中國儲能網(wǎng)訊：農(nóng)村能源作為我國能源體系的重要組成部分，是實現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興的基石和保障，也是我國能源革命與綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手，是鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要引擎，“雙碳”目標(biāo)下農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型是必然選擇。
近年來農(nóng)村地區(qū)分布式可再生能源快速發(fā)展，對農(nóng)村電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化和自動化水平提出了更高的要求。分布式可再生能源接入電網(wǎng)以后，農(nóng)村電網(wǎng)從單向的供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為多源互聯(lián)的能源互聯(lián)網(wǎng)，需要應(yīng)用更多的自動化、數(shù)字化和智能化技術(shù)來實現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。隨著農(nóng)村經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的全面實施，清潔低碳、多能融合的現(xiàn)代農(nóng)村能源體系正在加快形成。
“雙碳”目標(biāo)背景下，農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型是必然選擇
能源系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型是我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。隨著可再生能源的迅猛發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)提供了更多的清潔能源，另一方面由于其固有的物理特性，也給電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定帶來巨大的壓力。在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)背景下，新型電力系統(tǒng)與新型能源體系建設(shè)不斷加快，農(nóng)村能源發(fā)展呈現(xiàn)以下特征：
一是用能結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電力在能源消費中的比例不斷提高。隨著農(nóng)村電氣化水平的提升，農(nóng)村地區(qū)的用能結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著改變。近年來，國家層面持續(xù)推動家電下鄉(xiāng)、農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、設(shè)施農(nóng)業(yè)、家用電器及農(nóng)村生活電氣化水平在不斷提升，農(nóng)村能源消費逐漸從煤炭、成品油等多種能源轉(zhuǎn)向以電能為主。
二是農(nóng)村電網(wǎng)供電區(qū)域非常廣袤，具有點多、線長、面廣的特點。農(nóng)村電網(wǎng)絕大部分處于電網(wǎng)末端，有的地方非常偏遠(yuǎn)。目前農(nóng)村電網(wǎng)多為輻射型網(wǎng)絡(luò)，以單條線、單變壓器為主，相比城市電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電方式，供電可靠性較差。隨著農(nóng)村電氣化的提升，農(nóng)村電網(wǎng)供電能力不足、供電可靠性壓力大、低電壓等問題動態(tài)地出現(xiàn)；在農(nóng)村可再生能源快速發(fā)展前，農(nóng)村供電主要來源于大電網(wǎng)。
三是在“雙碳”背景下，農(nóng)村的可再生能源迅猛發(fā)展，尤其是分布式能源，其發(fā)展空間主要在農(nóng)村。比如：屋頂光伏、荒山、荒地的集中式光伏、農(nóng)光互補光伏、漁光互補光伏等，分散式獨立風(fēng)機（主要是中小型）已經(jīng)開始發(fā)展，在風(fēng)能資源好的地區(qū)會形成重要的能源供給。
四是分布式能源快速發(fā)展，使原本比較單薄的農(nóng)村電網(wǎng)面臨很大壓力，矛盾突顯。由于可再生能源（特別是分布式能源）的主要發(fā)展空間在農(nóng)村，而農(nóng)村電網(wǎng)又相對薄弱，線路長、線徑小、變壓器容量小，電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)手段少，大量分布式能源接入農(nóng)村電網(wǎng)后帶來的配變過載、燒損、低壓線路過載、電壓波動、諧波超限、潮流變化、孤島效應(yīng)（影響安全）、供電質(zhì)量下降等問題突出，盡管各級電網(wǎng)公司采取了很多措施，但接入能力受限、電量就地、就近無法消納的問題仍無法解決，已經(jīng)影響農(nóng)村可再生能源發(fā)展和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
農(nóng)村電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的一部分，是可再生（分布式）能源接入的主要環(huán)節(jié)?！半p碳”目標(biāo)背景下，農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型是必然選擇。至少在未來的十年，農(nóng)村能源和農(nóng)村電網(wǎng)將處于新能源持續(xù)發(fā)展、接入受限、消納困難、技術(shù)創(chuàng)新突破、電網(wǎng)不斷完善提升等矛盾和問題的交織期，發(fā)展新能源不能等，只能在發(fā)展中解決問題、在創(chuàng)新中推動發(fā)展。其間的主要表現(xiàn)為：可再生能源仍處于快速增長期；農(nóng)村配電網(wǎng)接入能力處于不斷提升期；新型配電網(wǎng)的逐步形成期；由傳統(tǒng)電網(wǎng)向主動式電網(wǎng)轉(zhuǎn)變期；源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)同發(fā)展的過渡期；適應(yīng)可再生（分布式）能源市場化發(fā)展的電力市場完善期；儲能技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破及廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)型期。這些情況交織在一起，更需要我們從事發(fā)供、用電的工程技術(shù)人員，潛心研究，創(chuàng)新突破，解決好發(fā)展中的問題，為可再生能源發(fā)展、新型電力系統(tǒng)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
推進(jìn)數(shù)字化、智能化、自動化建設(shè)是新型農(nóng)村電網(wǎng)未來的發(fā)展方向
隨著分布式可再生能源的快速發(fā)展，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)面臨多項挑戰(zhàn)。分布式可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)以后，如果無法就地消納需要向電網(wǎng)反向送電，容易導(dǎo)致電網(wǎng)線路和變壓器過載。在儲能裝機不足的情況下，農(nóng)村電網(wǎng)既要保障用電負(fù)荷，還要消納可再生能源，將面臨較大的運行壓力。
隨著農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)村電氣化水平在不斷提高，農(nóng)村電網(wǎng)供電保障能力不足的問題始終存在。近年來，農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)歷了多輪改造，比如農(nóng)網(wǎng)改造提升工程、小城鎮(zhèn)電網(wǎng)改造工程、中西部電網(wǎng)改造工程等等。但隨著家電下鄉(xiāng)、電能替代、鄉(xiāng)村振興、電動汽車下鄉(xiāng)等用能變化，農(nóng)村電網(wǎng)仍面臨很大的供電壓力。整體而言，農(nóng)村電網(wǎng)還是跟不上用電負(fù)荷的增長和可再生能源發(fā)展的速度。
分布式可再生能源接入電網(wǎng)以后，農(nóng)村電網(wǎng)從過去單向的供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為多元互聯(lián)的能源互聯(lián)網(wǎng)，要實現(xiàn)對電網(wǎng)的有效控制和電力電量平衡，就需要應(yīng)用更多的自動化、數(shù)字化和智能化技術(shù)。為了適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)的變化，農(nóng)村電網(wǎng)必須走向智能開放，適應(yīng)大量的分布式能源分散接入，而且要最大限度就地、就近消納分布式能源，解決分布式能源產(chǎn)生的電壓、諧波、孤島效應(yīng)等問題，并且還要滿足未來分布式能源參加電力市場交易的需求，這些都需要電網(wǎng)更加智能化。此外，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，如何實現(xiàn)分布式可再生能源就地消納、最大程度地減少反向送電，這是農(nóng)村配電網(wǎng)需要重點研究、解決的問題。
農(nóng)村電網(wǎng)要形成智能可靠的農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)
2023年，國家發(fā)展改革委等三部門印發(fā)《關(guān)于實施農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程的指導(dǎo)意見》，提出到2035年，基本建成安全可靠、智能開放的現(xiàn)代化農(nóng)村電網(wǎng)。
安全可靠是農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展的前提。農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，從最開始的用得上電，到逐漸普及用電，再到用好電。隨著農(nóng)村負(fù)荷結(jié)構(gòu)的變化、用電量的提高，要不斷提升農(nóng)村地區(qū)的供電能力和供電質(zhì)量。用電需求和電網(wǎng)供電能力是相互促進(jìn)、螺旋式提升的，用電負(fù)荷增加以后，需要推動電網(wǎng)改造，而電網(wǎng)升級改造以后更加有利于負(fù)荷增加。實現(xiàn)連續(xù)可靠供電，供電設(shè)施需要保持穩(wěn)定的運行，能夠抵御自然天氣的影響，有些地方要形成“自愈型”配電網(wǎng)，電網(wǎng)出現(xiàn)故障以后可以自動快速切除，這是農(nóng)村電網(wǎng)安全可靠的基本特征。
農(nóng)村電網(wǎng)必須從傳統(tǒng)的供電網(wǎng)向智能化的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，應(yīng)該將農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)建設(shè)成為農(nóng)村電能替代和清潔能源供暖的主要能源網(wǎng)；成為新能源和可再生能源分散接入并就地消納的平臺；成為綜合能源利用和源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展的紐帶；成為電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；成為支撐智慧農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要力量；成為實現(xiàn)城鄉(xiāng)服務(wù)均等化的服務(wù)平臺。
鑒于此，有專家呼吁農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)必須堅持規(guī)劃先行，充分發(fā)揮規(guī)劃的引領(lǐng)作用。農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，同時滿足分布式可再生能源的接入和就地就近消納的需求，滿足農(nóng)村電氣化水平提升和電動汽車下鄉(xiāng)的需要。（作者系中國電機工程學(xué)會農(nóng)村電氣化專業(yè)委員會）
