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我國清潔能源開發(fā)方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的集中式為主，向分布式與集中式并重發(fā)展轉(zhuǎn)變。據(jù)國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)中，分布式光伏新增約2900萬千瓦，約占全部新增光伏發(fā)電裝機(jī)的55%，歷史上首次突破50%。

貴州是助力國家達(dá)成碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的先驅(qū)力量，2019~2020年，光伏建設(shè)規(guī)模達(dá)882萬千瓦，發(fā)電規(guī)模連續(xù)2年全國第一，約占全國新建規(guī)模的20%。同時，貴州還是能源“集中式”和“分布式”并重發(fā)展的重要縮影，盤州、威寧、鎮(zhèn)寧和關(guān)嶺域等13個整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏建設(shè)，結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)建設(shè)同步快速推進(jìn)，農(nóng)光、林光互補(bǔ)等多種并網(wǎng)方式在提高資源利用效率的同時，壯大了農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)，增加了農(nóng)民就業(yè)機(jī)會。

預(yù)計到2022年底前，整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏建設(shè)完成總建設(shè)規(guī)模的40%以上，2023年底前，100%完成建設(shè)任務(wù)并通過國家驗(yàn)收，并且在“十四五”期間，持續(xù)擴(kuò)大分布式屋頂光伏的并網(wǎng)容量和范圍。


然而，山區(qū)電網(wǎng)的消納能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨顯著挑戰(zhàn)。一是農(nóng)村負(fù)荷季節(jié)性和人口遷移性，導(dǎo)致了極高的負(fù)荷峰谷差和極低的設(shè)備利用率，部分光照資源豐富的農(nóng)村臺區(qū)，正、反向潮流下均存在重（過）載風(fēng)險；二是大量生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色加工以及特色養(yǎng)殖等鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)，在精細(xì)化和智能化的驅(qū)動下對電力依賴度更高，大量的電能替代項(xiàng)目在鄉(xiāng)村快速發(fā)展，美麗宜居鄉(xiāng)村對供電品質(zhì)要求更高，光伏消納和產(chǎn)業(yè)升級對供電可靠性需求更加強(qiáng)烈；三是農(nóng)村低負(fù)荷密度下的遠(yuǎn)距離供電，疊加山區(qū)特有的多林木、多雷及多災(zāi)通道環(huán)境，導(dǎo)致故障停電多、搶修復(fù)電難，低密度負(fù)荷區(qū)電網(wǎng)難以算清“投資—收益”間的平衡賬。

今年4月，中央財經(jīng)委員會第十一次會議指出，發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，建設(shè)一批新型綠色低碳能源基地。對于正在如火如荼開展鄉(xiāng)村振興和綠色低碳轉(zhuǎn)型的廣大山區(qū)農(nóng)村，分布式智能電網(wǎng)既為綠色能源可靠利用指明了發(fā)展方向，也為配電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了根本遵循。

南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司將在貴州省六盤水盤州羊場鄉(xiāng)開展數(shù)字化多層次分布式智能電網(wǎng)示范，助力構(gòu)建山區(qū)綠色可靠配用電體系。

盤州羊場鄉(xiāng)聚居著布依族、白族、苗族等多個民族，是貴州省鄉(xiāng)村振興示范點(diǎn)之一，區(qū)域內(nèi)包括扶貧光伏、小水電等近千個分布式電源。此外，盤州也是整縣屋頂光伏開發(fā)的示范縣，“十四五”期間整縣屋頂光伏開發(fā)規(guī)模將達(dá)到50萬千瓦，羊場鄉(xiāng)范圍內(nèi)的屋頂光伏規(guī)模也將進(jìn)一步增加。當(dāng)前，已有局部臺區(qū)光伏同期滲透率超過500%，光伏臺區(qū)普遍存在不同程度的過電壓、三相不平衡、配變重過載和諧波等問題。由于農(nóng)村綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民生活電氣化水平的提高，對此類山區(qū)配電網(wǎng)供電品質(zhì)和供電可靠性的提升極為迫切。

然而，山區(qū)配電網(wǎng)負(fù)荷密度較低，線路通道環(huán)境（樹障、雷害、自然災(zāi)害）較為惡劣。如果沿用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的思路，在保障光伏消納的前提下，電網(wǎng)可靠性在現(xiàn)有基礎(chǔ)上每提高1個層級，所需投資將會呈幾何倍數(shù)增加，電網(wǎng)企業(yè)極難在投資、運(yùn)維和收益之間找到平衡。因此，貴州電網(wǎng)公司認(rèn)真貫徹中央關(guān)于發(fā)展分布式智能電網(wǎng)的思路，兼顧科學(xué)論證和工程實(shí)踐，堅持科技創(chuàng)新服務(wù)生產(chǎn)實(shí)際，通過4項(xiàng)南方電網(wǎng)重點(diǎn)科技項(xiàng)目和1項(xiàng)貴州省科技支撐計劃項(xiàng)目助力分布式智能電網(wǎng)在盤州羊場鄉(xiāng)落地示范。該示范區(qū)同步被確定為南方電網(wǎng)“柔性配網(wǎng)示范區(qū)”和貴州電網(wǎng)“新型電力系統(tǒng)示范區(qū)”（以下簡稱“羊場示范區(qū)”）。


羊場示范區(qū)主要面向農(nóng)村能源綠色低碳發(fā)展趨勢和高品質(zhì)可靠供電需求，以分布式和智能化電網(wǎng)為主要特征。中低壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面利用多種形式的交直流柔性配電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)潮流可控、直流并網(wǎng)、通道擴(kuò)容以及設(shè)備間利用率平衡；并網(wǎng)形式方面滿足各類元件快速接入和即插即用，同時形成有源臺區(qū)的便捷構(gòu)網(wǎng)，通過主動支撐技術(shù)將屋頂光伏等分布式電源從“消納負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)化為“支撐資源”，緩解中低壓配電網(wǎng)的投資和可靠性壓力；運(yùn)行控制上采用“集中式+分布式”的總體架構(gòu)，集中式控制主要滿足現(xiàn)有運(yùn)行調(diào)度的要求，分布式控制主要填補(bǔ)分布式能源資源有序控制方面的空白，同時適應(yīng)直流和源荷儲充等新的控制要素接入配電網(wǎng)，最終形成“設(shè)備級—臺區(qū)級—中低壓系統(tǒng)級”逐級遞進(jìn)的自律控制層級。

系列數(shù)字化技術(shù)也將成為支撐羊場示范區(qū)的核心平臺。一方面，面向分布式能源資源在形式和通信方式上的異構(gòu)趨勢，啟動多能源、多場景和多尺度下的邊云協(xié)同技術(shù)研究和終端設(shè)備研發(fā)，形成支撐大量分布式能源資源通信的分層分群結(jié)構(gòu)和主動同步技術(shù)；另一方面，構(gòu)建省級分布式光伏監(jiān)控主站，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，將電網(wǎng)資產(chǎn)和分布式能源資源形成深度關(guān)聯(lián)，支撐對于源網(wǎng)荷儲充等分布式資源的“可觀、可測、可控、可調(diào)”，通過光伏板覆塵、故障檢測、異常感知等輔助服務(wù)發(fā)揮電網(wǎng)平臺優(yōu)勢、擴(kuò)展服務(wù)邊界，同時提供并網(wǎng)需求快速登記服務(wù)，形成并網(wǎng)、運(yùn)行和維護(hù)的閉環(huán)關(guān)聯(lián)，支撐整縣并網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)度的可視化和便捷化。未來，逐步通過數(shù)據(jù)牽引碳流，通過碳流驅(qū)動價值，建立一套以數(shù)字為尺的綠色低碳價值體系，形成“數(shù)字—能量—碳排放”的立體價值標(biāo)簽，引導(dǎo)清潔能源有序并網(wǎng)，形成能源低碳流，讓低碳節(jié)能與收益、效率形成強(qiáng)相關(guān)。

預(yù)計2022年底，部分關(guān)鍵性技術(shù)將在羊場示范區(qū)落地。未來2~3年，以分布式智能電網(wǎng)為平臺的綠色低碳生態(tài)鏈在示范區(qū)將初步實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，并且形成系列裝備和“分布式智能電網(wǎng)”的系統(tǒng)化解決方案。（作者系南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院黨委書記、副總經(jīng)理）

原標(biāo)題：分布式智能電網(wǎng)讓山區(qū)用電綠色可靠