盛萬興：建設現代智慧配電網+助力新型電力系統發展
來源：中國能源新聞網 時間：2024-04-30 17:20
編者按 為推動新形勢下配電網高質量發展，助力構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，2024年2月6日，國家發展改革委、國家能源局發布了《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》(發改能源〔 2024〕187 號 )。意見對新形勢下配電網高質量發展提出了總體要求。
當前，在以新能源為主體的新型電力系統和新能源汽車爆發式增長的背景下，配電網改造升級勢在必行，智能化、數字化將成為未來配電網發展的重要方向。那么，新形勢給配電網帶來哪些新挑戰？又給行業提出哪些新要求？目前我國現代智慧配電網的建設進度如何？近期，筆者專訪了中國電科院院士盛萬興。
盛萬興：建設現代智慧配電網 助力新型電力系統發展
耿立宏 馮義華
配電網作為重要的公共基礎設施，在保障電力供應、支撐經濟社會發展、服務改善民生等方面發揮重要作用。隨著新型電力系統建設的推進，配電網正逐步由單純接受、分配電能給用戶的電力網絡轉變為源網荷儲融合互動、與上級電網靈活耦合的電力網絡，在促進分布式電源就近消納、承載新型負荷等方面的功能日益顯著。
準確把握“雙碳”目標下配電網面臨的變化和挑戰
配電網是連接能源生產和消費、電網和用戶雙向交互的終端平臺，具有電能配送、源荷平衡、多能互補等核心功能。隨著新型電力系統加快構建，我國新能源裝機規模快速增長及綠電滲透率不斷增長，給配電網安全運行帶來了巨大挑戰。
盛萬興介紹，“雙碳”目標下，大規模分布式電源、充電樁等用戶側設備將接入配電網，尤其是隨著新型電力系統加快建設，我國配電網將在形態上呈現出分布式電源、脈沖型負荷、電力電子設備高比例接入的特點，在數理上呈現出電源、負荷、時空狀態不確定性的特點。在系統層面，由于大量分布式資源接入，配電網將由單一的電能配送網絡演化為多能互補配置平臺，呈現出網絡結構復雜、運行工況復雜、運營環境復雜的特點。作為電力供應、能源轉型、資源配置的關鍵平臺，配電網數字化轉型成為必然，將實現政府、電網、用戶多主體共贏，提升其獲得感與價值。
對政府而言，數字化配電網能促進關鍵基礎設施升級，實現電、熱、冷、氣等多種能源協同互濟，保障能源電力安全穩定優質供應，不斷提升能源系統的整體利用效率，支撐經濟社會高質量發展。
對電網而言，通過電網物理系統與數字基礎設施融合發展，可以提升配電網的彈性韌性，不斷開放電網資源平臺，支撐多元化源荷靈活接入，促進高滲透率分布式清潔能源就地消納，實現電網價值挖掘、平臺業務拓展和品牌信譽提升。
對用戶而言，依托數字化技術形成電網和用戶的雙向互動平臺，可以拓展微電網、儲能、虛擬電廠等開放共享的市場化新業態，提供優質的綜合能源服務、電動汽車服務，有效提升民生供電保障能力，滿足多元化、互動化、個性化用能需求。
盛萬興介紹，新型電力系統的核心特征是清潔能源占主體地位。隨著越來越多的新能源接入配電網就地消納，配電網將逐步演化為有源供電網絡，這也使得配電網電力電子化程度和網絡結構復雜度大大增加，進而加大了配電網運行控制的難度。從鄉村阡陌到城市街巷、從尋常人家到樓宇廠房，配電網“上傳下達”，是電力傳送的“最后一公里”，點多面廣、不可控因素多。
同時，電動汽車、清潔供暖、分布式光伏、家用儲能、智能家居以及電能替代的廣泛應用，使配電網電源及負荷朝著多元化方向發展。面對源荷兩端的重大變化，配電網功能與形態也需要進行深刻變革。新型電力系統框架下的配電網，將向高比例分布式新能源廣泛接入、高彈性電網靈活可靠配置資源、高度電氣化的終端負荷多元互動、基礎設施多網融合數字賦能等方向發展。
面對數字化轉型，建設現代智慧新型配電網勢在必行
當前，大規模分布式電源、充電樁等用戶側設備接入配電網，從根本上打破了傳統電網單向、確定、封閉的系統結構和運行方式，實現電網和用戶互動協同，這既有客觀需求，又有內在復雜性。
我國在“十四五”首批國家重點研發計劃“儲能與智能電網技術”專項中設立了“配電網業務資源協同及互操作關鍵技術”項目，重點圍繞數據互操作、設備靈活接入、業務高效協同三大技術開展攻關，主要包括：突破源、網、荷數據共享機制與安全交互方法，實現跨業務、跨應用、跨角色的數據互操作；突破終端設備統一信息模型及安全接入機制，實現設備即插即用；突破多業務資源并發優化調控與安全防護關鍵技術，實現供用電資源高效協同與互動。
盛萬興介紹，在能源轉型和數字化轉型的雙重背景下，配電網數字化轉型勢在必行，建設現代智慧配電網是支撐轉型的重要實踐。現代智慧配電網是實現多能耦合互補、多元聚合互動的基礎平臺，被看作是支撐新型能源體系建設的重要環節，是新型電力系統建設的主戰場和“雙碳”目標實現的關鍵，突破電網和用戶的資源協同與互操作技術是關鍵之一。
現代智慧配電網建設提出以來得到業界的積極響應，不同專家從功能、形態、實現路徑和發展目標等方面進行了解析。綜合來看，可將現代智慧配電網視為新型電力系統的配電網形態（新型配電系統），通過“大云物移智”等現代信息通信技術與有源配電網深度融合，以數字化、智能化、智慧化賦能新型配電系統，實現安全可靠、經濟高效、清潔低碳的現代配電網發展目標。
其中，“現代”是配電網中國式現代化下的新要素、新業態及新經濟發展的必然演進，是傳統配電網升級的客觀需求，是邁向國際領先配電網的本質要求，重點強調配電管理體系、服務能力、網架結構、設施裝備、技術水平“現代化”。“智慧”是現代配電網滿足電力安全保障、能源綠色轉型、資源優化配置的必然選擇，是配電網升級的主觀要求和內生動能，重點實現配電網運行監控、商業運營、多能互補、靈活互動的“智慧化”。
堅持統籌銜接，搭建多方協同互動的生態體系
盛萬興強調，創建現代智慧配電網是一個復雜的系統工程，比以往任何時候都需要技術融合創新、資源高效協同、運營模式變革，特別是工程應用與基礎前瞻技術的融合、供需多方協同互動生態體系的建設、生產方式和商業模式的變革，從而實現價值鏈傳遞和多主體共贏。
在技術創新方面，不僅要重視工程應用技術，也要重視與基礎前瞻技術的融合，重點突破源荷預測跟蹤、交直流混合組網、虛擬電廠調度、充放電功率調節、能量路由、資源協同、智能運維、高性能通信、智慧服務、信息安全、智慧能源仿真等技術，構建“智能電網 - 物聯網 - 智慧服務”的技術體系。
在資源協同方面，重點實現供用電系統感知透明化、業務融合高效化、運營管控智慧化、資源配置平臺化，搭建供需多方協同互動的生態體系。
在運營模式方面，探索構建市場主體多元、交易品種多樣、服務種類豐富的運營體系，推動生產方式和商業模式變革。
強化源網荷儲協同發展，推進能源綠色低碳轉型
盛萬興介紹，國家發展改革委、國家能源局《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》提出：加快配電網建設改造和智慧升級，強化源網荷儲協同發展。切實滿足分布式新能源發展需要，全力支撐電動汽車充電基礎設施體系建設，積極推動新型儲能多元發展，全面推進能源綠色低碳轉型。
圍繞建設新型能源體系和新型電力系統的總目標，打造安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統，在增強保供能力的基礎上，推動配電網在形態上從傳統的“無源”單向輻射網絡向“有源”雙向交互系統轉變，在功能上從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變。
到2025年，配電網網架結構更加堅強清晰，供配電能力合理充裕；配電網承載力和靈活性顯著提升，具備約5億千瓦分布式新能源、約1 200萬臺充電樁接入能力；有源配電網與大電網兼容并蓄，配電網數字化轉型全面推進，開放共享系統逐步形成，支撐多元創新發展；智慧調控運行體系加快升級，在具備條件地區推廣車網協調互動和構網型新能源、構網型儲能等新技術。
到2030年，基本完成配電網柔性化、智能化、數字化轉型，實現主配微網多級協同、海量資源聚合互動、多元用戶即插即用，有效促進分布式智能電網與大電網融合發展，較好滿足分布式電源、新型儲能及各類新業態發展需求，為建成覆蓋廣泛、規模適度、結構合理、功能完善的高質量充電基礎設施體系提供有力支撐，以高水平電氣化推動實現非化石能源消費目標。
滿足大規模分布式新能源接網需求。結合分布式新能源發展目標，有針對性加強配電網建設，配套完善電網穩定運行手段，保障電能質量。統籌配電網容量、負荷增長及調節資源，系統開展新能源接網影響分析，評估配電網承載能力，建立可承載新能源規模的發布和預警機制，引導分布式新能源科學布局、有序開發、就近接入、就地消納。
推動電力系統新業態健康發展。 基于分布式新能源的接入方式和消納特性，建設滿足分布式新能源規模化開發和就地消納要求的分布式智能電網，實現與大電網兼容并存、融合發展。推動微電網建設，明確物理邊界，合理配比源荷儲容量，強化自主調峰、自我平衡能力。挖掘用戶側調節潛力，鼓勵虛擬電廠、負荷聚合商、車網互動等新業態創新發展，提高系統響應速度和調節能力。大電網要為分布式智能電網、微電網接入公共電網創造便利條件，簡化接網程序，雙方要明確資產、管理等方面的界面，以及調度控制、交互運行、調節資源使用等方面的權利與義務。
健全市場交易機制。明確分布式新能源、新型儲能、電動汽車充電設施、微電網、虛擬電廠等新主體、新業態的市場準入、出清、結算標準，研究設計適宜的交易品種和交易規則，鼓勵多樣化資源平等參與市場交易。健全多時間尺度和多層次電力市場，滿足多元化需求。創新拓展新型電力系統商業模式和交易機制，為工商業電力用戶與分布式電源、新型儲能等主體開展直接交易創造條件。
持續優化電價機制。進一步完善分時電價機制，建立健全電動汽車居民充電樁分時電價機制；電力現貨市場持續運行地區，推動根據現貨價格信號動態調整峰谷時段劃分，改善用戶用電特性。研究完善儲能價格機制。在評估分布式發電市場化交易試點基礎上，研究完善更好促進新能源就近消納的輸配電價機制。
責任編輯：沈馨蕊
