中國儲能網(wǎng)訊:在加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的大背景下,作為傳統(tǒng)電網(wǎng)“神經(jīng)末梢”的配電網(wǎng)正在向有源化、協(xié)同化、智能化等方向發(fā)展,愈發(fā)成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),乃至前沿陣地。近期,《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》《配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動實(shí)施方案(2024—2027年)》等配電網(wǎng)相關(guān)政策陸續(xù)出臺,業(yè)界對于配電網(wǎng)未來形態(tài)及發(fā)展的討論熱度攀升。
一、配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的新形勢新要求
(一)用能質(zhì)量提高和極端天氣激增要求配電網(wǎng)更安全充裕
1.電力需求剛性增長,電力保供仍需發(fā)力
中國式現(xiàn)代化深入推進(jìn),我國電力需求在較長時(shí)間內(nèi)仍將保持穩(wěn)步增長。預(yù)計(jì)2030年我國全社會用電量有望達(dá)到13萬億千瓦時(shí),較2023年增長40%以上,電能占終端能源消費(fèi)比重將達(dá)到39%左右,較2023年增長10個百分點(diǎn)以上。同時(shí),隨著人民生產(chǎn)生活水平的不斷提高,對供電可靠性等要求也逐步提升,與之對應(yīng)的是對停電的容忍度越來越低,且伴隨著分布式新能源、新能源汽車充換電設(shè)施等多元要素的規(guī)?;尤耄磥黼娏Π踩煽抗?yīng)的難度勢必不斷加大。
2.極端天氣突發(fā)頻發(fā)趨勢明顯,電網(wǎng)安全面臨考驗(yàn)
近年來,極端天氣突發(fā)頻發(fā)不僅引起電力負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)大幅攀升,突然惡化的氣象條件還會造成風(fēng)、光、水等可再生能源出力大幅減少,影響電力供需平衡。2019年8月,英國電網(wǎng)在一次常見的輸電線路雷擊跳閘后,新能源機(jī)組大量脫網(wǎng)導(dǎo)致大面積停電,約100萬人受到影響。暴雨、洪澇、臺風(fēng)、冰雪等自然災(zāi)害趨多趨強(qiáng),冰凍災(zāi)害“罕見”轉(zhuǎn)“常態(tài)”,增大事故風(fēng)險(xiǎn),配電網(wǎng)脆弱性問題凸顯。當(dāng)前必須要以電力安全為前提,重視氣候變化“新常態(tài)”、極端事件“新變量”,全面提升電力保供能力。
(二)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型要求配電網(wǎng)更堅(jiān)強(qiáng)靈活
1.新能源爆發(fā)式增長,電網(wǎng)局部承載能力不足
隨著碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程加速推進(jìn),沙漠、戈壁、荒漠大型風(fēng)電光伏基地加快開發(fā),分布式新能源爆發(fā)式增長,當(dāng)前全國新能源裝機(jī)容量已提前6年完成2030年達(dá)到12億千瓦的規(guī)劃目標(biāo)。2023年分布式光伏接入電網(wǎng)承載力試點(diǎn)評估結(jié)果顯示,山東、河南等地新能源利用率有限,電網(wǎng)承載能力面臨較大挑戰(zhàn)。
2.“雙高”特征明顯,電網(wǎng)安全穩(wěn)定面臨考驗(yàn)
新型電力系統(tǒng)“雙高”特性日益凸顯,低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等特征明顯,安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨較大挑戰(zhàn)。疊加極端天氣導(dǎo)致的溫控負(fù)荷激增和新能源發(fā)電出力不確定性增加,導(dǎo)致供需兩端不確定性加劇,電力系統(tǒng)“雙峰”、“雙高” 特征愈加顯著,“平時(shí)充裕、尖峰緊張”矛盾凸顯,用電高峰期供電保障壓力增大,亟需提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力。
3.新要素大規(guī)模接入,電網(wǎng)感知調(diào)控能力不足
近年來電動汽車規(guī)模增長迅猛,預(yù)計(jì)2030年全國新能源汽車保有量超過1億輛,新型儲能裝機(jī)規(guī)模超過1億千瓦,配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的單向逐級輻射網(wǎng)絡(luò)向有源雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,電力系統(tǒng)可控對象擴(kuò)展到源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)。分布式新能源、新型儲能、充電基礎(chǔ)設(shè)施等新要素的大規(guī)模發(fā)展和電網(wǎng)形態(tài)的多樣化、場景化變革,需要控制的元件海量增長,使得當(dāng)前電網(wǎng)信息感知能力不足、調(diào)控技術(shù)手段不適應(yīng)等問題更加突出,網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)形勢更加復(fù)雜嚴(yán)峻。
(三)深入踐行發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力要求配電網(wǎng)更加智能友好
1.新質(zhì)生產(chǎn)力落實(shí)落地,要求加快電網(wǎng)科技創(chuàng)新
新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力,科技創(chuàng)新是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素,生產(chǎn)關(guān)系必須與生產(chǎn)力發(fā)展要求相適應(yīng),必須要堅(jiān)持科技創(chuàng)新引領(lǐng),加快實(shí)現(xiàn)高水平技術(shù)突破和裝備升級,支撐引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展。
2.數(shù)字化智能化持續(xù)深化,要求加快技術(shù)裝備升級
電網(wǎng)作為覆蓋城鄉(xiāng)區(qū)域、連接千家萬戶的重要基礎(chǔ)設(shè)施,需要適應(yīng)數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢,加快智能化改造,深化數(shù)字化智能化技術(shù)融合,以高效滿足大規(guī)模新能源、電動汽車、新型儲能、虛擬電廠等新主體新業(yè)態(tài)接入和互動需求,以有效應(yīng)對新型電力系統(tǒng)“雙高”特征引發(fā)的系統(tǒng)穩(wěn)定問題,確保新能源“發(fā)得好、用得好”,推動能源行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力高質(zhì)量發(fā)展。
二、配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)
(一)供電保障基礎(chǔ)仍需夯實(shí)
供電能力總體充裕,高峰時(shí)段局部地區(qū)配電設(shè)施重過載問題動態(tài)顯現(xiàn);網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍需完善,高壓配電網(wǎng)多級串供問題依然存在,城市中壓配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化接線率有待提升;供電質(zhì)量仍需改進(jìn),東西部、城鄉(xiāng)間供電可靠性差距較大,局部區(qū)域停電問題依然存在,季節(jié)性負(fù)荷、超長線路、感性無功等引發(fā)的電壓越限問題時(shí)有發(fā)生;設(shè)備健康程度總體良好,仍有部分老舊設(shè)備和高耗能設(shè)備需改造升級;部分重要用戶不滿足高可靠性標(biāo)準(zhǔn),“生命線”通道尚不完善。
(二)農(nóng)網(wǎng)發(fā)展短板尚需補(bǔ)強(qiáng)
部分地區(qū)農(nóng)網(wǎng)發(fā)展滯后,東北邊遠(yuǎn)地區(qū)負(fù)荷密度低、變電站布點(diǎn)稀疏,單輻射線路串供多個變電站,西部部分地區(qū)縣域電網(wǎng)與主網(wǎng)聯(lián)系相對薄弱等問題較為突出;農(nóng)村負(fù)荷季節(jié)性和分散性特點(diǎn)明顯,設(shè)備輕載和重載長期并存,尤其是夏季高溫、春節(jié)等用電高峰時(shí)段,保障農(nóng)民群眾用電壓力較大;疊加地理環(huán)境、建設(shè)條件、自然災(zāi)害等因素,地區(qū)之間、城鄉(xiāng)之間的配電網(wǎng)供電可靠性還存在一定差距;農(nóng)網(wǎng)長線路供電仍占一定比例,受分布式光伏規(guī)?;療o序接入影響,用戶時(shí)段性雙向電壓越限等問題依然存在。
(三)防災(zāi)抗災(zāi)能力有待提升
近年來,“厄爾尼諾”等氣象變化已成為新常態(tài),雨帶北抬趨勢明顯,降雨極端性顯著增強(qiáng),“零度線”北移,凍雨帶從華中、華北逐步向東北擴(kuò)展;臺風(fēng)、洪澇、冰雪等極端氣象災(zāi)害頻發(fā),氣象條件超出原規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)邊界,對電網(wǎng)尤其是配電網(wǎng)造成極大沖擊,局部地區(qū)脆弱性問題凸顯;極端氣象災(zāi)害已成為電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)面臨的新挑戰(zhàn),要求合理擴(kuò)大設(shè)防范圍、提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),加快提升配電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)能力。
(四)綜合承載能力有待加強(qiáng)
分布式新能源開發(fā)模式變形走樣,部分地區(qū)規(guī)模遠(yuǎn)超當(dāng)?shù)刎?fù)荷,難以實(shí)現(xiàn)就地平衡和消納,設(shè)備反向重過載、電壓越限等問題頻出,在個別省份對電網(wǎng)調(diào)峰造成壓力;新型儲能快速發(fā)展,但與新能源及其他調(diào)節(jié)資源缺乏統(tǒng)籌,建設(shè)布局缺乏科學(xué)引導(dǎo),市場及價(jià)格機(jī)制不健全,電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能利用率低,用戶側(cè)儲能難以跟蹤監(jiān)測和統(tǒng)籌利用;新能源汽車發(fā)展迅猛,部分居民小區(qū)、農(nóng)村地區(qū)的配變?nèi)萘坎蛔?、入戶線容量不夠,難以支撐大規(guī)模充電基礎(chǔ)設(shè)施接入;配電網(wǎng)保護(hù)對復(fù)雜潮流的適應(yīng)性面臨較大壓力,大量電力電子器件引發(fā)電壓波動、諧波污染等電能質(zhì)量問題。
(五)重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新有待突破
當(dāng)前,部分電力工控芯片、電工裝備組部件、基礎(chǔ)軟件、電工材料和器件等方面仍然依賴進(jìn)口、受制于人,相關(guān)技術(shù)面臨“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)和“專利陷阱”;自主科技創(chuàng)新還不同程度存在一定路徑依賴,原創(chuàng)性不足,關(guān)鍵領(lǐng)域重大創(chuàng)新成果不多;開放式科技創(chuàng)新尚未形成體系,亟待優(yōu)化央企科研布局,加強(qiáng)電網(wǎng)、發(fā)電和設(shè)備企業(yè)戰(zhàn)略合作和聯(lián)合攻關(guān),強(qiáng)化基礎(chǔ)性、前瞻性項(xiàng)目研究和科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用;在新能源、儲能、氫能、分布式能源、綜合能源服務(wù)、源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展,以及數(shù)字化、智能化等新發(fā)展領(lǐng)域,創(chuàng)新能力還有待持續(xù)增強(qiáng)。
三、配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)
一是加快推動分布式智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與示范應(yīng)用。按照《配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動實(shí)施方案(2024—2027年)》要求,面向大電網(wǎng)末端、新能源富集鄉(xiāng)村、高比例新能源供電園區(qū)等,探索建設(shè)一批分布式智能電網(wǎng)項(xiàng)目,驗(yàn)證技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性。以“兩自四化”智能微電網(wǎng)建設(shè)為抓手,做好分布式智能電網(wǎng)項(xiàng)目試點(diǎn)示范,構(gòu)建“營銷一口對外,雙軌制運(yùn)行”的虛擬電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理機(jī)制。
二是加快實(shí)現(xiàn)以配電網(wǎng)為“橋梁”分解傳導(dǎo)系統(tǒng)平衡責(zé)任,促進(jìn)“就地小平衡、區(qū)域大平衡”。針對當(dāng)前我國分布式新能源、新型儲能等小微資源參與系統(tǒng)運(yùn)行的平衡責(zé)任傳導(dǎo)難,推動配電網(wǎng)的各類聚合要素與常規(guī)主體逐步同責(zé)同權(quán),建立逐級傳導(dǎo)機(jī)制,促進(jìn)配電網(wǎng)通過商業(yè)合同等形式將自身背負(fù)的偏差考核責(zé)任、運(yùn)行約束等分解至其聚合對象,并將聚合資源收益與責(zé)任約束掛鉤,促進(jìn)各類小微資源在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中貢獻(xiàn)正向價(jià)值。
三是完善市場機(jī)制與運(yùn)營模式。建立健全促進(jìn)新能源消納的市場機(jī)制,明確各市場主體的責(zé)權(quán)利關(guān)系,研究制定市場交易規(guī)則,明確交易品種、交易方式等關(guān)鍵要素,推動建立公平、開放、透明的電力交易平臺,依托現(xiàn)有電力交易中心或新建交易平臺,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效交易,促進(jìn)各類調(diào)節(jié)資源的優(yōu)化配置。同時(shí),探索政府與社會資本合作模式(PPP)等多元化運(yùn)營模式,提高運(yùn)營管理效率。