2023年以來,受消納、電網容量等因素等影響,很多地區的分布式光伏暫停并網甚至建設。關鍵時刻,2月29日下午,中共中央政治局就新能源技術與我國的能源安全進行第十二次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時指出,我國能源發展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉型任務艱巨等一系列挑戰。應對這些挑戰,出路就是大力發展新能源。習近平強調要適應能源轉型需要,進一步建設好新能源基礎設施網絡,推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設,提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力。加快構建充電基礎設施網絡體系,支撐新能源汽車快速發展。中央已經定調明確,電網要改造去適應新能源的發展,提高接納、配置和調控能力。在這個重要會議之前的前兩天和后一天,國家發改委和能源局聯合發布了兩個事關電網未來建設的兩個文件。一是2月27日,國家發改委、國家能源局聯合發布《關于加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設的指導意見》。二是3月1日發布《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》。這兩個文件,則在執行層面回答了目前電網要改造的兩大主要方向,加強配電網建設和智能化調度。配電網要迎來空前的改造。《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》更是明確:到2025年,配電網承載力和靈活性顯著提升,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。到2030年,配電網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。壓力來到電網企業這一端,國家能源局局長章建華在采訪中也提出:要加強新型調節性電源建設。統籌謀劃靈活性煤電、抽水蓄能、新型儲能、光熱發電等調節資源發展,進一步優化抽水蓄能布局并加快建設,推動光熱發電規模化發展,加快提升系統調節能力。
解讀一:緊扣保供和轉型系統推進新形勢下配電網高質量發展
南方電網能源發展研究院
洪潮 肖天穎 曹毅 梁宇 李俊林
配電網是電網連接千家萬戶的“最后一公里”,在支撐經濟社會發展、服務改善民生、促進能源轉型等方面發揮重要作用。近期,國家能源局印發《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》(以下簡稱《意見》),圍繞“保供”和“轉型”,明確了當前及未來一段時間的主要目標和重點任務。
一、配電網高質量發展的意義重大
(一)配電網建設改造是電力行業一以貫之的重要任務
新中國成立后,在幾代從業者的不懈努力下,我國配電網經歷了由小到大、由慢到快、由落后到先進、由分散到集中的發展歷程。尤其近年來國家部委先后印發了《配電網建設改造行動計劃(2015—2020年)》《關于加快配電網建設改造的指導意見》《關于“十三五”期間實施新一輪農村電網改造升級工程的意見》《關于實施農村電網鞏固提升工程的指導意見》等文件,推動城鄉配電網建設取得長足進步,實現了從“用上電”向“用好電”轉變。
南方電網公司認真貫徹落實國家有關工作部署,以供電可靠性為抓手,堅持問題導向、目標導向和結果導向,通過源頭治理和多線聯動,系統謀劃、統籌推進配電網建設改造。經過近20年的發展,切實增強了配電網供電能力和供電質量,珠海、中山、深圳供電可靠性名列全國前茅,深圳福田中心區達到國際頂尖水平,打造了高品質供電服務新標桿。“十四五”期間,南方電網公司著力提升配電網數字化水平,通過新一代數字技術與傳統電網的充分融合,推動配電網發展從規模速度型向質量效益型轉變。
(二)新形勢下配電網發展面臨新要求
隨著中國式現代化建設和能源綠色低碳轉型的深入推進,配電網高質量發展面臨以下三個方面的要求。
一是電力供應保障要求持續加強。當前我國步入高質量發展階段,經濟處在轉變發展方式、優化結構、轉換增長動力的攻關期,在今后一段時期內將繼續保持質的有效提升和量的合理增長,因此需要配電網適度超前發展,持續增強供電保障能力,以滿足經濟社會發展對電力的更高需求。同時,制造強國戰略下現代產業體系建設加快,傳統行業綠色轉型提速,高技術制造業逐漸成為發展主體,伴隨人民日益增長的美好生活需要,全面提升電能供應品質已成為配電網發展的重要任務之一。
二是源荷新要素承載需求顯著提升。“雙碳”目標下分布式電源滲透率和電能占終端能源消費比重將不斷提高,以電動汽車為代表的新型負荷大規模涌現,產銷一體化模式向常態化發展。截至2023年底,我國分布式光伏累計裝機達到2.5億千瓦,新增裝機規模同比增長超八成;純電動汽車保有量1552萬輛,同比增長48.5%,占汽車總量的4.6%,未來增長空間巨大。大規模源荷新要素接入后,局部地區配電網承載能力不足,設備反向重過載、電能質量下降等問題逐漸凸顯,亟須加強建設改造和智慧升級。
三是推進全面數字化轉型更為迫切。數字電網作為傳統基礎設施數字化轉型的典型代表,是數字中國建設的重要組成部分。數字化技術所帶來的高效、便捷、個性化服務已經深入人心,加快推進電網數字化轉型,是提升人民用能獲得感和滿意度的必然要求。同時,電力市場機制持續完善將帶動虛擬電廠、負荷聚合商等多元主體廣泛參與電力平衡,加快構建數字電網,更好發揮電網的平臺作用,滿足多元要素優化配置需求,助力能源革命向縱深發展。
二、以配電網高質量發展助力“兩型”建設
以配電網高質量發展助力新型能源體系和新型電力系統建設,應當堅持系統思維,從“強化供需協同-夯實物理基礎-加快數字轉型-促進多元創新”等維度,軟硬結合、多措并舉促進源網荷儲科學有序發展。
(一)構建引導機制,強化供需協同
供需協同是新型配電系統發展的重要前提,有必要通過加強合理引導和規劃銜接等措施,促進源荷儲科學布局和配電網穩步升級。
一是引導分布式新能源科學有序發展。分布式新能源采用備案制,建設周期短且安裝地點隨機性強,若放任隨資源稟賦無序發展,將違背“網源協同,統籌推進,協調發展”的初衷。因此,《意見》提出要評估配電網承載能力,并建立發布和預警機制。通過統籌配電網容量、負荷增長及調節資源,引導分布式電源在電網裕度較高的區域優先布局,以充分利用現有能力滿足分布式電源就近接入、就地消納的需求。
二是加強充電設施與電網規劃銜接。充電基礎設施建設地點、規模和投產時序存在不確定性,無序發展狀態下網荷協同性不足,難以做到配套電網建設適度超前和整體最優。為全力支撐“城市面狀、公路線狀、鄉村點狀”的電動汽車充電基礎設施網絡建設,《意見》提出兩方面要求,一是建立配電網可接入電動汽車充電設施容量的信息發布機制,二是加強負荷密度和條件匹配分析,科學銜接充電設施點位布局和配電網建設改造工程,穩步提升配電網供電保障能力。
三是科學安排新型儲能發展規模。負荷特性和新能源出力不匹配將導致電力供應保障問題和清潔能源消納問題并存,在電網關鍵節點、電網末端科學布局新型儲能,能夠提高電網靈活調節能力和穩定運行水平。《意見》提出要基于電力系統調節能力分析,引導新型儲能實現在電源側合理配置、電網側科學布局、用戶側加強管理,促進新型儲能與源網荷有機融合發展。
(二)夯實物理基礎,提升保障能力
物理電網是配電網的“基礎骨架”。構建堅強清晰、柔性靈活的物理網架,是新型配電系統強化電力保供和支撐能源轉型的重要保障。
一是補齊電網短板,夯實保供基礎。《意見》具體圍繞“全面提升供電保障能力、提高裝備能效和智能化水平、強化應急保障能力建設”等三個方面提出了具體的工作要求。城市電網圍繞韌性提升,優化電網設施布局,打造堅強靈活電網網架,提升故障主動研判自愈能力,提高電力供應保障能力和電網綜合防災能力。農村電網圍繞鞏固提升,加強縣域電網與主網聯系,穩妥推進大電網延伸覆蓋,因地制宜建設可再生能源局域網,持續加大邊遠地區、脫貧地區、革命老區農村電網建設力度,鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接。
二是提升承載能力,支撐轉型發展。《意見》具體圍繞“滿足大規模分布式新能源接網需求、滿足大規模電動汽車等新型負荷用電需求、推動新型儲能多元發展、推動電力系統新業態健康發展”等四個方面提出了具體的工作要求。統籌考慮源荷特征和發展潛力,積極探索推動分布式智能電網、智能微電網等配電網新型態發展,因地制宜加強配電網建設。深度融合先進能源技術、信息通信技術和控制技術,強化配電網自主調峰、自我平衡能力,促進多元主體靈活便捷接入。
(三)加快數字轉型,賦能高效發展
數字電網是配電網的“神經網絡”。《意見》從加強基礎支撐和強化高級應用兩個方面提出要求,推動實現電網量值傳遞、狀態感知、在線監測、行為跟蹤、趨勢分析、知識挖掘和科學決策,確保數字化轉型全面推進。
一是推動設備智能化升級,筑牢數字底座。數字電網以數據為關鍵生產要素。加強配電網智能終端部署和通信網建設,提升可觀可測、可調可控水平,實現數據要素的全面獲取、充分流通、共享應用,是數字電網建設的基礎保障。《意見》指出要進一步拓展網絡通信、大數據、自動控制等技術的應用范圍,并從持續提升配電自動化有效覆蓋率,合理配置監測終端、無人巡檢終端、帶電作業機器人等方面,對電網設備智能化升級提出要求。
二是加強業務數字化驅動,提高運轉效率。依托云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術,充分釋放數據資產價值,驅動業務模式由專業化向平臺化變革,是數字電網建設的核心要義。服務支撐配電網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,《意見》強調要創新應用數字化技術,加強配電網層面源網荷儲協同調控。具體實現中,應充分發揮“數據+算力+算法”作用,統籌解決好海量主體泛在、多維時空平衡、實時雙向互動等帶來的難題。
(四)促進多元創新,破解發展難題
科技創新是高質量發展的核心驅動力。《意見》提出要持續推進科技創新,圍繞規劃方法、運行機理、關鍵技術、標準制度等方面深化研究。理論研究方面,重點開展電力平衡、控制、保護、電能質量等基礎理論研究,建立“安全-經濟-低碳”三元均衡約束下的配電系統規劃、運行理論體系。關鍵技術方面,聚焦源網荷儲協同、車網協同互動、數字孿生、邊緣計算、交直流混合配電網、負荷柔性控制等領域,破解多元源荷接入和雙向互動難題。標準引領方面,研究制定新型配電系統技術標準體系,加強關鍵技術領域標準研究布局,發揮標準在推動配電網高質量發展中的支撐和引領作用。
三、以高品質規劃引領配電網高質量發展
配電網規劃必須貫徹落實新時代發展要求,遵循經濟社會發展的客觀規律,處理好長期目標和短期目標、頂層設計和基層探索、全面提升和重點施策等三方面關系,穩步有序推進改造升級。
(一)處理好長期目標和短期目標的關系,合理有序穩步升級配電網
當前我國處于社會主義現代化建設全面推進和“雙碳”目標實施的初級階段,配電網尤其是農村電網承載分布式新能源和新型負荷的能力依然比較薄弱。構建安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統是一個長期歷史過程,需要科學規劃,分階段明確任務從容建設。當下配電網建設的主要任務是進一步鞏固提升供應保障能力、綜合承載能力和數字化智能化水平,到2030年基本實現配電網柔性化、智能化、數字化轉型。
(二)處理好頂層設計和基層探索的關系,因地制宜精準升級配電網
配電網高質量發展是新型電力系統建設的重要部分,必須從大局著眼,豐富完善頂層設計,定規劃、定目標、定任務。同時,隨著“雙碳”目標實施和中國式現代化的推進,自然、資源和經濟因素差異下東西部地區、城鄉地區用能品質需求和用能模式呈現多元化,決定了配電網發展要走一條符合地區需求、具有中國特色的差異化道路。因此在堅持整體戰略布局前提下,還應堅持因地制宜、合理規劃,倡導基層探索、精準施策。
(三)處理好全面提升和重點施策的關系,點面結合高效升級配電網
配電網高質量發展應堅持問題導向、目標導向、結果導向相統一,著力補短板、強弱項、夯基礎、促提升,全面鞏固提升電力保障水平,提升分布式新能源和新型負荷綜合承載能力,助力中國式現代化和“雙碳”目標的全面推進。同時,也應兼顧有限投資能力的約束,以滿足廣大人民群眾美好生活需求為出發點和落腳點,優先圍繞不同發展階段電力供應保障和能源綠色轉型中的關鍵問題,準確洞察配電網發展的“突破口”和“優先序”,切實提升人民用電獲得感。
解讀二:著力提升配電網承載能力推動新形勢下配電網高質量發展
電力規劃設計總院
劉世宇 劉強 王雅婷 郭津瑞 崔陽 黃瀚燕
近期,國家能源局對新形勢下配電網高質量發展作出相關部署,出臺《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),明晰配電網發展面臨的形勢和挑戰,明確當前和未來一段時間配電網的主要發展目標和任務舉措,為推動新形勢下配電網高質量發展奠定基礎。
配電網是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了重要作用。“十三五”以來,在《關于加快配電網建設改造的指導意見》和《配電網建設改造行動計劃(2015—2020年)》等政策文件指導下,通過加強統籌規劃、構建標準體系、提升配電網供應能力、優化網架結構、提高裝備水平、加強配電自動化建設、完善新能源和分布式電源接入體系等一系列行動舉措,中心城市(區)智能化建設和應用水平大幅提高,城鎮地區供電能力和供電安全水平顯著提升,鄉村地區電網薄弱等問題得到有效解決。當前,我國電力可靠性和電能質量已達到較高水平,用戶平均供電可靠率達到99.89%以上,全國綜合電壓合格率達到99.86%以上,配電網建設改造行動卓有成效。
《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見》提出了加快構建新型電力系統的“二十字方針”,為支撐新型電力系統構建,《指導意見》提出“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”。
新能源和新型負荷大規模發展亟須提升配電網承載力。一是需提升對分布式新能源的承載力。近年來,分布式光伏快速發展,截至2023年底,分布式光伏累計并網裝機已突破2.5億千瓦,占光伏總裝機的41.8%。分布式光伏具有開發建設規模及時序難以預測、發展布局及出力特性與負荷不協調等特點,當前部分地區配電網承載能力已接近極限,反送電問題突出,給電網安全穩定運行帶來極大挑戰。二是需提升對電動汽車等新型負荷的承載力。截至2023年底,我國新能源汽車保有量超過2000萬輛,充電基礎設施總量達859.6萬臺。電動汽車充電的隨機性可能會加劇負荷的峰谷差,為電力安全可靠供應帶來一定沖擊。隨著電動汽車的加速發展,亟須進一步提升配電網承載力,為保障用電需求和大規模車網互動提供堅實的物理基礎。
配電網進一步向智慧靈活轉型升級亟待提速。新形勢下,伴隨大規模分布式新能源、電動汽車等新型負荷及新型儲能的接入,源網荷儲各環節數據信息將海量發展。同時,虛擬電廠、負荷聚合商、車網互動等貼近終端用戶的新業態新模式也將不斷涌現。配電網作為電力系統轉型升級的關鍵環節,亟須加快向柔性化、智能化、數字化轉型,支撐實現《指導意見》提出的“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”。
新形勢下,《指導意見》的出臺具有重要的現實意義,將為系統推進配電網與源荷儲各側科學有序融合發展、全面提升城鄉配電網供電保障能力和綜合承載能力提供重要指導,為推動新型電力系統構建、能源電力清潔低碳轉型提供重要支撐。
為實現“雙碳”目標、支撐構建新型電力系統,配電網需具備更強的承載力,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,以滿足大規模分布式新能源、新型儲能、電動汽車充電設施等各類新業態發展接入需求。《指導意見》提出了2025年配電網承載能力的發展目標,“到2025年,配電網承載力和靈活性顯著提升,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”。
滿足大規模分布式新能源接網需求是配電網高質量發展的必然要求。為實現2025年配電網具備5億千瓦左右分布式新能源接入能力的發展目標,《指導意見》提出“有針對性加強配電網建設”,“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”。一是夯實物理支撐,通過優化加強配電網網架結構,合理配置布點容量,不斷豐富配電網調節手段,加快配電網一、二次融合和智能化升級,滿足分布式新能源規模化接入需要。二是完善管理機制,通過統籌配電網容量、負荷特性、調節資源情況,系統開展新能源接網影響分析,建立定期分布式新能源可開放容量的發布和預警機制,優化分布式新能源發展規模、布局和并網時序。
保障電動汽車等新型負荷用電需求是配電網高質量發展的主要目標。為實現2025年配電網具備1200萬臺左右充電樁接入能力的發展目標,《指導意見》提出“科學銜接充電設施點位布局和配電網建設改造工程”,“結合負荷特性分析,有序安排配電網升級改造”,“建立配電網可接入新型負荷容量的信息發布機制,引導充電設施合理分層接入中低壓配電網”。一是加強規劃引領,在配電網規劃中充分考慮電動汽車、電能替代帶來的用電需求增長,加強負荷特性、布局和配電網匹配分析,科學銜接,助力構建電動汽車充電基礎設施網絡。二是在夯實物理支撐的基礎上,完善管理機制,科學引導充電設施等新型負荷分層分區接入,充分利用各級配電網承載容量。
提升靈活調節能力是配電網高質量發展的關鍵路徑。《指導意見》提出“基于電力系統調節能力分析,根據不同應用場景,科學安排新型儲能發展規模”。一是在電源側,推動新型儲能與分布式新能源充分協同、深度融合。引導分布式新能源根據自身運行需要通過自建或共享模式合理配置新型儲能,促進新能源消納,提升新能源安全可靠替代能力。二是在電網側,在局部新能源占比偏高、負荷密集接入等電網關鍵節點和電網末端合理布局新型儲能。充分發揮新型儲能頂峰、調頻、調壓、事故備用等功能,提高電網穩定運行水平和應急供應保障能力。三是在用戶側,圍繞大數據中心、5G基站、充電設施、綠色工業園區等終端用戶配置新型儲能。充分挖掘負荷側靈活調節潛力,通過源網荷儲一體化等方式實現局部就地電力電量平衡和新能源消納利用。四是推動長時儲能技術應用。推動儲電、儲熱、儲氣、儲氫等覆蓋全周期的多類型儲能協同運行,大幅提升電力系統運行靈活性,為跨月(季)平衡調節困難提供可行解決方案。
大電網與配電網兼容并存是配電網高質量發展的重要保障。《指導意見》提出“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”,“推動微電網建設”。一是提升配電網自我平衡能力。統籌考慮新能源出力特性、負荷特性及調節能力等要素,系統優化源荷儲容量配置,同時依托信息調控技術,逐步實現自主調峰、自我平衡。二是挖掘用戶側調節潛力。依托分散資源聚合互動等技術,創新需求響應組織模式,鼓勵可調節負荷、新型儲能、分布式新能源、電動汽車等資源以虛擬電廠、負荷聚合商、綜合能源服務等貼近終端用戶的新業態新模式主動參與需求響應,充分發揮用戶側資源靈活調節能力。三是推動主配銜接。新型電力系統將呈現大電網與分布式兼容并舉的形態,亟須理順大電網與配電網關系,為分布式智能電網、微電網接入公網創造便利條件。簡化接網程序,明確資產管理界面,明晰與大電網在調度權責、安全責任的界線劃分,確保大電網和配電網在規劃設計、調度運行等方面有機銜接,保障電能的高效利用和平穩輸送。