中國儲能網(wǎng)訊：
“配電網(wǎng)在多年前最初設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮到會有這么大的電量從負(fù)荷側(cè)流向源側(cè)。”一位電力研究者說，“這對現(xiàn)有設(shè)備、調(diào)控和服務(wù)邏輯的影響非常大?！?
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2023年底，分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)容量25443.8萬千瓦。2021年，我國分布式光伏新增裝機(jī)首次超過集中式光伏。據(jù)工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)，截至2023年底，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)達(dá)859.6萬臺，同比增加65%。
配電網(wǎng)迎來了“鲇魚”。
長期以來，領(lǐng)先世界的特高壓電網(wǎng)是中國基建“出海”的名片之一。特高壓電網(wǎng)能夠長距離、大容量、低損耗輸送電力，推動了我國清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用。近年來，隨著可再生能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，用戶側(cè)的分布式能源也如雨后春筍般興起。
2024年3月21日，國家能源局印發(fā)《配電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控重點(diǎn)行動工作方案》，選擇吉林、江蘇、江西、山東、廣西、陜西6個(gè)省份，重點(diǎn)總結(jié)分析110千伏及以下電網(wǎng)安全運(yùn)行和可靠供電的突出問題，包括分布式新能源電源、儲能、電動汽車充電樁等新型并網(wǎng)主體大規(guī)模接入對配電網(wǎng)的影響。
在分布式光伏、充電樁等“新元件”入場后，配電網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)安全可控和效率最大化？除了設(shè)備升級改造，投資規(guī)劃監(jiān)管機(jī)制等“軟件”的適配也變得越發(fā)迫切。
業(yè)內(nèi)常用主動脈來比喻輸電網(wǎng)，用毛細(xì)血管來比喻配電網(wǎng)。在歷經(jīng)從“重電源、輕電網(wǎng)”到“重輸電、輕配網(wǎng)”的發(fā)展階段后，“十三五”時(shí)期開始，配電網(wǎng)的重要性與日俱增。
南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院有限責(zé)任公司咨詢評審中心主任張勁松認(rèn)為，從優(yōu)先發(fā)展電源和輸電網(wǎng)到電源和電網(wǎng)并重，再到輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)并重，體現(xiàn)的是電力發(fā)展矛盾的轉(zhuǎn)變?！爸笆墙鉀Q‘有沒有’的問題，現(xiàn)在是解決‘好不好’的問題?！?
多位業(yè)內(nèi)人士表示，近年來我國可再生能源實(shí)現(xiàn)超常規(guī)、跨越式發(fā)展，也對配電網(wǎng)提出了更高要求。
2023年6月，國家能源局組織發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》，提出要“大電源、大電網(wǎng)”與“分布式”兼容并舉、多種電網(wǎng)形態(tài)并存。在具體的“三步走”發(fā)展路徑中，對電網(wǎng)側(cè)提出，當(dāng)前至2030年為加速轉(zhuǎn)型期，以“西電東送”為代表的大電網(wǎng)形態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大，分布式智能電網(wǎng)支撐作用越發(fā)凸顯；2030—2045年為總體形成期，電網(wǎng)逐步走向柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大電網(wǎng)、分布式多種新型電網(wǎng)技術(shù)形態(tài)融合發(fā)展；2045—2060年為鞏固完善期，新型輸電組網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破，電力與能源輸送深度耦合協(xié)同。交直流互聯(lián)的大電網(wǎng)與主動平衡區(qū)域電力供需、支撐能源綜合利用的分布式智能電網(wǎng)等多種電網(wǎng)形態(tài)廣泛并存。
一方面，持續(xù)完善特高壓和各級電網(wǎng)主網(wǎng)架，提升大電網(wǎng)對新能源大規(guī)模開發(fā)、大范圍消納的支撐能力仍是電網(wǎng)發(fā)展的重要方向；另一方面，分布式新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，要求配電網(wǎng)改變其原有的結(jié)構(gòu)形態(tài)，提高承載能力，與新業(yè)態(tài)形成良好互動。
2024年《政府工作報(bào)告》首次提出“推動分布式能源開發(fā)利用”。兩會期間，全國人大代表，國網(wǎng)山西省電力公司黨委書記、董事長王政濤在接受媒體采訪時(shí)表示，分布式可再生能源建設(shè)地點(diǎn)隨機(jī)性強(qiáng)、建設(shè)周期短、并網(wǎng)規(guī)模難以預(yù)測，無序并網(wǎng)情況突出，其爆發(fā)性增長，易導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重、調(diào)峰困難。
2024年3月1日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》）指出，要推動配電網(wǎng)在形態(tài)上從傳統(tǒng)的“無源”單向輻射網(wǎng)絡(luò)向“有源”雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，在功能上從單一供配電服務(wù)主體向源網(wǎng)荷儲資源高效配置平臺轉(zhuǎn)變。
同時(shí)提出，要滿足大規(guī)模分布式新能源接網(wǎng)需求，滿足大規(guī)模電動汽車等新型負(fù)荷用電需求，推動新型儲能多元發(fā)展，推動電力系統(tǒng)新業(yè)態(tài)健康發(fā)展。
“《指導(dǎo)意見》如及時(shí)雨，是對當(dāng)下配電網(wǎng)發(fā)展階段的有效回應(yīng)?！蹦戏诫娋W(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司配電技術(shù)研究所副所長徐敏說，“可以看到國家越來越重視配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，這種轉(zhuǎn)變在全體從業(yè)者中形成共識并轉(zhuǎn)化為實(shí)際行動還需要時(shí)間，也需要加快進(jìn)程?！?
“曾一度‘沖’到500千伏電壓等級線路，把超高壓‘頂回去’?！币晃浑娏ρ芯空哒f。
2021年以來，在政策鼓勵(lì)、光伏組件成本持續(xù)下降等背景下，我國分布式光伏發(fā)展迅猛，這也改變了配電網(wǎng)原本的單一潮流狀態(tài)。多位從業(yè)者透露，一些低壓分布式光伏以戶用名義并網(wǎng)，其裝機(jī)容量甚至超過集中式光伏。當(dāng)分布式光伏大發(fā)時(shí)，將可能引發(fā)配電變壓器、低壓線路反向重過載，甚至導(dǎo)致中壓線路及更高電壓等級電網(wǎng)反向重過載。
負(fù)荷側(cè)反送對電網(wǎng)的影響在山東、河南等分布式光伏大省尤為突出。曾有知情人士透露，雖然山東的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，但是在光伏大發(fā)時(shí)，配電變壓器反送電網(wǎng)已接近配電網(wǎng)可承受的極限。
業(yè)內(nèi)人士透露，2023年開始，部分分布式光伏開發(fā)商開始“南下”尋找電網(wǎng)容量。南方一些省區(qū)雖然反送現(xiàn)象并不突出，但是光伏峰值功率增量也在加快，逐漸給電網(wǎng)帶來挑戰(zhàn)。
多位從業(yè)者告訴本刊，配電變壓器和線路反向重過載，往往是由于局部地區(qū)“源荷”發(fā)展不平衡。在屋頂資源缺乏、開發(fā)成本較高等原因影響下，城市中央商務(wù)區(qū)等高負(fù)荷密度區(qū)域分布式光伏安裝規(guī)模有限，而在光伏資源富集的廣大鄉(xiāng)村地區(qū)本地消納能力有限，不少分布式光伏“小額自用、大額上網(wǎng)”，甚至“全額上網(wǎng)”。
除分布式光伏外，充電樁的大量接入也給配電網(wǎng)帶來一定壓力。據(jù)介紹，充電負(fù)荷具有間歇且躍變的特點(diǎn)，若大量充電樁集中充電，負(fù)荷將出現(xiàn)突增或驟降。隨著充電樁功率增大，局部充電負(fù)荷接入比例較大的區(qū)域也偶發(fā)重過載問題。
2024年2月，中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高在中國電動汽車百人會成果發(fā)布會暨百人會論壇專家媒體交流會上預(yù)測，2024年我國新能源汽車市場占有率有望達(dá)到36%—41%，2025年將接近50%，2026年將超過50%，占汽車市場主導(dǎo)地位。
徐敏認(rèn)為，要充分意識到電動汽車充電需求未來增量還會很大。根據(jù)測算，到2035年左右，在所有電動汽車都同時(shí)充電的極端情況下，其充電功率將大于其他類型負(fù)荷的功率之和。
除了方向的改變外，“潮流”的復(fù)雜程度也在增加。張勁松指出，大量分布式光伏接入配電網(wǎng)，將使拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。雙向流動的“潮流”，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)階段式過流保護(hù)配合難度加大。分布式光伏采用的逆變器等設(shè)備還會產(chǎn)生諧波，影響電能質(zhì)量。此外，分布式光伏一般不具備快速調(diào)頻調(diào)壓能力，一定程度上增加了電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。
從規(guī)劃階段入手引導(dǎo)“潮流”，是多位業(yè)內(nèi)人士提到的解法。
《指導(dǎo)意見》提出，地方能源主管部門要加強(qiáng)配電網(wǎng)規(guī)劃環(huán)節(jié)的管理，組織電網(wǎng)企業(yè)編制規(guī)劃并督促實(shí)施。配電網(wǎng)規(guī)劃要全面落實(shí)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、新型城鎮(zhèn)化、鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略任務(wù)要求，做好與新能源、電動汽車、儲能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的聯(lián)動，加強(qiáng)與城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、國土空間規(guī)劃的銜接。
廣東電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心配網(wǎng)規(guī)劃研究部羅強(qiáng)介紹，2021年，廣東電網(wǎng)開展了分布式光伏接入相關(guān)規(guī)劃研究，并于2022年組織完成了相關(guān)縣區(qū)的“十四五”分布式屋頂光伏接入配套電網(wǎng)專項(xiàng)規(guī)劃。但由于分布式光伏電源投產(chǎn)規(guī)模、布局及時(shí)序不確定性強(qiáng)，難以獲取含擬開發(fā)分布式光伏項(xiàng)目具體位置、擬投產(chǎn)容量、擬投產(chǎn)時(shí)間等重要信息的分布式光伏項(xiàng)目明細(xì)清單，需滾動修編分布式光伏接入配套電網(wǎng)規(guī)劃，以及時(shí)滿足分布式光伏的接入需求。
分布式光伏和充電樁等新業(yè)態(tài)投資主體多元，投資行為存在一定的隨機(jī)性，如果發(fā)生變化，配電網(wǎng)規(guī)劃難以做到適度超前和整體最優(yōu)，多數(shù)情況下只能根據(jù)具體情況滾動更新。
張勁松建議，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)會同地方能源主管部門常態(tài)化開展新能源承載能力分析，建立配電網(wǎng)承載力分層分級定期評估發(fā)布機(jī)制，引導(dǎo)分布式電源合理布局。
2023年6月，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于印發(fā)開展分布式光伏接入電網(wǎng)承載力及提升措施評估試點(diǎn)工作的通知》（國能綜通新能〔2023〕74號），選擇山東、河南、廣東等6個(gè)試點(diǎn)省份，每個(gè)省選取5—10個(gè)試點(diǎn)縣（市）開展試點(diǎn)工作。
半年后，試點(diǎn)各地陸續(xù)發(fā)布分布式光伏接入電網(wǎng)承載能力評估情況，提示光伏企業(yè)電網(wǎng)接入容量現(xiàn)狀，推動分布式光伏合理安排備案規(guī)模和建設(shè)時(shí)序。
有從業(yè)人士提出，配電網(wǎng)需要提高靈活轉(zhuǎn)供電的能力，充分考慮建設(shè)和運(yùn)行方式，確保在故障發(fā)生時(shí)能夠快速反應(yīng)。
也有從業(yè)者認(rèn)為，另一種思路是充分利用“潮流”的復(fù)雜性，挖掘用戶側(cè)調(diào)節(jié)潛力，鼓勵(lì)虛擬電廠、車網(wǎng)互動等新模式創(chuàng)新發(fā)展，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)能力。
“虛擬電廠等新業(yè)態(tài)的加入，對配電網(wǎng)來說既是挑戰(zhàn)，也是促進(jìn)變革的機(jī)遇?！毙烀粽f。
近年來，虛擬電廠作為數(shù)字化管理手段“入場”配電網(wǎng)，起到了“打包”分布式資源的作用。
2023年3月，南方電網(wǎng)公司發(fā)布國內(nèi)首份《車網(wǎng)互動規(guī)模化應(yīng)用與發(fā)展白皮書》，通過“車網(wǎng)互動”技術(shù)，電動汽車可錯(cuò)峰充電，甚至向電網(wǎng)反向送電，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。
臺區(qū)儲能是另一種緩解配電網(wǎng)壓力的方式。臺區(qū)儲能是指在配電網(wǎng)中，通過安裝儲能設(shè)備以實(shí)現(xiàn)電能的儲存和釋放、平衡電網(wǎng)負(fù)荷和提高供電可靠性的技術(shù)，這種儲能設(shè)備通常安裝在配電變壓器所在的配電站或臺區(qū)內(nèi)。
一位從業(yè)者說：“虛擬電廠、臺區(qū)儲能、車網(wǎng)互動這些新主體、新業(yè)態(tài)目前需要激勵(lì)機(jī)制。等商業(yè)模式進(jìn)一步探明，可能會激發(fā)一波改革浪潮?！?
還有從業(yè)者建議，分布式光伏可以采取集中匯流的方式進(jìn)行整合，將一定區(qū)域的分布式光伏“集中打包”并網(wǎng)。
與集中匯流后送出這種采取更大范圍協(xié)調(diào)控制技術(shù)相反的技術(shù)路徑，是發(fā)展小微能源系統(tǒng)，在更小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲就地平衡。
在徐敏看來，分布式智能電網(wǎng)是配電網(wǎng)未來發(fā)展的目標(biāo)形態(tài)，通過“分布式”和“智能化”兩方面關(guān)鍵變革，未來配電網(wǎng)能夠像自動駕駛汽車一樣，不依賴人工干預(yù)，自主智慧決策，并與其他“元件”有效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)電力電量分層分區(qū)就地平衡，更好匹配各類分布式資源的時(shí)空特性，滿足分布式新能源、電動汽車等新型并網(wǎng)主體規(guī)?；l(fā)展需求。
