏線路的供電半徑大、聯(lián)絡(luò)線結(jié)構(gòu)不合理、變電站無法全停全轉(zhuǎn)等問題，部分接線組供電可靠率達(dá)到99.99%以上，為新能源高效消納打下堅實(shí)基礎(chǔ)。其次，探索配電網(wǎng)自愈技術(shù)，解決革命老區(qū)長線路頻繁停電問題。福建省南平市吉陽鎮(zhèn)巧溪村、圭歷村地處閩北建甌、建陽、順昌三縣（區(qū)）交界處，主要由10千伏張坑線和圭歷線長距離供電，長期受電能質(zhì)量不合格、頻繁停電困擾。國網(wǎng)福建電力在張坑線與圭歷線共安裝了15臺就地型智能分布式型饋線自動化終端，投運(yùn)以來共實(shí)現(xiàn)了對1次短路故障、15次接地故障的正確隔離與自愈復(fù)電，故障停電時間同比縮短18小時。最后，開展防災(zāi)差異化試點(diǎn)，抵御風(fēng)雷污澇多種災(zāi)害。國網(wǎng)福建電力建設(shè)了多災(zāi)害地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行控制技術(shù)國網(wǎng)公司實(shí)驗室，聚焦從規(guī)劃設(shè)計源頭提升配電網(wǎng)本質(zhì)抗災(zāi)能力，開展配電網(wǎng)防災(zāi)規(guī)劃、配電設(shè)施防風(fēng)、防雷、防污等技術(shù)研究，實(shí)施“風(fēng)雨無憂”“雷打不動”專項行動，開展防污閃差異化試點(diǎn)建設(shè)，通過差異化應(yīng)用防災(zāi)物資、防災(zāi)運(yùn)維手段等，目前已解決線路防風(fēng)問題80項、防污閃問題51項，以及超長供電半徑等問題528項，極大提升了沿海地區(qū)配電線路的防災(zāi)能力。
第二，加快清潔低碳轉(zhuǎn)型。清潔低碳是配電網(wǎng)發(fā)展的核心目標(biāo)，在用能結(jié)構(gòu)上，結(jié)合區(qū)域特色可以積極探索水光互補(bǔ)、電能替代等新模式，實(shí)現(xiàn)低碳化及多元化的綠色轉(zhuǎn)型。以浙江衢州水光儲余缺互濟(jì)項目為例，該項目試點(diǎn)水光儲余缺互補(bǔ)技術(shù)，成就了分布式光伏和小水電的“雙向奔赴”。通常情況下，光伏電站有光即發(fā)，無光即停，這也使得天氣一旦發(fā)生變化，電網(wǎng)的供電能力將會產(chǎn)生大幅波動，電網(wǎng)調(diào)度員只能在波動發(fā)生后被動應(yīng)對。但通過水光儲余缺互補(bǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)在光伏發(fā)電能力較強(qiáng)時消納多余電能，在光伏發(fā)電能力不足時補(bǔ)足電能缺口，將水電、光伏與儲能資源融為一體進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行管理，最大限度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲協(xié)同配合能力，電網(wǎng)調(diào)度的準(zhǔn)確性和靈活性迎來質(zhì)的飛躍。
第三，升級柔性靈活調(diào)控能力。柔性靈活是配電網(wǎng)發(fā)展的重要支撐，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)及交直流混聯(lián)、柔性互聯(lián)等技術(shù)，通過全景監(jiān)測、精準(zhǔn)控制和優(yōu)化協(xié)調(diào)各類可控資源，可有效解決新能源消納及波動性等問題，提高電網(wǎng)快速靈活調(diào)節(jié)能力和穩(wěn)定運(yùn)行水平。以福建省東北部的西洋島為例，早年，西洋島由兩回10千伏海纜供電，海纜故障頻發(fā)且維護(hù)困難，嚴(yán)重影響西洋島的供電可靠性。2021年，國網(wǎng)福建電力在島上安裝了3臺2000千瓦風(fēng)機(jī)、1000千瓦電化學(xué)儲能裝置和20.7千瓦光伏發(fā)電機(jī)組，組成了福建首個具備離網(wǎng)運(yùn)行能力的弱聯(lián)型微電網(wǎng)。該項目創(chuàng)新應(yīng)用孤島自平衡控制技術(shù)、風(fēng)荷儲功率協(xié)同優(yōu)化等關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)，率先采用無就地主站的配電網(wǎng)微網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行控制模式，當(dāng)海纜發(fā)生故障時，微電網(wǎng)快速切換到孤網(wǎng)模式，通過儲能裝置帶動全島配電變壓器零起升壓，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷黑啟動，保障微電網(wǎng)安全運(yùn)行。
第四，賦能智慧融合轉(zhuǎn)型。智慧融合是配電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，通過智能化全面升級，打造資源聚合互動平臺，使配電網(wǎng)具備充分的開放性，與分布式新能源、微電網(wǎng)、虛擬電廠等新主體、新業(yè)態(tài)兼容并蓄、互促發(fā)展。以成都新西區(qū)為例，這里誕生了西部首座上線運(yùn)行的虛擬電廠，并依靠電力和算力等智能技術(shù)支撐配電網(wǎng)資源挖潛。成都高新西區(qū)虛擬電廠通過聚合高新西區(qū)IC低碳產(chǎn)業(yè)園的光伏和儲能資源，以及京東方、德州儀器、華為等169家企業(yè)的負(fù)荷資源，同時，利用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，建設(shè)功能齊備高效的虛擬電廠信息化運(yùn)行平臺，形成了0.1萬千瓦電源側(cè)、5.76萬千瓦負(fù)荷側(cè)的靈活可調(diào)能力，投運(yùn)后可以填補(bǔ)該區(qū)域60%以上的供電缺口。
深化改革創(chuàng)新，破解配電網(wǎng)發(fā)展難題
新形勢下配電網(wǎng)要解決新型源荷承載消納難題、服務(wù)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)制改革二者缺一不可。
首先，要注重規(guī)劃引領(lǐng)，配電網(wǎng)規(guī)劃要適應(yīng)新能源、電動汽車、儲能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)與城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、國土空間規(guī)劃的銜接。地方政府要建立分布式新能源與充電設(shè)施可開放容量發(fā)布和預(yù)警機(jī)制，聯(lián)合電網(wǎng)企業(yè)常態(tài)開展大規(guī)模分布式新能源上送的電網(wǎng)安全運(yùn)行邊界分析，引導(dǎo)源荷合理分層接入與就近消納。
其次，要強(qiáng)化科技創(chuàng)新，加強(qiáng)有源配電網(wǎng)規(guī)劃方法、運(yùn)行機(jī)理、平衡方式，以及微電網(wǎng)、虛擬電廠等新模式的調(diào)度運(yùn)行控制方法研究，制定或優(yōu)化適應(yīng)源荷規(guī)?；l(fā)展的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，推動形成統(tǒng)一的通信協(xié)議、自動化配置等并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。
再次，要優(yōu)化市場機(jī)制，創(chuàng)新新能源、新業(yè)態(tài)可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，深化市場交易規(guī)則、分時電價、輸配電價等機(jī)制的改革和創(chuàng)新，讓電力的物理屬性與經(jīng)濟(jì)屬性深度融合，充分發(fā)揮市場的資源配置能力，服務(wù)新質(zhì)生產(chǎn)力的高質(zhì)量發(fā)展。
最后，要注重過程管理，政府部門要加大對電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的支持力度，同時在選址選線、用地手續(xù)審批、青賠等方面與電網(wǎng)企業(yè)形成合力，助力項目落地建設(shè)。電網(wǎng)企業(yè)要加強(qiáng)配電網(wǎng)從規(guī)劃到落地各環(huán)節(jié)主體責(zé)任的落實(shí)，強(qiáng)化規(guī)劃—可研—計劃—建設(shè)全過程內(nèi)部監(jiān)督和管理，保障項目的落地建設(shè)和預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
（作者分別系國網(wǎng)福建經(jīng)研院院長、國網(wǎng)福建經(jīng)研院電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中心副主任。
