新型電力系統建設需要怎樣的配電網(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，英大傳媒投資集團有限公司召開(kāi)現代配電系統技術(shù)交流會(huì )暨《供用電》辦刊研討會(huì )。與會(huì )專(zhuān)家圍繞現代配電系統技術(shù)與趨勢展開(kāi)熱烈討論。

配電網(wǎng)成為保供和轉型主戰場(chǎng)

黨的二十大以來(lái)，我國開(kāi)啟全面建設社會(huì )主義現代化國家新征程。鄉村振興、城市更新、新型城鎮化等系列重大戰略深入實(shí)施，對全面提升基本公共服務(wù)均等化水平提出更高要求。

國家能源局最新數據顯示，1~9月，全社會(huì )用電量累計74094億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)7.9%。2020年以來(lái)，我國全社會(huì )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)濟增長(cháng)對能源電力消耗的依賴(lài)程度不斷增強，預計到2030年電能占終端能源消費的比重將由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(huì )上表示。

民生是最大的政治。隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )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”加速轉變。同時(shí)，近年來(lái)氣候異常加劇，自然災害發(fā)生頻度、影響范圍、破壞強度顯著(zhù)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)。新型電力系統建設要求配電網(wǎng)具備更強的承載力，以適應大規模分布式新能源、電動(dòng)汽車(chē)充電設施、新型儲能和虛擬電廠(chǎng)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(yáng)能發(fā)電合計裝機11.8億千瓦，同比增長(cháng)37.2%，首次超過(guò)煤電裝機規模。4月，新能源汽車(chē)滲透率迎來(lái)超過(guò)傳統燃油乘用車(chē)的歷史性拐點(diǎn)。

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”。“數以百萬(wàn)計分布式能源接于電網(wǎng)末端，且存在間歇性、波動(dòng)性和不確定性，為此需要建設智能電網(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。他認為，智能電網(wǎng)要實(shí)現電力與信息的雙向流動(dòng)性，建立一個(gè)高度自動(dòng)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）、大數據、人工智能和通信的優(yōu)勢引入電網(wǎng)。“設想中的智能電網(wǎng)將像互聯(lián)網(wǎng)那樣改變人們的生活和工作方式，并激勵類(lèi)似的變革。”他展望說(shuō)。

增強配電網(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(wàn)千瓦，占比52.9%。

未來(lái)電網(wǎng)將接入數量巨大的分布式電源、可調負荷和儲能，其出力難以精確預測，傳統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構。“互聯(lián)輸電系統是由若干個(gè)區域輸電系統互聯(lián)起來(lái)的群集，每個(gè)區域性輸電網(wǎng)是若干個(gè)配電網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)的群集，每個(gè)配電網(wǎng)是若干個(gè)微網(wǎng)組成的群集，每個(gè)微網(wǎng)也是由若干個(gè)建筑單元和用戶(hù)組成的群集。”在余貽鑫院士看來(lái)，具有分層分群體系結構的電網(wǎng)能夠很好地適應未來(lái)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)型消費者賦權、與外圍設備的責任分擔，同時(shí)快速適應技術(shù)創(chuàng )新，增強配電網(wǎng)韌性和抵御不斷增加的互聯(lián)網(wǎng)攻擊。

新型電力系統最顯著(zhù)的變化體現在電網(wǎng)“最后一公里”，新變化帶來(lái)的安全隱患也集中于此。公開(kāi)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)新能源大規模脫網(wǎng)導致。電力系統“雙高”特性日益突出，配電網(wǎng)安全運行的風(fēng)險急劇增大。

“建設復雜有源、交直流混合、主動(dòng)控制的數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(dòng)化與信息工程學(xué)院副院長(cháng)王守相表示：“配電網(wǎng)彈性應對兩類(lèi)不確定性事件：一類(lèi)是低頻發(fā)的極端事件，即所謂的‘黑天鵝事件’，包括重大自然災害、恐怖襲擊等；另一類(lèi)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(dòng)汽車(chē)的高比例接入等。”他認為，配電網(wǎng)應對各類(lèi)擾動(dòng)并保持系統運行性能的彈性能力，包括感知、適應、生存、恢復等特征。

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(hù)的最前沿，承載著(zhù)百姓最直接的用能體驗?！杜潆娋W(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)實(shí)施方案（2024—2027年）》提出圍繞供電能力、抗災能力和承載能力提升，結合各地實(shí)際，重點(diǎn)推進(jìn)“四個(gè)一批”配電網(wǎng)建設改造任務(wù)，其中包括加快推動(dòng)一批供電薄弱區域配電網(wǎng)升級改造項目。

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

《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)》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(wàn)臺左右充電樁接入能力。這意味著(zhù)不到兩年的時(shí)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)調發(fā)展機制，實(shí)際上，無(wú)論是分布式新能源還是集中式新能源都必須要有序規劃和發(fā)展。”馮凱強調。

與會(huì )專(zhuān)家一致認為，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。馮凱從概率規劃技術(shù)、智能微電網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)技術(shù)等12個(gè)方面闡述了新技術(shù)應用；王守相從增強感知力的智能態(tài)勢感知技術(shù)、基于用戶(hù)感知的供電可靠性計算、考慮極端災害事件的大規模配電網(wǎng)韌性評估與提升調度等10個(gè)方面深入論述了需要開(kāi)展的新型配電網(wǎng)智能感知與彈性增強的關(guān)鍵技術(shù)；唐巍著(zhù)重介紹了配電網(wǎng)多層級柔性互聯(lián)架構、交直流混合配電網(wǎng)規劃和優(yōu)化控制技術(shù)，并給出了移動(dòng)柔性互聯(lián)的構想。

配電系統的運行和管理要比主網(wǎng)更復雜，面臨安全性、經(jīng)濟性及體制機制等多方挑戰。這要求配電網(wǎng)不僅要在技術(shù)上進(jìn)行升級改造，還需要在管理運營(yíng)上進(jìn)行創(chuàng )新，以靈活性和前瞻性應對諸多不確定。

余貽鑫院士建議，重新定義配電服務(wù)，采用市場(chǎng)激勵措施促進(jìn)新型電力需求和分布式能源的增長(cháng)。他樂(lè )觀(guān)地表示，電氣化需求的增長(cháng)和本地分布式電源的增長(cháng)完全會(huì )形成一個(gè)良性循環(huán)系統，一個(gè)推動(dòng)和投資地區能源供應和存儲的正反饋系。