推动配电网高质量发展 更好服务电力保供能源转型

发布日期: 2024-04-23

??配电网是电力系统的重要组成部分,覆盖城乡区域,连接千家万户。近期,《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》《配电网安全风险管控重点行动工作方案》等配电网相关政策陆续出台,业界对于配电网未来形态及发展的讨论热度攀升。

随着经济发展模式的深刻转变、能源结构的不断优化升级,配电网正向安全可靠、绿色智能、友好互动、经济高效的智慧配电网转型。配电网的结构形态向源网荷储高效配置平台转变,为大量新主体参与电网运行创造条件,在实现自身提质增效的同时,也为保障安全稳定供电与经济运行提供重要支撑。

用能需求持续增加,补齐配电网短板成为重要课题

当前,我国正处于经济恢复和产业升级的关键期,随着全面建设社会主义现代化国家进程的加快,能源电力需求仍将在较长时间内保持稳步增长。新形势下,全面提升电网的供电保障能力成为重要课题,进一步提升配电网发展质量和综合效益,对于能源电力保供、满足经济社会发展需求、守牢民生用电底线至关重要。

近年来,通过不断投资和建设改造,我国配电网的供电能力和供电可靠性都有了很大提高,特别是在一些较发达的城市或地区,配电网运行水平已进入国际先进行列。但不容忽视的是,我国配电网目前仍存在发展不平衡不充分的问题。在此背景下,做好电网网架建设、升级完善供电设施、巩固提升农村电网等成为配电网高质量发展的重要抓手。

中国工程院院士、天津大学教授王成山表示,配电网保供的基础还需进一步夯实。在一些城镇,特别是老旧小区和农村地区,配电网的结构还比较薄弱,潜在的运行风险大,抗灾能力不足,智能化水平亟待提高。

《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出了2025年与2030年两个阶段性目标,其中到2025年配电网承载力和灵活性显著提升,具备5亿千瓦左右分布式新能源、1200万台左右充电桩接入能力。这对配电系统的结构形态、运行机制等方面提出了全方位转变的要求。

在提高配电网可靠性方面,电网企业持续推进包括配网薄弱环节建设改造、加强县域电网与主网的联系、应用配电网柔性互联等新技术的相关工作。这些都将对打造坚强灵活配电网网架、推动配电网适应多种能源的综合应用有所助益。

提高装备能效和智能化水平,也是建强配电网物理网架的重要一环。“配电设备的智能化发展是配电网高质量发展的重要基础。供电可靠性要求的提高对配电设备的性能提出了更高要求。‘双碳’目标下,设备本身也要更绿色环保。”中国电气装备集团有限公司首席专家周逢权介绍,目前该公司正在研发低损耗的智能配电变压器,研制更加灵活智能的并网设备,推动实现设备即插即用、友好并网。

随着新型电力系统建设,新能源高比例渗透和新型负荷广泛接入电力系统,深化理论与技术创新在保障能源电力安全稳定中发挥的作用愈发明显。

“现代配电系统呈现高比例新能源、高比例电力电子、高比例灵活性资源的‘三高’特征。配电网运行方式更加复杂,呈现故障特征复杂化、故障影响全局化、保护需求更严苛的特点。”北京交通大学电气工程学院教授和敬涵说,“我们开展了针对‘三高’配电网故障电流的解析研究,同时也在研究配电网交直流保护新原理,希望能够耐受分布式电源的即插即用和直流控制的影响。此外,‘保控’协同、优化配合也是面向现代配电网阻断故障传播、规避连锁性故障风险的新思路。”

配电网与人们的生活紧密相关,推动配电网结构持续完善、加快配电网设备升级、优化配电网安全保护策略等措施同步发力,将进一步夯实电力保供的基础,提升电网应对风险的能力。

新能源和新型负荷大量接入,配电网承载能力亟待提升

配电网变革与终端能源消费形态变革密切相连。在“双碳”背景下,配电网的角色正在发生变化,既要直面分布式新能源和新能源汽车等新型负荷接入的新要求,也要直面推动各种能源综合高效利用、电力用户节能减排的新需求。

我国分布式新能源发展较快,截至2023年年底发电装机规模已超过2.5亿千瓦,部分地区存在配电网电压越限、电网调峰困难的情况。如何进一步提升配电网的承载能力?《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出,有针对性加强配电网建设,评估配电网承载能力,引导分布式新能源科学布局、有序开发、就近接入、就地消纳。

“现代配电系统规划设计是一个涉及多层面和多维度的复杂过程,不仅要考虑能源供需关系的平衡,还要关注源网荷储的协同配合。”国网经济技术研究院有限公司总经理董朝武表示,在新形势下,面对分布式新能源、新能源汽车等新型负荷大规模发展,配电网正逐步转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络。

“传统的配电网在一定意义上只是一个‘网’,没有电源。现在分布式能源大规模接入配电网,让配电网形态及运行方式发生很大变化。”王成山表示,风电、光伏发电占比越来越高,需要电网灵活应对,同时要充分挖掘电力供需互动环节的潜力,进一步提高电网运行的安全可靠性和经济性。

新能源和新型负荷的大规模接入对推动配电网高质量发展提出了迫切要求。国家电网有限公司加强配电网数字化建设,提高配电网供需互动能力和电网对清洁能源的接纳、配置和调控能力。

在分布式光伏快速发展的江苏,配电网的新业态、新模式不断涌现。江苏电力科学研究院总工程师袁宇波表示:“国网江苏省电力有限公司已经建成现代智慧配电网仿真平台,基于卫星遥感图像识别屋顶光伏可开发资源,开展现状态与规划态下分布式光伏接入时序推演仿真,量化分析配电网台区、线路承载力,定位配电网局部约束问题。”此外,国网江苏电力还研发了具备多类型微电网资源聚合管理与调控能力的微能源网网关,并在南京江宁、镇江扬中和淮安金湖等地建成配微网互动示范工程。

从单纯的电能传输通道转变为灵活、智能的能量管理系统,配电网承载能力持续提升,将更好地促进清洁能源的高效利用和就地消纳。

数字化等新技术赋能,配电网价值不断延伸

随着分布式电源、新能源储能、虚拟电厂等新兴主体和新业态模式的发展,配电网的物理、信息、数字形态发生了很大变化。配电网在新型电力系统中的功能更加多元化,推动电力行业深度变革。

立足服务千年大计,雄安电网具有高起点规划、高标准建设、高水平运维的特点。国网雄安新区供电公司供电服务中心副主任唐宝锋介绍:“雄安正着力构建雄安数字孪生配电网,打造三维立体站房,推动配电网信息实时交互。基于‘电网一张图’开发部署的新一代配电物联感知平台,可以自动进行设备健康趋势分析和运行风险主动研判,实现精益化运维和高效故障处置。”

面对日益多元化、个性化的需求,配电网正加快技术形态与管理模式的升级重塑。通过应用物联网、大数据、人工智能、区块链等先进技术,未来的配电网将实现设备状态实时监测、故障快速定位与自愈、电力需求精准预测、网络优化调度等功能,提升电网运行效率与服务质量。

“我们从配电数字化智能化、配电智能装置、配电运维三个业务方向出发,构建现代配电系统技术和业务体系。”南瑞集团有限公司配电分公司副总经理杜红卫表示,配电数字化智能化将提供现代配电系统决策支持手段,实现配电数字化、管控智能化、运行绿色化;配电智能装置支撑坚强网架,实现配电网架构坚强可靠、安全韧性强、调节柔性强;配电运维支撑运行保障,实现配电网智慧运维、防灾减灾、应急保供。

从“通道”向“平台”转变,配电网的价值潜能将充分释放。“智慧高效的配电网在未来电力保供格局中不仅能发挥电力供应的基本功能,还可以基于5G等现代通信技术提升故障定位、故障恢复及配电自动化等性能。”和敬涵认为,充分挖掘分布式电源和灵活负荷资源等的潜能,能提升电网在极端事件中的韧性。

作为电力系统中的重要一环,配电网建设仍需持之以恒的投入。但可以想见,配电网高质量发展进程的加速将不断催生新的技术变革和服务的模式,带来供电可靠性的持续提升。

(原载4月23日《国家电网报》5版)