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新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要怎樣的配電網(wǎng)？如何提升配電網(wǎng)的可靠性、承載力和靈活性？10月16日，在《供用電》創(chuàng)刊40周年之際，英大傳媒投資集團(tuán)有限公司召開現(xiàn)代配電系統(tǒng)技術(shù)交流會暨《供用電》辦刊研討會。與會專家圍繞現(xiàn)代配電系統(tǒng)技術(shù)與趨勢展開熱烈討論。

配電網(wǎng)成為保供和轉(zhuǎn)型主戰(zhàn)場

黨的二十大以來，我國開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程。鄉(xiāng)村振興、城市更新、新型城鎮(zhèn)化等系列重大戰(zhàn)略深入實施，對全面提升基本公共服務(wù)均等化水平提出更高要求。

國家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，1~9月，全社會用電量累計74094億千瓦時，同比增長7.9%。2020年以來，我國全社會用電量增速始終高于GDP增速。“居民生活用電量不斷提高，經(jīng)濟(jì)增長對能源電力消耗的依賴程度不斷增強(qiáng)，預(yù)計到2030年電能占終端能源消費(fèi)的比重將由2020年的27%提高到35%。”國家電網(wǎng)有限公司總經(jīng)理助理馮凱在會上表示。

民生是最大的政治。隨著經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展，工商業(yè)用電、人民群眾生產(chǎn)生活用電已經(jīng)從“用上電”“用好電”向“不停電”“綠色電”加速轉(zhuǎn)變。同時，近年來氣候異常加劇，自然災(zāi)害發(fā)生頻度、影響范圍、破壞強(qiáng)度顯著提升。民生保供對配電網(wǎng)可靠性提出新要求。

配電網(wǎng)逐步走向聚光燈下，還與“雙碳”目標(biāo)和可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展密切相關(guān)。新型電力系統(tǒng)建設(shè)要求配電網(wǎng)具備更強(qiáng)的承載力，以適應(yīng)大規(guī)模分布式新能源、電動汽車充電設(shè)施、新型儲能和虛擬電廠等新主體和新業(yè)態(tài)的接入需求。

今年上半年，我國并網(wǎng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電合計裝機(jī)11.8億千瓦，同比增長37.2%，首次超過煤電裝機(jī)規(guī)模。4月，新能源汽車滲透率迎來超過傳統(tǒng)燃油乘用車的歷史性拐點。

配電網(wǎng)是電網(wǎng)“最后一公里”，也是新能源接入與消納的“最先一公里”。“數(shù)以百萬計分布式能源接于電網(wǎng)末端，且存在間歇性、波動性和不確定性，為此需要建設(shè)智能電網(wǎng)。”中國工程院院士、天津大學(xué)教授余貽鑫在主旨報告中表示。他認(rèn)為，智能電網(wǎng)要實現(xiàn)電力與信息的雙向流動性，建立一個高度自動化、智能化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò)，把分布式計算（云）、大數(shù)據(jù)、人工智能和通信的優(yōu)勢引入電網(wǎng)。“設(shè)想中的智能電網(wǎng)將像互聯(lián)網(wǎng)那樣改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?，并激勵類似的變革?rdquo;他展望說。

增強(qiáng)配電網(wǎng)韌性和彈性成為必然選擇

分布式光伏在我國迅猛發(fā)展，已成為光伏新增裝機(jī)的重要組成部分。今年前三季度，我國光伏新增并網(wǎng)容量1.61億千瓦，其中分布式光伏8522萬千瓦，占比52.9%。

未來電網(wǎng)將接入數(shù)量巨大的分布式電源、可調(diào)負(fù)荷和儲能，其出力難以精確預(yù)測，傳統(tǒng)的集中控制模式愈發(fā)難以適用。

怎么辦？余貽鑫院士建議，智能電網(wǎng)需要采用分層分群的體系結(jié)構(gòu)。“互聯(lián)輸電系統(tǒng)是由若干個區(qū)域輸電系統(tǒng)互聯(lián)起來的群集，每個區(qū)域性輸電網(wǎng)是若干個配電網(wǎng)互聯(lián)起來的群集，每個配電網(wǎng)是若干個微網(wǎng)組成的群集，每個微網(wǎng)也是由若干個建筑單元和用戶組成的群集。”在余貽鑫院士看來，具有分層分群體系結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)能夠很好地適應(yīng)未來電網(wǎng)的需求，包括更好地利用多變的可再生能源、為生產(chǎn)型消費(fèi)者賦權(quán)、與外圍設(shè)備的責(zé)任分擔(dān)，同時快速適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)配電網(wǎng)韌性和抵御不斷增加的互聯(lián)網(wǎng)攻擊。

新型電力系統(tǒng)最顯著的變化體現(xiàn)在電網(wǎng)“最后一公里”，新變化帶來的安全隱患也集中于此。公開資料顯示，2016年澳大利亞“9·28”、2019年英國“8·9”大停電事故，均由極端天氣誘發(fā)新能源大規(guī)模脫網(wǎng)導(dǎo)致。電力系統(tǒng)“雙高”特性日益突出，配電網(wǎng)安全運(yùn)行的風(fēng)險急劇增大。

“建設(shè)復(fù)雜有源、交直流混合、主動控制的數(shù)智化新型彈性配電網(wǎng)成為必然選擇。”天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院副院長王守相表示：“配電網(wǎng)彈性應(yīng)對兩類不確定性事件：一類是低頻發(fā)的極端事件，即所謂的‘黑天鵝事件’，包括重大自然災(zāi)害、恐怖襲擊等；另一類是高頻發(fā)、漸進(jìn)式加劇的小干擾事件，即所謂的‘灰犀牛事件’，包括分布式電源和電動汽車的高比例接入等。”他認(rèn)為，配電網(wǎng)應(yīng)對各類擾動并保持系統(tǒng)運(yùn)行性能的彈性能力，包括感知、適應(yīng)、生存、恢復(fù)等特征。

以關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新提高配電網(wǎng)靈活性

配電網(wǎng)是直面用戶的最前沿，承載著百姓最直接的用能體驗?！杜潆娋W(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動實施方案（2024—2027年）》提出圍繞供電能力、抗災(zāi)能力和承載能力提升，結(jié)合各地實際，重點推進(jìn)“四個一批”配電網(wǎng)建設(shè)改造任務(wù)，其中包括加快推動一批供電薄弱區(qū)域配電網(wǎng)升級改造項目。

“電網(wǎng)資源配置帶來供需平衡的壓力正逐步加大，尤其是鄉(xiāng)村配電網(wǎng)承載力提升迫在眉睫。”中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)村電力與新能源發(fā)電研究中心副主任唐巍說。

《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，到2025年，配電網(wǎng)將具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力。這意味著不到兩年的時間里，配電網(wǎng)接入能力幾近翻番。

“要完善配電網(wǎng)與分布式新能源協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制，實際上，無論是分布式新能源還是集中式新能源都必須要有序規(guī)劃和發(fā)展。”馮凱強(qiáng)調(diào)。

與會專家一致認(rèn)為，關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新可以改善供需平衡關(guān)系、提高電網(wǎng)靈活性。馮凱從概率規(guī)劃技術(shù)、智能微電網(wǎng)、虛擬電廠技術(shù)等12個方面闡述了新技術(shù)應(yīng)用；王守相從增強(qiáng)感知力的智能態(tài)勢感知技術(shù)、基于用戶感知的供電可靠性計算、考慮極端災(zāi)害事件的大規(guī)模配電網(wǎng)韌性評估與提升調(diào)度等10個方面深入論述了需要開展的新型配電網(wǎng)智能感知與彈性增強(qiáng)的關(guān)鍵技術(shù)；唐巍著重介紹了配電網(wǎng)多層級柔性互聯(lián)架構(gòu)、交直流混合配電網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化控制技術(shù)，并給出了移動柔性互聯(lián)的構(gòu)想。

配電系統(tǒng)的運(yùn)行和管理要比主網(wǎng)更復(fù)雜，面臨安全性、經(jīng)濟(jì)性及體制機(jī)制等多方挑戰(zhàn)。這要求配電網(wǎng)不僅要在技術(shù)上進(jìn)行升級改造，還需要在管理運(yùn)營上進(jìn)行創(chuàng)新，以靈活性和前瞻性應(yīng)對諸多不確定。

余貽鑫院士建議，重新定義配電服務(wù)，采用市場激勵措施促進(jìn)新型電力需求和分布式能源的增長。他樂觀地表示，電氣化需求的增長和本地分布式電源的增長完全會形成一個良性循環(huán)系統(tǒng)，一個推動和投資地區(qū)能源供應(yīng)和存儲的正反饋系。

原標(biāo)題：一場前所未有的革新：新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要怎樣的配電網(wǎng)？