配电网高质量发展指导意见解读
解读① 破解发展难题,推动高质量新型配电网建设
中国工程院院士 王成山
配电网作为重大能源基础设施,在保障电力供应、支撑经济社会发展、服务改善民生等方面作用重大,特别是在“双碳”目标背景下,配电网的支撑性作用更加凸显。它是分布式电源、电动汽车充电设施的接入载体,是各种分布式能源实现综合高效利用、电力用户节能减排的关键性支撑。近年来,台风、雨雪冰冻等极端天气导致停电事故时有发生,暴露了配电网安全可靠供电能力不足的问题。同时,随着分布式新能源的快速发展,电动汽车规模的日益增大,电力市场建设的不断推进,都对配电网的发展提出了更高要求。从装备到结构、从规划到运行、从运营到市场,配电网都面临着诸多挑战。
一是保供基础还需进一步夯实。通过近20年来不断的资金投入和建设改造,我国配电网的供电能力和供电可靠性都有了很大提高,特别是在一些发达城市地区,配电网运行水平已进入国际先进行列。但也应看到,在一些城镇(特别是老旧小区)和农村地区,配电网的结构还很薄弱,供电可靠性很低,潜在的运行风险很大,抗灾能力不足,装备的能效和智能化水平亟待提高。
二是对新能源和新兴业态承载力不足。近年来,我国很多地区的分布式光伏都出现了爆发式增长,导致配电网线路、变压器反向过负载严重,电压越限问题突出,不得不在一些区域减缓光伏的发展速度。同时,我国电动汽车也进入了快速发展期,一方面电动汽车在数量上快速增长,另一方面,人们对电动汽车实现快速充电的需求也更加迫切,大功率短时充电对配电网运行提出了重大挑战。伴随着分布式光伏、电动汽车的发展,电力储能在配电系统中的安装容量也正在快速增加,但如何发挥好储能的作用,真正利用储能解决好配电网出现的问题,还需要不断实践探索。随着微电网、交直流混合配电网、分布式智能电网等大量新技术的广泛应用,未来配电网的业态也将发生重大的变革。提升配电网的承载能力,支撑我国能源转型发展将成为未来配电网必然的使命担当。
三是配网发展各环节需要加强统筹衔接。配电网的典型特征是设备类型多、数量大,涉及各环节因素复杂。在新形势下,需要进一步强化从配电网规划到项目投资管理、工程建设,从调度运行到运维服务等的全过程管理。在规划工作中,既要做好新能源、电动汽车、储能、配电网网架等的协同规划,又要加强与城乡总体规划和国土空间规划的衔接,同时,还要做好与其他基础设施的统一规划;在项目投资管理中,既要加大电网企业的投资力度,又要鼓励多元主体投资配电网,积极创新各种投资方式;在工程建设中,需要多部门协调、各种市政建设工程协同;在调度运行机制上,要充分利用用户侧资源参与电网消纳可再生能源,充分利用微电网、虚拟电厂等新技术,实现电力用户供需互动、电动汽车车网互动、配电网源荷储联动,充分利用好市场机制,既利用好可再生能源,又保障配电网安全可靠运行。
我们很高兴地看到,针对上述问题,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》),从国家层面部署推动配电网的建设改造与高质量发展。《意见》提出工作原则和工作举措既凸显了未来新型配电网发展的目标使命,又体现了配电网本身发展过程所具有的独特特征,可实施性强,在我国新型配电网建设与发展过程中将发挥重要的指导作用。
配电网属于重资产型基础设施,其结构形态转型需要比较长期的过程,真正推动《意见》落实到位,还需要做到以下几点。一是加强规划引领。规划是配电网发展的基础,基础不牢,地动山摇。加强规划引领可以有效提高配电网建设的投资效益,实现从当前配电网到新型配电网形态转变过程中的提质增效。二是坚持系统观念。配电网是电力供应的“最后一公里”部分,直接面向电力用户,链条长、环节多。需要坚持统筹衔接各种资源要素,在新型配电网的发展过程中更好地满足用户的需求。三是推动创新突破。新型配电网在系统结构、运行方式、市场机制等方面都将发生重大变革。很多新技术需要不断探索。近年来,分布式新能源、新型储能、电动汽车充电设施、微电网、虚拟电厂等新主体、新业态的出现,需要在配电网结构形态上加以改变,以便更好利用这些主体自身的调控能力,同时在配电网运行模式上也需要不断创新发展,为大量新主体参与电网运行创造条件,在满足新主体自身价值追求的同时,为电网安全与经济运行提供支撑。
解读② 提升配电网灵活性和承载能力推动新型配电系统高质量发展
武汉大学电气与自动化学院董旭柱 尚磊
配电系统在支撑经济社会发展、改善民生、优化资源配置、促进能源转型等方面发挥重要作用。近期,国家能源局印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》),围绕配电网“承载能力”和“灵活性”,明确了构建“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”新型配电系统的主要目标和重点任务。
一、构建新型配电系统的挑战和机遇
配电系统是构建新型电力系统和分布式智能电网的关键领域,是区域多能源互补的协同平台、交易平台、分布式能源接入和消纳平台。配电系统正在由“无源”、能量单向流动、单纯电能分配功能的电力网络向承载新型源荷、多利益主体互动的源网荷储高效配置平台转变,电能双向流动在部分区域已经成为新常态。预期2025年配电系统应具备约5亿千瓦分布式新能源、1200万台充电桩的接入能力。
配电系统的发展面临如下挑战:(1)海量多元用户与电网的双向能源信息交互不足,用户侧灵活资源利用水平低,分布式能源消纳受限;(2)多能微电网与智能配电网的协同欠缺,难以支撑分布式智能电网,服务“碳达峰,碳中和”目标;(3)综合能源互联的规划、运行和低成本互联转换技术仍然欠缺,综合能效和减碳水平亟待提升。同时高比例分布式能源和高比例电力电子设备接入的“双高”特征为配电系统的灵活运行带来了如下机遇:(1)日益增加的分布式电源和新型储能丰富了备用电源和微电网群的构建方式,有助于提升配电网韧性和灵活性,改善电能质量;(2)交直流柔性互联为配电系统灵活组网、潮流灵活调控提供了新方法;(3)数字化和智能化为配电系统智慧运行提供了新手段。配电系统高质量发展既有其重要性,又有其紧迫性。
二、综合提升承载能力是配电网高质量发展的重点
《意见》中明确要求“提升配电网承载能力”,配电网承载能力内涵丰富,主要指适应规模化分布式新能源并网和安全运行、满足大规模电动汽车等新型负荷灵活用电需求、促进新型储能与负荷侧灵活性资源应用等方面。
(1)分布式新能源接入的承载能力评估与提升
高比例分布式光伏接入造成配电变压器重过载或电能质量劣化的问题,本质上是随机时序潮流问题,需要系统性评估配电网的承载能力,综合考虑安全运行、供电质量、运维检修、规划建设等诸多因素。目前已开展的分布式光伏承载能力评估研究主要关注静态承载力,即以关键设备容量确定配电系统承载能力,源荷相关性及可调资源的协同影响考虑不足,未来应加强动态承载能力的实时在线评估,并将承载力评估与配电网调控有机结合。结合配电设备热点温度在线辨识数据,考虑设备热容量和运行工况,评估多工况下配电网动态载流能力,经济有效地提升分布式新能源接入水平。
(2)电动汽车充换电的承载力评估与提升
为迎接电动汽车保有量爆发式增长,《意见》要求“科学衔接充电设施点位布局和配电网建设改造工程,助力构建城市面状、公路线状、乡村点状布局的电动汽车充电基础设施网络”。满足电动汽车充换电设施的配电网承载力评估及信息发布机制尚未有效开展,需加强充换电网络与电动汽车运行规律的动态协同规划,综合考虑配用电侧的多类型灵活性资源调节能力,因地制宜开展适应不同充换电工况的配电网承载能力评估。
此外,评估和提升配电网各类承载能力将有效推动电力系统新业态和区域电力市场的健康发展。目前新型储能技术受到广泛关注,但在配电侧辅助服务的价值仍然有限,需要进一步探索储能对承载力提升的作用和商业价值。
三、发展柔性配电系统,提升灵活性是配电网高质量建设的重要方向
柔性配电系统是指综合利用电力电子、信息通信、人工智能等技术提升配电系统灵活性,以实现配电系统分布式功率灵活控制、网架灵活切换、运行方式灵活调整。配电系统灵活性是指在一定时间尺度下,配电系统通过柔性控制和拓扑灵活切换,以经济可靠的方式快速响应分布式电源及负荷不确定性变化的能力。《意见》强调“加强有源配电网规划方法、运行机理、平衡方式,以及微电网、虚拟电厂等新模式的调度运行控制方法研究”,柔性配电系统的研究和应用是《意见》落地的重要技术支撑,灵活性提升需要从配电系统规划、运行和设备资产管理等多方面综合考虑。
(1)源网荷储协同规划,增强配电系统灵活性
新能源大规模接入,负荷波动加剧、峰谷差加大,渗透率较高地区将逐步遇到“鸭子曲线”的平衡难题。为有效解决这一难题,在配电和综合能源规划层面,需要研究中低压电网形态演变多维驱动因素,探索中低压电网的多时空演变机理;加强源网荷储协同规划,优化智能配电装置和新型储能等多元灵活性资源配置,通过电力电子技术提升配电网架结构灵活调节能力,提升分布式能源消纳和新型负荷接入水平;考虑电力电子变换器装置的连续调节特性与潮流转移能力,研究新型配电系统多形态拓扑的动态演变机理;完善分布式电源并网标准和新型配电系统建设标准。
(2)数智赋能交直流混联配电系统,提升配电运行灵活智能水平
配电系统可观、可测、可控、可调能力的不足难以支撑不确定源荷规模化接入,为构建区域自治、柔性互联、交直流混合的分布式智能配电系统,提升配电系统运行灵活性,需要大力加强配电网态势感知和智慧运行调控技术的研究与应用,构建柔性配电系统分层分布控制架构,实现配微协同和多台区自组织协同运行;研究交直流混合配电系统网架灵活切换和潮流灵活经济调控的关键技术和装备,探索配电系统微电网群构网机理与自治运行方式;加强分布式新能源发电出力时空特性的评估与预测,研究软件定义配电系统、一二次深度融合等关键技术,实现灵活组网和动态分区等。
武汉大学电气与自动化学院面向国家配电领域重大需求,围绕新型配电系统开展科学研究与人才培养工作,在智能配电数字孪生和自愈控制、微电网群和主动配电网运行控制、配电业务资源协同、配电作业安全风险防护等方面取得了丰富研究成果,下一步将在交直流配电形态演变、灵活组网、承载能力和灵活性提升、边端资源友好接入、电能质量提升、配电数字孪生等方面深入研究,为《意见》落地实施提供技术与人才支撑。
解读③ 着力提升配电网承载能力 推动新形势下配电网高质量发展
电力规划设计总院 刘世宇 刘强 王雅婷 郭津瑞 崔阳 黄瀚燕
近期,国家能源局对新形势下配电网高质量发展作出相关部署,出台《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),明晰配电网发展面临的形势和挑战,明确当前和未来一段时间配电网的主要发展目标和任务举措,为推动新形势下配电网高质量发展奠定基础。
一、《指导意见》出台意义重大
(一)配电网是保障电力安全可靠供应的“最后一公里”
配电网是重要的公共基础设施,在保障电力供应、支撑经济社会发展、服务改善民生等方面发挥了重要作用。“十三五”以来,在《关于加快配电网建设改造的指导意见》和《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》等政策文件指导下,通过加强统筹规划、构建标准体系、提升配电网供应能力、优化网架结构、提高装备水平、加强配电自动化建设、完善新能源和分布式电源接入体系等一系列行动举措,中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高,城镇地区供电能力和供电安全水平显著提升,乡村地区电网薄弱等问题得到有效解决。当前,我国电力可靠性和电能质量已达到较高水平,用户平均供电可靠率达到99.89%以上,全国综合电压合格率达到99.86%以上,配电网建设改造行动卓有成效。
(二)新形势下促进配电网高质量发展意义重大
《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》提出了加快构建新型电力系统的“二十字方针”,为支撑新型电力系统构建,《指导意见》提出“打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统”。
新能源和新型负荷大规模发展亟需提升配电网承载力。一是需提升对分布式新能源的承载力。近年来,分布式光伏快速发展,截至2023年底,分布式光伏累计并网装机已突破2.5亿千瓦,占光伏总装机的41.8%。分布式光伏具有开发建设规模及时序难以预测、发展布局及出力特性与负荷不协调等特点,当前部分地区配电网承载能力已接近极限,反送电问题突出,给电网安全稳定运行带来极大挑战。二是需提升对电动汽车等新型负荷的承载力。截至2023年底,我国新能源汽车保有量超过2000万辆,充电基础设施总量达859.6万台。电动汽车充电的随机性可能会加剧负荷的峰谷差,为电力安全可靠供应带来一定冲击。随着电动汽车的加速发展,亟需进一步提升配电网承载力,为保障用电需求和大规模车网互动提供坚实的物理基础。
配电网进一步向智慧灵活转型升级亟待提速。新形势下,伴随大规模分布式新能源、电动汽车等新型负荷及新型储能的接入,源网荷储各环节数据信息将海量发展。同时,虚拟电厂、负荷聚合商、车网互动等贴近终端用户的新业态新模式也将不断涌现。配电网作为电力系统转型升级的关键环节,亟需加快向柔性化、智能化、数字化转型,支撑实现《指导意见》提出的“在形态上从传统的‘无源’单向辐射网络向‘有源’双向交互系统转变,在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变”。
新形势下,《指导意见》的出台具有重要的现实意义,将为系统推进配电网与源荷储各侧科学有序融合发展、全面提升城乡配电网供电保障能力和综合承载能力提供重要指导,为推动新型电力系统构建、能源电力清洁低碳转型提供重要支撑。
二、《指导意见》聚焦提升配电网承载能力,支撑电力系统转型发展
为实现“双碳”目标、支撑构建新型电力系统,配电网需具备更强的承载力,在形态上从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统转变,以满足大规模分布式新能源、新型储能、电动汽车充电设施等各类新业态发展接入需求。《指导意见》提出了2025年配电网承载能力的发展目标,“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”。
(一)推动网源协同,提升配电网分布式新能源承载能力
满足大规模分布式新能源接网需求是配电网高质量发展的必然要求。为实现2025年配电网具备5亿千瓦左右分布式新能源接入能力的发展目标,《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,建立可承载新能源规模的发布和预警机制,引导分布式新能源科学布局、有序开发、就近接入、就地消纳”。一是夯实物理支撑,通过优化加强配电网网架结构,合理配置布点容量,不断丰富配电网调节手段,加快配电网一、二次融合和智能化升级,满足分布式新能源规模化接入需要。二是完善管理机制,通过统筹配电网容量、负荷特性、调节资源情况,系统开展新能源接网影响分析,建立定期分布式新能源可开放容量的发布和预警机制,优化分布式新能源发展规模、布局和并网时序。
(二)推动网荷协同,提升配电网电动汽车等新型负荷承载能力
保障电动汽车等新型负荷用电需求是配电网高质量发展的主要目标。为实现2025年配电网具备1200万台左右充电桩接入能力的发展目标,《指导意见》提出“科学衔接充电设施点位布局和配电网建设改造工程”,“结合负荷特性分析,有序安排配电网升级改造”,“建立配电网可接入新型负荷容量的信息发布机制,引导充电设施合理分层接入中低压配电网”。一是加强规划引领,在配电网规划中充分考虑电动汽车、电能替代带来的用电需求增长,加强负荷特性、布局和配电网匹配分析,科学衔接,助力构建电动汽车充电基础设施网络。二是在夯实物理支撑的基础上,完善管理机制,科学引导充电设施等新型负荷分层分区接入,充分利用各级配电网承载容量。
(三)推动网储协同,提升配电网灵活调节能力
提升灵活调节能力是配电网高质量发展的关键路径。《指导意见》提出“基于电力系统调节能力分析,根据不同应用场景,科学安排新型储能发展规模”。一是在电源侧,推动新型储能与分布式新能源充分协同、深度融合。引导分布式新能源根据自身运行需要通过自建或共享模式合理配置新型储能,促进新能源消纳,提升新能源安全可靠替代能力。二是在电网侧,在局部新能源占比偏高、负荷密集接入等电网关键节点和电网末端合理布局新型储能。充分发挥新型储能顶峰、调频、调压、事故备用等功能,提高电网稳定运行水平和应急供应保障能力。三是在用户侧,围绕大数据中心、5G基站、充电设施、绿色工业园区等终端用户配置新型储能。充分挖掘负荷侧灵活调节潜力,通过源网荷储一体化等方式实现局部就地电力电量平衡和新能源消纳利用。四是推动长时储能技术应用。推动储电、储热、储气、储氢等覆盖全周期的多类型储能协同运行,大幅提升电力系统运行灵活性,为跨月(季)平衡调节困难提供可行解决方案。
(四)统筹大电网与配电网建设,推动新业态健康发展
大电网与配电网兼容并存是配电网高质量发展的重要保障。《指导意见》提出“建设满足分布式新能源规模化开发和就地消纳要求的分布式智能电网”,“推动微电网建设”。一是提升配电网自我平衡能力。统筹考虑新能源出力特性、负荷特性及调节能力等要素,系统优化源荷储容量配置,同时依托信息调控技术,逐步实现自主调峰、自我平衡。二是挖掘用户侧调节潜力。依托分散资源聚合互动等技术,创新需求响应组织模式,鼓励可调节负荷、新型储能、分布式新能源、电动汽车等资源以虚拟电厂、负荷聚合商、综合能源服务等贴近终端用户的新业态新模式主动参与需求响应,充分发挥用户侧资源灵活调节能力。三是推动主配衔接。新型电力系统将呈现大电网与分布式兼容并举的形态,亟需理顺大电网与配电网关系,为分布式智能电网、微电网接入公网创造便利条件。简化接网程序,明确资产管理界面,明晰与大电网在调度权责、安全责任的界线划分,确保大电网和配电网在规划设计、调度运行等方面有机衔接,保障电能的高效利用和平稳输送。
解读④ 保障电力安全可靠供应 推动能源绿色低碳转型——《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》解读
国网经济技术研究院有限公司 副总经理(副院长)、党委委员 李敬如
近日,国家发展改革委、国家能源局印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》),明确了当前和今后一段时期配电网发展的指导思想、基本原则和建设目标。《意见》内容全面、立意深远,引领赋能新时代配电网高质量发展,我们必须牢牢把握精神实质,深刻领悟丰富内涵,立足实际抓好贯彻落实。
一、深刻认识《意见》出台的重要意义
配电网是重要的公共基础设施,直接联系千家万户和各行各业,是保障电力“落得下、用得上”的最后一公里,在落实国家战略部署、支撑经济社会发展、服务改善民生、推动能源转型等方面,发挥着“主战场”“主力军”作用。“十三五”以来,国家电网持续加大配电网建设改造力度,截至2023年,城、农网供电可靠率分别达到99.977%和99.905%,较2015年提升0.02、0.055个百分点,城、农网综合电压合格率分别达到99.995%和99.813%,较2015年提升0.006、0.748个百分点,农村户均配变容量由2015年的1.8千伏安提升至3.3千伏安,以县为单位实现大电网全覆盖,北京、上海等重点城市配电网率先迈入国际先进行列,为打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会、推进中国式现代化提供了关键支撑。
习近平总书记指出,能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题。电网是实现能源安全的重要载体,随着新型电力系统建设的推进,配电网重要性地位愈发凸显。《意见》以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,深入落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,紧扣新形势下电力保供和能源转型,协同推进配电网建设改造,系统谋划配电网与源荷储融合发展。《意见》的出台,是自2015年国家发布《关于加快配电网建设改造的指导意见》后又一个重要里程碑事件,为新形势下做好配电网工作提供了前进方向,对建设好新型电力系统“最后一公里”,全面提升配电网发展质量和综合效益,将发挥至关重要的作用。
二、保障电力安全可靠供应须臾不放松
党的二十大报告提出,以中国式现代化推进中华民族伟大复兴。当前我国正处于经济恢复和产业升级的关键期,经济长期向好的基本面不会改变,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。党的二十大报告强调,必须坚持在发展中保障和改善民生,不断实现人民对美好生活的向往。随着人民生产生活水平不断提高,对供电质量的要求越来越高,对停电容忍度越来越低。《意见》兼顾城乡社会和不同地区发展的差异性,从全面提升供电保障能力、提高装备能效和智能化水平、强化应急保障能力建设等方面,提出补齐配电网发展短板,夯实保供优先基础,切实增进民生福祉。
关于全面提升供电保障能力。《意见》积极关注配电网保供的薄弱环节,强调做好电网网架建设、城市供电设施升级完善、农村电网巩固提升,并积极探索新技术在典型场景的应用。我国地域辽阔,配电网发展不平衡不充分问题突出,局部地区电网供电能力、站间转供能力不足,季节性主变重满载问题频发,尖峰负荷、超长线路、感性无功等引发的电压越限问题时有发生。城中村、老旧小区配电设施陈旧老化情况较为严重,高层住宅小区采用单电源供电隐患依然存在。在广大农村地区,配电网建设改造与美丽乡村和人民美好生活用能需求相比,仍有较大差距。落实《意见》要求,加快实现城乡供电服务均等化,不断满足负荷发展需要,必须适度超前规划建设配电网,着力提升供电能力和供电可靠性。一要持续完善网架结构,按照近远结合、城乡统筹的原则,优化电网设施规划布局,重点解决关键站址和线路廊道落地困难;二要加强主(配)变、线路重过载和电压越限等突出问题治理,推进不满足要求的配电设施升级改造,尽快消除供电卡口;三要持续加大边远地区、脱贫地区、革命老区农村电网建设力度,稳妥推进大电网延伸覆盖,加强县域电网与主网联系,避免大面积停电风险;四要发挥新技术对解决供电能力等问题的创新作用,探索中低压直流互联等方式,有效促进源荷时空匹配、供需平衡协同。
关于提高装备能效和智能化水平。《意见》着眼“双碳”目标下能耗“双控”向碳排放“双控”转变,明确要求提高配电网经济运行水平、推进设备标准化建设、加强二次系统建设改造、创新应用数字化技术。当前,配电网整体能效水平还有较大提升空间,老旧设备和高耗能变压器亟需升级换代,尤其是中低压设备种类繁杂、厂家众多,产品质量良莠不齐,自动控制、配电自动化等新技术新装备推广应用力度和发挥作用不够,电力大数据服务能效提升的价值需要进一步挖掘。落实《意见》要求,服务全社会节能减排,推动实现配电网节能降损,必须在提高技术装备水平、加快智能化改造上下功夫。一要加快老旧和高耗能设备设施更新改造,合理安排电网运行方式,有效降低中低压线损,推动全社会能效水平提升;二要从设备源头加强典型设计和标准物料的应用,积极推广高可靠、一体化、低能耗、环保型、一二次融合设备;三要围绕提升配电网智能化水平,合理配置监测终端,加快设备状态智能监测分析,持续扩大配电自动化有效覆盖率;四要发挥配电网广泛联系源荷储各类要素的平台作用,深度挖掘电力数据价值,促进电网数字技术和实体经济深度融合。
关于强化应急保障能力建设。《意见》从提升配电网应急保供能力和防灾抗灾实际出发,结合坚强局部电网建设,积极应对极端气象灾害带来的挑战。近年来,“厄尔尼诺”等气象变化成为新常态,雨带北抬趋势明显,降雨极端性显著增强,冻雨带从华中、华北逐步向东北扩展。台风、洪涝、冰雪等极端气象灾害频发,气象条件超出原规划设计标准,对配电网造成极大冲击,局部地区脆弱性问题日益凸显。落实《意见》要求,夯实本质安全基础,增强配电网综合防灾能力,必须差异化提高设防标准,进一步完善重要用户“生命线”通道。一要加强对雨雪冰冻气象变化规律的研究,加快修订完善台风、冻雨覆盖、大风舞动灾害的区域分布图;二要加强现行标准适应性评估,进一步完善配电网防灾抗灾规划设计标准体系;三要结合市政设施建设和配电网建设改造,推进不符合要求的既有地下配电设施向地面迁移或实施防涝改造;四要推进本地保障电源建设,统筹调配使用移动应急电源,督促重要用户完善外电源、自备电源配置及应急电源接口,提升极端状态下供电保障能力。
三、积极稳妥推动能源绿色低碳转型
党的二十大提出,加快发展方式绿色转型,积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快规划建设新型能源体系。在能源加速绿色低碳转型的大趋势下,国家相继出台《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》《“十四五”可再生能源发展规划》《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”新型储能发展实施方案》等一系列文件,积极鼓励分布式新能源、新能源汽车、新型储能等新要素发展。《意见》从满足大规模分布式新能源接网需求、满足大规模新能源汽车等新型负荷用电需求、推动新型储能多元发展、推动电力系统新业态健康发展等方面,要求提升配电网承载能力、调节能力和互动能力,支撑能源转型发展,助力新型电力系统构建。
关于满足大规模分布式新能源并网。《意见》明确,积极引导分布式新能源科学布局、有序开发、就近接入、就地消纳。截至2023年底,国家电网经营区分布式新能源规模已超过2.3亿千瓦,约为2020年的3倍,预计到2025年将增长至3.5亿千瓦以上。分布式新能源呈现爆发式、规模化发展态势,但由于开发缺乏统筹,部分地区接入规模远超当地负荷,难以实现就地平衡消纳,配电网潮流双向化,设备反向重过载、电压越限等问题频出,在个别省份对电网调峰造成压力,甚至影响主网运行安全。落实《意见》要求,满足大规模分布式新能源接网需求,必须加强源网统筹规划,配套完善电网灵活调节手段,推动分布式新能源科学有序发展,促进高效消纳。一要结合分布式新能源发展目标,动态调整配电网规划,推动源网协调发展;二要常态化开展配电网承载能力分析,建立可开放容量发布和预警机制;三要引导分布式新能源根据自身需要,合理配置新型储能。
关于满足大规模充电设施接入。《意见》强调,有序安排配电网升级改造,助力构建城市面状、公路线状、乡村点状布局的充电网络。截至2023年底,国家电网经营区新能源汽车保有量和充电设施规模分别为1600万辆、600万台,预计到2025年将增长至3000万辆、1840万台。随着新能源汽车及充电设施的迅猛发展,部分城市商业中心区、居民小区、农村地区的配变容量不足、入户线容量不够,难以支撑大规模充电设施接入。落实《意见》要求,加快构建高质量充电基础设施体系,必须强化政策引导,加强条件匹配分析,科学衔接配电网建设改造工程,保障大规模新能源汽车的用电需求。一要建立配电网可接入充电设施容量的信息发布机制,引导充电设施合理分层接入;二要做好充电设施布局规划编制,加强与配电网规划的衔接,合理引导充电设施布局;三要开展充电设施高效承载技术研究,推动优化充电峰谷分时电价,缓解“充电难”问题。
关于推动新型储能多元发展。《意见》明确,支持电源侧、电网侧和用户侧新型储能安全发展和科学布局。截至2023年底,国家电网经营区接入配电网的新型储能约2600万千瓦,预计到2025年将超过4500万千瓦。当前,新型储能与新能源及其他调节资源缺乏统筹,建设布局缺乏科学引导,市场及价格机制不健全,电源侧、电网侧储能利用率低,用户侧储能难以跟踪监测和统筹利用。落实《意见》要求,推动配好用足新型储能,必须在确保安全和质量的前提下,结合不同场景应用需求,着力提升综合技术经济性。一要探索新型储能优化布局及高效利用,基于电力系统调节能力分析,科学安排新型储能发展规模;二要加强用户侧储能计量管理,实现应采尽采,探索与充电设施、大数据中心等融合应用新场景;三要建立健全新型储能调控制度和调用机制,研究合理的成本分摊和疏导机制,促进行业健康发展。
关于推动电力系统新业态健康发展。新型电力系统为各类新业态提供了投资平台、丰富了投资渠道。《意见》提出,鼓励虚拟电厂、负荷聚合商等创新发展,推动微电网建设。就微电网而言,作为大电网的重要补充,在提升电力普遍服务水平、促进分布式新能源就地消纳等方面发挥重要作用,技术上无明显障碍,目前已具备规模化发展条件,但在市场交易、电价政策、保底服务等方面的管理细则和配套机制还待完善。落实《意见》要求,推动新业态健康发展,实现新主体平等参与市场交易,必须明确落实各方责任和义务,加强自身适应能力建设,推动以市场化方式创新拓展商业模式。一要统一微电网的概念和内涵,明确物理边界,合理配比源荷储容量,强化自主调峰、自我平衡能力;二要挖掘用户侧潜力,提高虚拟电厂、负荷聚合商等新业态的系统响应速度和调节能力;三要深入研究微电网、虚拟电厂等新模式的调控方法,健全市场交易机制,明确市场准入、出清、结算标准。
《意见》还对配电网全程管理、改革创新提出了要求。全程管理以依法依规和提质增效为准绳,《意见》强调牢固树立系统思维,统筹制定电网规划,优化项目投资管理,协同推进工程建设,完善调度运行机制,提升运维服务水平。改革创新为配电网注入了不竭动力,《意见》要求持续推进科技创新,健全完善市场机制、电价机制和财税政策。总的来看,《意见》以中国式现代化为指引,以数智化赋能赋效为路径,擘画了配电网美好蓝图,全面打造保障供电安全的基础平台、推动能源转型的配置平台、承载多元用户的服务平台和创造多维价值的支撑平台,在建设气候弹性强、安全韧性强、调节柔性强、保障能力强的数智化坚强电网中,充分体现新担当、彰显新作为。
解读⑤ 紧扣保供和转型 系统推进新形势下配电网高质量发展
南方电网能源发展研究院 洪潮 肖天颖 曹毅 梁宇 李俊林
配电网是电网连接千家万户的“最后一公里”,在支撑经济社会发展、服务改善民生、促进能源转型等方面发挥重要作用。近期,国家能源局印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》),围绕“保供”和“转型”,明确了当前及未来一段时间的主要目标和重点任务。
一、配电网高质量发展的意义重大
(一)配电网建设改造是电力行业一以贯之的重要任务
新中国成立后,在几代从业者的不懈努力下,我国配电网经历了由小到大、由慢到快、由落后到先进、由分散到集中的发展历程。尤其近年来国家部委先后印发了《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》《关于加快配电网建设改造的指导意见》《关于“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见》等文件,推动城乡配电网建设取得长足进步,实现了从“用上电”向“用好电”转变。
南方电网公司认真贯彻落实国家有关工作部署,以供电可靠性为抓手,坚持问题导向、目标导向和结果导向,通过源头治理和多线联动,系统谋划、统筹推进配电网建设改造。经过近20年的发展,切实增强了配电网供电能力和供电质量,珠海、中山、深圳供电可靠性名列全国前茅,深圳福田中心区达到国际顶尖水平,打造了高品质供电服务新标杆。“十四五”期间,南方电网公司着力提升配电网数字化水平,通过新一代数字技术与传统电网的充分融合,推动配电网发展从规模速度型向质量效益型转变。
(二)新形势下配电网发展面临新要求
随着中国式现代化建设和能源绿色低碳转型的深入推进,配电网高质量发展面临以下三个方面的要求。
一是电力供应保障要求持续加强。当前我国步入高质量发展阶段,经济处在转变发展方式、优化结构、转换增长动力的攻关期,在今后一段时期内将继续保持质的有效提升和量的合理增长,因此需要配电网适度超前发展,持续增强供电保障能力,以满足经济社会发展对电力的更高需求。同时,制造强国战略下现代产业体系建设加快,传统行业绿色转型提速,高技术制造业逐渐成为发展主体,伴随人民日益增长的美好生活需要,全面提升电能供应品质已成为配电网发展的重要任务之一。
二是源荷新要素承载需求显著提升。“双碳”目标下分布式电源渗透率和电能占终端能源消费比重将不断提高,以电动汽车为代表的新型负荷大规模涌现,产销一体化模式向常态化发展。截至2023年底,我国分布式光伏累计装机达到2.5亿千瓦,新增装机规模同比增长超八成;纯电动汽车保有量1552万辆,同比增长48.5%,占汽车总量的4.6%,未来增长空间巨大。大规模源荷新要素接入后,局部地区配电网承载能力不足,设备反向重过载、电能质量下降等问题逐渐凸显,亟需加强建设改造和智慧升级。
三是推进全面数字化转型更为迫切。数字电网作为传统基础设施数字化转型的典型代表,是数字中国建设的重要组成部分。数字化技术所带来的高效、便捷、个性化服务已经深入人心,加快推进电网数字化转型,是提升人民用能获得感和满意度的必然要求。同时,电力市场机制持续完善将带动虚拟电厂、负荷聚合商等多元主体广泛参与电力平衡,加快构建数字电网,更好发挥电网的平台作用,满足多元要素优化配置需求,助力能源革命向纵深发展。
二、以配电网高质量发展助力“两型”建设
以配电网高质量发展助力新型能源体系和新型电力系统建设,应当坚持系统思维,从“强化供需协同-夯实物理基础-加快数字转型-促进多元创新”等维度,软硬结合、多措并举促进源网荷储科学有序发展。
(一)构建引导机制,强化供需协同
供需协同是新型配电系统发展的重要前提,有必要通过加强合理引导和规划衔接等措施,促进源荷储科学布局和配电网稳步升级。
一是引导分布式新能源科学有序发展。分布式新能源采用备案制,建设周期短且安装地点随机性强,若放任随资源禀赋无序发展,将违背“网源协同,统筹推进,协调发展”的初衷。因此,《意见》提出要评估配电网承载能力,并建立发布和预警机制。通过统筹配电网容量、负荷增长及调节资源,引导分布式电源在电网裕度较高的区域优先布局,以充分利用现有能力满足分布式电源就近接入、就地消纳的需求。
二是加强充电设施与电网规划衔接。充电基础设施建设地点、规模和投产时序存在不确定性,无序发展状态下网荷协同性不足,难以做到配套电网建设适度超前和整体最优。为全力支撑“城市面状、公路线状、乡村点状”的电动汽车充电基础设施网络建设,《意见》提出两方面要求,一是建立配电网可接入电动汽车充电设施容量的信息发布机制,二是加强负荷密度和条件匹配分析,科学衔接充电设施点位布局和配电网建设改造工程,稳步提升配电网供电保障能力。
三是科学安排新型储能发展规模。负荷特性和新能源出力不匹配将导致电力供应保障问题和清洁能源消纳问题并存,在电网关键节点、电网末端科学布局新型储能,能够提高电网灵活调节能力和稳定运行水平。《意见》提出要基于电力系统调节能力分析,引导新型储能实现在电源侧合理配置、电网侧科学布局、用户侧加强管理,促进新型储能与源网荷有机融合发展。
(二)夯实物理基础,提升保障能力
物理电网是配电网的“基础骨架”。构建坚强清晰、柔性灵活的物理网架,是新型配电系统强化电力保供和支撑能源转型的重要保障。
一是补齐电网短板,夯实保供基础。《意见》具体围绕“全面提升供电保障能力、提高装备能效和智能化水平、强化应急保障能力建设”等三个方面提出了具体的工作要求。城市电网围绕韧性提升,优化电网设施布局,打造坚强灵活电网网架,提升故障主动研判自愈能力,提高电力供应保障能力和电网综合防灾能力。农村电网围绕巩固提升,加强县域电网与主网联系,稳妥推进大电网延伸覆盖,因地制宜建设可再生能源局域网,持续加大边远地区、脱贫地区、革命老区农村电网建设力度,巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。
二是提升承载能力,支撑转型发展。《意见》具体围绕“满足大规模分布式新能源接网需求、满足大规模电动汽车等新型负荷用电需求、推动新型储能多元发展、推动电力系统新业态健康发展”等四个方面提出了具体的工作要求。统筹考虑源荷特征和发展潜力,积极探索推动分布式智能电网、智能微电网等配电网新型态发展,因地制宜加强配电网建设。深度融合先进能源技术、信息通信技术和控制技术,强化配电网自主调峰、自我平衡能力,促进多元主体灵活便捷接入。
(三)加快数字转型,赋能高效发展
数字电网是配电网的“神经网络”。《意见》从加强基础支撑和强化高级应用两个方面提出要求,推动实现电网量值传递、状态感知、在线监测、行为跟踪、趋势分析、知识挖掘和科学决策,确保数字化转型全面推进。
一是推动设备智能化升级,筑牢数字底座。数字电网以数据为关键生产要素。加强配电网智能终端部署和通信网建设,提升可观可测、可调可控水平,实现数据要素的全面获取、充分流通、共享应用,是数字电网建设的基础保障。《意见》指出要进一步拓展网络通信、大数据、自动控制等技术的应用范围,并从持续提升配电自动化有效覆盖率,合理配置监测终端、无人巡检终端、带电作业机器人等方面,对电网设备智能化升级提出要求。
二是加强业务数字化驱动,提高运转效率。依托云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术,充分释放数据资产价值,驱动业务模式由专业化向平台化变革,是数字电网建设的核心要义。服务支撑配电网从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变,《意见》强调要创新应用数字化技术,加强配电网层面源网荷储协同调控。具体实现中,应充分发挥“数据+算力+算法”作用,统筹解决好海量主体泛在、多维时空平衡、实时双向互动等带来的难题。
(四)促进多元创新,破解发展难题
科技创新是高质量发展的核心驱动力。《意见》提出要持续推进科技创新,围绕规划方法、运行机理、关键技术、标准制度等方面深化研究。理论研究方面,重点开展电力平衡、控制、保护、电能质量等基础理论研究,建立“安全-经济-低碳”三元均衡约束下的配电系统规划、运行理论体系。关键技术方面,聚焦源网荷储协同、车网协同互动、数字孪生、边缘计算、交直流混合配电网、负荷柔性控制等领域,破解多元源荷接入和双向互动难题。标准引领方面,研究制定新型配电系统技术标准体系,加强关键技术领域标准研究布局,发挥标准在推动配电网高质量发展中的支撑和引领作用。
三、以高品质规划引领配电网高质量发展
配电网规划必须贯彻落实新时代发展要求,遵循经济社会发展的客观规律,处理好长期目标和短期目标、顶层设计和基层探索、全面提升和重点施策等三方面关系,稳步有序推进改造升级。
(一)处理好长期目标和短期目标的关系,合理有序稳步升级配电网
当前我国处于社会主义现代化建设全面推进和“双碳”目标实施的初级阶段,配电网尤其是农村电网承载分布式新能源和新型负荷的能力依然比较薄弱。构建安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统是一个长期历史过程,需要科学规划,分阶段明确任务从容建设。当下配电网建设的主要任务是进一步巩固提升供应保障能力、综合承载能力和数字化智能化水平,到2030年基本实现配电网柔性化、智能化、数字化转型。
(二)处理好顶层设计和基层探索的关系,因地制宜精准升级配电网
配电网高质量发展是新型电力系统建设的重要部分,必须从大局着眼,丰富完善顶层设计,定规划、定目标、定任务。同时,随着“双碳”目标实施和中国式现代化的推进,自然、资源和经济因素差异下东西部地区、城乡地区用能品质需求和用能模式呈现多元化,决定了配电网发展要走一条符合地区需求、具有中国特色的差异化道路。因此在坚持整体战略布局前提下,还应坚持因地制宜、合理规划,倡导基层探索、精准施策。
(三)处理好全面提升和重点施策的关系,点面结合高效升级配电网
配电网高质量发展应坚持问题导向、目标导向、结果导向相统一,着力补短板、强弱项、夯基础、促提升,全面巩固提升电力保障水平,提升分布式新能源和新型负荷综合承载能力,助力中国式现代化和“双碳”目标的全面推进。同时,也应兼顾有限投资能力的约束,以满足广大人民群众美好生活需求为出发点和落脚点,优先围绕不同发展阶段电力供应保障和能源绿色转型中的关键问题,准确洞察配电网发展的“突破口”和“优先序”,切实提升人民用电获得感。
解读⑥ 打造新型配电系统 促进新主体新业态快速健康发展
中电联电力发展研究院 宋立军
党的二十大报告指出,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。配电网作为重要的公共基础设施,是实现电力安全保供、能源低碳转型的重要支撑点。近日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(发改能源〔2024〕187号,以下简称《指导意见》),全面推动新形势下配电网高质量发展。《指导意见》明确了2025年和2035年两阶段发展目标,并提出了“补齐电网短板、提升承载能力、强化全程管理、加强改革创新、加强组织保障”5个方面具体措施,通过多措并举部署重点任务,全面保障配电网建设发展提质增效。
一、打通能源电力通道“最后一公里”,对推动实现双碳目标和服务经济社会发展具有重要意义
“双碳”目标驱动下,我国电力供应结构和电能消费方式特征出现较大变化,配电网发生重大变革。一方面,我国能源结构转型升级持续加快,可再生能源装机占比以及分布式新能源渗透率不断提升;另一方面,综合能源、电动汽车、电采暖等电力新业态的有力发展,使得新型负荷开始大量涌现;同时,新型储能在促进新能源开发消纳和保障电网安全稳定运行等方面的作用正在显现,逐步成为配电网建设的关键支撑技术。作为连接能源电力与千家万户的“最后一公里”,配电网的建设与发展在保障电力供应、支撑经济社会发展、服务改善民生等方面发挥着重要作用。为深入贯彻落实党的二十大精神,对标对表重大部署要求,需要与时俱进推动配电网高质量发展,《指导意见》的发布正当其时。
《指导意见》明确“打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统,在增强保供能力的基础上,推动配电网在形态上从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统转变,在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变”。通过明晰配电网高质量发展方向,布局源网荷储融合发展,增强配电系统资源优化配置能力,促进分布式电源就近开发利用、有力承载新领域新型负荷、提高电力系统灵活性,进一步助建新型能源体系和新型电力系统,以及支撑经济社会发展和优化民生服务保障。
二、推动配电网补短板、提能力,支撑新主体新业态快速健康发展
统筹配电网建设改造,优化充电基础设施布局。随着全球气候变化的严峻挑战和可再生能源的快速发展,新能源汽车发展已成为推动能源结构转型和减少温室气体排放的关键。新能源汽车的普及和电池技术的迭代更新对充电基础设施提出了更高需求,充电基础设施的建设升级将成为重点。根据充电联盟统计,截至2024年1月,中国新能源车保有量2041万辆,充电桩保有量886万台,车桩比为2.30;由于充电桩大部分为随车私桩,公共充电桩保有量仅为278万台,车桩比为7.34;具备公共快充性能的直流桩保有量仅为121万台,车桩比为16.87。“双碳”目标下,新能源汽车特别是电动汽车正处于快速发展期,需要进一步构建高质量充电基础设施体系,配电网建设也须适应充电设施等新业态接入需要,以满足日益增长的大规模电动汽车等新型负荷用电需求。《指导意见》要求“到2025年,配电网承载力和灵活性显著提升,具备1200万台左右充电桩接入能力;加强双向互动和条件匹配分析,科学衔接充电设施点位布局和配电网建设改造工程”。通过补强配电网短板、提升配电网承载力和灵活性,合理布局充电基础设施,不断提高充电基础设施与电动汽车发展协同度,促进电动汽车产业快速发展。
科学安排多元化新型储能,提升系统调节能力。由于新能源快速发展及其发电的间歇性和波动性,新能源消纳问题变得越来越突出,这也为储能行业发展提供了契机。新型储能相比机械储能、抽水蓄能等更加灵活,适用的环境、场景更加广泛,因此未来有广阔的增长空间。截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时,2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时,较2022年底增长超过260%。《指导意见》提出“引导分布式新能源根据自身运行需要合理配建新型储能或通过共享模式配置新型储能;在电网关键节点、电网末端科学布局新型储能;支持用户侧储能安全发展”。通过部署电源侧、电网侧及用户侧3个维度新型储能应用场景,在增强配电系统调节能力,促进更大规模分布式新能源发展的同时,也为新型储能不断发展提供了新的机遇。
创新发展电力系统新业态,促进配电系统协调优化。提高供电可靠性和供电质量的要求、以及远距离输电带来的种种约束均在推动着在靠近负荷中心设立相应电源,实现对负荷供能的多能互补。与此同时,随着分布式电源、电动汽车等多元出力负荷的增长,以及新型储能的广泛应用,大量用户侧主体兼具发电和用电双重属性,向电力“产消者”转变。作为大电网重要补充,分布式智能电网、微电网能够进一步协调能源生产者与消费者之间的关系,引导新能源就地高效率消纳。《指导意见》提出“建设满足分布式新能源规模化开发和就地消纳要求的分布式智能电网;推动微电网建设;鼓励虚拟电厂、负荷聚合商、车网互动等新业态创新发展”。通过建设分布式智能电网、微电网,可智能调度和灵活调整分布式能源供应和负荷需求,更好地适应新能源的波动性和不确定性,为本地用户提供可持续的能源解决方案。通过集中用户侧资源,发展虚拟电厂、负荷聚合商、车网互动等电力需求侧响应关键技术,充分挖掘用户侧调节潜力,促进配电系统协调优化控制。
三、强化配套体制机制改革,为配电网高质量发展创造有利条件
以市场化方式进一步推进新元素快速发展。新一轮电力体制改革以来,我国电力市场建设进入加速推进的新阶段,发用电计划进一步放开,电力市场交易规模不断扩大,初步形成了电力市场多元竞争主体格局,但还存在着市场体系不完整、对新能源消纳能力不足等问题。2023年,新能源市场化交易电量达6845亿千瓦时,约占新能源总发电量的近五成。随着新型电力系统加快构建,能源生产与消费两端发生重大变化,电力市场建设面临如何适应供需形式新变化,如何提高新主体新业态市场参与度等新的挑战。《指导意见》提出“明确分布式新能源、新型储能、电动汽车充电设施、微电网、虚拟电厂等新主体、新业态的市场准入、出清、结算标准,研究设计适宜的交易品种和交易规则,鼓励多样化资源平等参与市场交易”。通过突出电力市场化改革对能源供需平衡的作用,减少制约新兴市场主体发展的各类障碍和隐性壁垒,进一步推动电力市场主体向多元化过渡,为各类新元素创造良好的市场环境,支持分布式新能源、新型储能、电动汽车和微电网等新兴市场主体独立平等参与电力交易。
完善电价机制进一步推动新领域低碳转型。当前,我国电价机制针对新主体新业态的经济导向作用发挥不够显现,存在分时电价政策考虑分布式能源、电动汽车等新元素不足,分时电价动态调整机制与市场衔接不充分,新型储能价格机制尚未建立等问题,电价体系亟待进一步完善。截至2023年底,全国31个省(区、市)相继出台分时电价相关政策,分时电价改革全面铺开,据不完全统计,目前仅有浙江、江苏、福建等10余省份出台了电动汽车充电桩分时电价具体规定。《指导意见》强调“进一步完善分时电价机制,建立健全电动汽车居民充电桩分时电价机制;电力现货市场持续运行地区,推动根据现货价格信号动态调整峰谷时段划分;研究完善储能价格机制;研究完善更好促进新能源就近消纳的输配电价机制。”通过优化完善终端用户分时电价、灵活性调节电源电价以及输配电价等电价制度,充分利用经济导向信号,引导用户用电行为和配电网经营行为,调动各方投资建设新型储能、充电设施、虚拟电厂等新业态的积极性并取得合理收益,进一步推动新型领域的绿色低碳转型。
解读⑦ 新时代创新驱动 加速高质量发展——《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》解读
国核电力规划设计研究院有限公司 李军
党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。近日,国家能源局发布《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),分析研判新形势对配电网的新要求,明确配电网高质量发展的基本原则、发展目标与重要举措,以配电网高质量发展支撑新型能源体系和新型电力系统建设,助力实现“双碳”目标,加快中国式现代化进程。
一、科学技术创新是根本动力
科技是第一生产力、创新是第一动力。《指导意见》提出要持续推进科技创新,着重推动调度运行控制方法创新、标准体系完善与创新和充电设施高效承载技术创新,支撑新业态灵活高效接入,提升新型配电系统调节能力、资源配置能力和自愈能力。
电动汽车规模化接入是新形势下配电网的重要时代特征。《国务院办公厅关于印发新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)的通知》(国办发〔2020〕39号)指出到2025年我国新能源汽车市场竞争力明显增强,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。以促进源网荷储灵活互动为核心,推进中低压配电网源网荷储组网协同运行控制,攻克海量分布式车网互动资源精准预测和聚合调控技术,加强车网互动信息交互与信息安全关键技术研究,构建“车-桩-网”全链条智能高效互动与协同安全防控技术体系,实现“即插即充(放)”智能便捷交互,为高质量充电基础设施体系构建和新能源汽车产业高质量发展提供重要支撑。
在《国务院办公厅关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》(国办发〔2023〕19号)、《国家发展改革委等部门关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(发改能源〔2023〕1721号)等文件精神的指引下,《指导意见》提出了提升电动汽车接入能力的具体举措:一是开展不同场景下电动汽车充电负荷密度分析,建立配电网可接入电动汽车充电设施容量的信息发布机制,引导充电设施合理分层接入中低压配电网;二是加强双向互动和条件匹配分析,科学衔接充电设施点位布局和配电网建设改造工程,助力构建城市面状、公路线状、乡村点状布局的电动汽车充电基础设施网络;三是创新拓展商业模式和交易机制,为新业态参与电力市场,开展直接交易创造条件;四是进一步完善分时电价机制,建立健全电动汽车居民充电桩分时电价机制;五是将电动汽车充电基础设施接网互动列入重点任务,加以监管评估。
二、装备设施创新是根本路径
能源产业与数字技术融合发展是新时代推动我国能源产业基础高级化、产业链现代化的重要引擎。《指导意见》在提高装备能效和智能化水平方面,提出要创新应用数字化技术,加强配电网层面源网荷储协同调控;挖掘电力数据价值,促进电网数字技术与实体经济深度融合;建立健全数据安全管理制度,采取相应的技术措施保障数据安全。
用户侧设备电气化水平提升是基础。电能替代涉及居民采暖、生产制造、交通运输等众多领域。居民采暖领域,需要推广碳晶、石墨烯发热器件、发热电缆、电热膜等分散电采暖替代燃煤采暖;生产制造领域,需要推广电窑炉、电驱动皮带传输、农业节水灌溉、机井通电等新装备、新设施;交通运输领域,需要推广普及电动汽车、港口岸电、空港陆电、“油改电”等。
终端设备数字化智能化创新是关键。新形势下,分布式电源、充电设施、新型储能等用户侧能源及电气设备的智能感知、精准预测、远程操控是提升配电网可观可测、可调可控能力的基础。亟待研制低成本高效率低压柔性设备,研发新型储能材料,研制适应新型电力系统需求的车载动力电池等,通过装备设施数字化智能化创新充分挖掘用户侧灵活调节和需求侧响应能力,同时,要加快新型储能设施研制与规模化应用,促进配电网柔性化、智能化、数字化转型。
三、体制机制创新是根本保障
体制机制是构建新型配电系统的制度保障,是新业态健康发展的关键支撑。《指导意见》提出要深化电力体制机制改革,健全市场交易机制,持续优化电价机制,并完善财政金融政策,有效促进分布式电源、新型储能及各类新业态发展,助力碳达峰碳中和目标的实现。
明确了新业态的市场主体地位。按照《“十四五”新型储能发展实施方案》、《国家发展改革委等部门关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(发改能源〔2023〕1721号)等政策要求,《指导意见》针对新型储能、电动汽车充电设施、虚拟电厂等新主体、新业态提出要明确其市场准入、出清、结算标准,研究设计适宜的交易品种和交易规则,健全多时间尺度和多层次电力市场,创新商业模式和交易机制,为工商业电力用户与分布式电源、新型储能等新主体、新业态开展直接市场交易创造条件。
提出了完善峰谷电价具体措施。《新型电力系统发展蓝皮书》提出要持续深化电价改革,加快构建起有效反映电力供需状况、功能价值、成本变化、时空信号和绿色价值的市场化电价形成机制;《国家发展改革委国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕1051号)提出要健全新型储能价格机制,完善峰谷电价政策,为用户侧储能发展创造更大空间。在各类政策引导下,《指导意见》明确提出要进一步完善分时电价机制,建立健全电动汽车居民充电桩分时电价机制,推动根据现货价格信号动态调整峰谷时段划分,完善储能价格机制。
解读⑧ 加快推进配电网建设 支撑分布式光伏高质量发展《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》相关内容解读
中国光伏行业协会 江华 王青 白桦林 张天宇
为推动新形势下配电网高质量发展,助力构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,国家发展改革委、国家能源局发布《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)。分布式光伏接入配电网,使配电系统中发电与用电并存,该文件的发布能够促进分布式光伏消纳、助力光伏高质量发展。
一、明确2025年分布式新能源接入空间
《指导意见》提出,“到2025年,配电网网架结构更加坚强清晰,供配电能力合理充裕;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”。我国的分布式新能源中大部分以分布式光伏的形式存在。据统计,截至2023年底目前我国分布式光伏累计装机容量约2.5亿千瓦,到2025年具备5亿千瓦左右分布式新能源接入能力,意味着2024与2025年两年平均每年分布式光伏的接入空间将在1亿千瓦左右。与此同时,1200万台充电桩预计将带来每年10亿千瓦时级别的用电需求,将对未来分布式光伏的消纳带来较为坚实的支撑。
二、有望引导分布式光伏的高质量发展
(一)加强农村电网改造与提升
《指导意见》明确提出,“加快推进农村电网巩固提升工程,完善农村电网网架结构,加强县域电网与主网联系,稳妥推进大电网延伸覆盖,因地制宜建设可再生能源局域网”。
农村地区是我国户用光伏的主要地区。据中国光伏行业协会初步测算,我国农村地区可安装光伏屋顶面积约273亿平方米,超过8000万户,开发潜力超1600GW,户用光伏发展空间巨大。近年来,我国户用光伏累计户数已近600万户,其中大部分位于农村地区,按每户每年收取1500-3000元租金测算,仅租金收益就反哺农村90-180亿元,此外还直接带动乡村就业超200万人,直接间接就业人数近500万人。
随着新能源汽车下乡和农村电气化率提升,农村配电网等基础设施日渐面临规模、可靠性等方面的问题,成为制约户用光伏发展的重要瓶颈,亟需进行升级改造。对农村低压配电网进行扩容、引流,加强网架架构建设,提升电网弹性,将增强电网对分布式光伏尤其是农村户用光伏的消纳能力,也有利于推动新能源汽车下乡和农村电气化的进程。《指导意见》中,针对农村配电网的巩固提升工程,将对缓解我国户用光伏的消纳问题,保障农村户用光伏平稳发展,培育壮大农村绿色能源产业,引导形成绿色低碳生产生活方式,推动构建清洁低碳、多能融合的现代农村能源体系,全面推进乡村振兴提供坚强支撑。
(二)完善分布式新能源配储发展环境
《指导意见》提出,“引导分布式新能源根据自身运行需要合理配建新型储能或通过共享模式配置新型储能,提升新能源可靠替代能力,促进新能源消纳”“支持用户侧储能安全发展”“优化分布式新能源渗透率较高地区的保护控制策略,建立健全新型储能调控制度和调用机制”“研究完善储能价格机制”,从发展模式、调度模式、结算模式等方面对分布式配储这一新兴业态做出了指导。
近年来,由于分布式光伏渗透率的日渐提高,部分地区逐渐面临电网消纳、调度困难的现象。配置储能、平抑波动、增强消纳能力,是分布式光伏发展的重要趋势。但分布式配储发展需摈弃集中式电站强制配储的发展老路,转而探索更为合理、更为科学、更为适应性的发展模式。《指导意见》明确提出,分布式配储的发展模式应符合分布式光伏项目的自身需求,通过建设或租赁共享储能等模式合理配储,不宜以“强制配储”的一刀切政策进行推广。此外,在分布式配储的建设过程中,应充分重视用户侧储能的安全问题,建立健全储能系统的调用机制及价格结算机制,完善分布式储能系统的盈利模式,使储能系统成为解决分布式光伏消纳与电力市场交易的重要支撑。
(三)强化分布式电源管控能力
《指导意见》提出了“加强配电网调度智能化建设和信息安全防护系统建设,全面提升可观可测、可调可控能力”“建立源网荷储协同调控机制,不断完善新能源功率调控机制,优化分布式新能源渗透率较高地区的保护控制策略”“强化分布式电源管控能力”。
实际上,国网和部分省份对分布式及户用光伏,已经提出“可观可测可控可调”的要求。如何实现“四可”要求,一方面,要在推进“四可”的同时,保障电源和配电网数据采集的信息安全,确保信息交互过程中的保密性、完整性和可用性;另一方面,也要编制适应分布式电源接入配电网的技术标准、协议,避免接口形式不统一带来的成本增加,更要遵循市场化原则,即允许市场化采购满足“四可”要求和相关标准的软硬件产品。同时,满足“四可”要求的分布式电源也应当具备功率调控能力,通过配电网优化制定合理的电网保护控制策略,提高配电网调节能力,促进分布式电源消纳。
(四)探索分布式电源参与电力市场交易
《指导意见》提出“明确分布式新能源、新型储能、电动汽车充电设施、微电网、虚拟电厂等新主体、新业态的市场准入、出清、结算标准,研究设计适宜的交易品种和交易规则,鼓励多样化资源平等参与市场交易。健全多时间尺度和多层次电力市场,满足多元化需求。创新拓展新型电力系统商业模式和交易机制,为工商业电力用户与分布式电源、新型储能等主体开展直接交易创造条件。”
分布式电源装机不断增长,渗透率不断提高,但在电源侧目前没有建立有效的竞争机制,市场配置资源的决定性作用难以发挥。通过建立电力市场的交易机制,让分布式电源、新型储能、电动汽车、微电网、虚拟电厂等不同主体参与电力市场交易,通过设计满足不同主体需求的交易品种来优化资源配置,实现电力的经济属性和电力系统物理特征的深度融合。基于统一电力交易平台,为各类市场主体提供直接或间接交易的途径,做好多时间尺度和多层次电力市场之间的衔接机制,优化定价和结算机制,保障各市场主体利益,推动全国统一电力市场体系的建设。