為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，高比例新能源將接入新一代電力系統(tǒng)，并送往千家萬戶，以提高綠電占終端能源消費(fèi)的比重，同時，為實(shí)現(xiàn)人民對美好生活的向往，更多新型用能場景涌現(xiàn)，電動汽車等大量靈活負(fù)荷將接入用戶側(cè)，配電網(wǎng)將扮演重要角色，轉(zhuǎn)型升級成為必然。而且，隨著我國深入推進(jìn)包括增量配電業(yè)務(wù)改革在內(nèi)的新一輪電改，更多紅利將惠及全社會。
近日，由國網(wǎng)天津市電力公司“改革先鋒”張黎明主持研發(fā)的新一代人工智能配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人完成了帶電接引線作業(yè)，這是配電網(wǎng)領(lǐng)域的又一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。據(jù)了解，在構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的過程中，包括天津電力在內(nèi)的各地電網(wǎng)公司持續(xù)探索配電網(wǎng)新技術(shù)，從單電源供電到多電源供電、“手拉手”供電，從自動化到實(shí)現(xiàn)智能巡檢，從取消計(jì)劃停電到配電網(wǎng)與5G、人工智能等技術(shù)深度融合，發(fā)展元素日趨多樣。
對于未來配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，受訪業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，隨著電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，分布式電源、電動汽車、儲能等靈活負(fù)荷在配電側(cè)接入的容量越來越大，配電網(wǎng)將具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Γ⒊蔀樾乱淮娏ο到y(tǒng)的核心。
新型負(fù)荷占比提高
我國電力系統(tǒng)建設(shè)曾“重發(fā)輕供不管用”，配電網(wǎng)建設(shè)長期處于滯后狀態(tài)。隨著近年來各地電網(wǎng)公司持續(xù)提高配電網(wǎng)自動化覆蓋率和實(shí)用化水平，配電網(wǎng)正加速向主動型、綜合能源互濟(jì)型電網(wǎng)轉(zhuǎn)型。“隨著用戶需求不斷提高，以用戶負(fù)荷的地理全覆蓋供電為目標(biāo)的傳統(tǒng)配電網(wǎng)正逐步向以綠色、智能、可定制供電服務(wù)為目標(biāo)的配電網(wǎng)轉(zhuǎn)變。”一位不愿具名業(yè)內(nèi)人士在點(diǎn)評配電網(wǎng)發(fā)展時這樣表示。
在北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授和敬涵看來，傳統(tǒng)配電網(wǎng)大都采用單點(diǎn)對多點(diǎn)的輻射狀單方向能源傳遞結(jié)構(gòu)，以上級變電站為電源，“源-網(wǎng)-荷”各自角色和定位十分清晰。
未來配電網(wǎng)將大量接入分布式電源、靈活負(fù)荷以適應(yīng)可定制化供電需求，“源-網(wǎng)-荷”角色定位和行為特征的界限區(qū)域模糊、層面更加豐富，同時，其外部與交通、通信等領(lǐng)域的壁壘將逐漸打破。
“未來配電網(wǎng)不僅將承擔(dān)輸電網(wǎng)降壓供電需求，也將承擔(dān)更多本地分布式電源電力傳輸和消納職責(zé)。”華東電力設(shè)計(jì)院智慧能源室主任吳俊宏在接受記者采訪時表示，從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“發(fā)、輸、變、配、用”功能定位可以看出，過去配電網(wǎng)承擔(dān)了輸電網(wǎng)降壓送電到用戶的職能，這與過去電力系統(tǒng)發(fā)展思路密不可分。然而，隨著技術(shù)進(jìn)步及能源革命要求，以分布式電源為代表的新興能源業(yè)態(tài)將越來越多，并通過配電網(wǎng)這一載體實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
和敬涵也認(rèn)為，在新基建背景下，新型負(fù)荷越來越多元，如5G基站方面，預(yù)計(jì)到2025年，將有500-600萬座5G基站，其功耗與寬帶利用率成比例，呈現(xiàn)日高夜低和人流密高疏低的波動性；作為移動分布式儲能裝置的電動汽車，2019年我國充換電服務(wù)電量同比增長128%，預(yù)計(jì)2025年充換電服務(wù)電量將超過500億千瓦時。可以預(yù)見的是，未來隨著高隨機(jī)性、高靈活性、高可靠性的新型負(fù)荷占比提高，配電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜程度將顯著提升。
“以前配電網(wǎng)對輸電網(wǎng)的依賴性很強(qiáng)，將來配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)之間可能是弱聯(lián)系，甚至反過來支撐輸電網(wǎng)。”吳俊宏表示，除電力流載體外，未來配電網(wǎng)也會充分發(fā)揮電力信息流載體的作用，服務(wù)智慧能源、用戶互動及其他電力增值業(yè)務(wù)。
需引入社會資本做好技術(shù)創(chuàng)新
眾所周知，配電網(wǎng)近年來逐漸成為電網(wǎng)投資“大頭”，主動配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、交直流混合配電網(wǎng)等均取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展，但不容忽視的是，在構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的過程中，配電網(wǎng)仍是整個系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)之一，尤其是配電網(wǎng)保護(hù)面臨諸多挑戰(zhàn)。
和敬涵表示，分布式電源、直流配電網(wǎng)、儲能裝置、電力電子裝備快速增加，導(dǎo)致配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和故障特性更加復(fù)雜，傳統(tǒng)故障分析方法和保護(hù)方案難以適應(yīng)。如大量分布式發(fā)電設(shè)備接入，發(fā)電功率存在隨機(jī)性和波動性，故障電流大小和方向多變；直流配電網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變化，故障特征不同，需要研究發(fā)展相應(yīng)的保護(hù)方法。
吳俊宏從宏觀層面分析認(rèn)為，我國在改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)過程中將遇到多方面壓力：配電網(wǎng)功能定位轉(zhuǎn)變的理念壓力；配電網(wǎng)改造及電力優(yōu)化營商環(huán)境“三省”（省力、省時、省錢）“三零”（零上門、零審批、零投資）等服務(wù)目標(biāo)下的資金壓力；配電網(wǎng)開放程度的體制壓力等，破解方法是進(jìn)一步開放思想，創(chuàng)新融資模式，引入社會資本，務(wù)實(shí)做好技術(shù)創(chuàng)新工作。
奉行用戶價值與產(chǎn)出效益原則
受訪業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，配電網(wǎng)上連主網(wǎng)架，下連千家萬戶，是連接輸電網(wǎng)、分布式電源及各類用戶的重要環(huán)節(jié)，可謂“配網(wǎng)強(qiáng)則電力強(qiáng)”。如今，隨著科技快速發(fā)展，配電系統(tǒng)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢，相比輸電網(wǎng)而言，配電網(wǎng)發(fā)展更具潛力。
吳俊宏分析，從電網(wǎng)投資結(jié)構(gòu)來看，隨著輸電網(wǎng)建設(shè)日益飽和，其建設(shè)空間越來越有限，特別是長三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域更是如此，相比之下，不管是一次配電網(wǎng)建設(shè)還是二次配電網(wǎng)智能化建設(shè)，均有很大空間；從能源業(yè)態(tài)發(fā)展來看，在碳達(dá)峰、碳中和國家戰(zhàn)略性減碳目標(biāo)為牽引的能源革命大背景下，有可觀規(guī)模的分布式可再生能源、電動汽車、用戶側(cè)儲能等設(shè)施需要接入配電網(wǎng)，對配電網(wǎng)承載能力和智能化程度提出了更高要求，同時，配電網(wǎng)也將由傳統(tǒng)的單向潮流運(yùn)行模式改變?yōu)殡p向潮流運(yùn)行模式，為提升電網(wǎng)安全可靠性，也必須大力發(fā)展配電網(wǎng)；從市場開放性來看，在電力體制改革總目標(biāo)下，達(dá)到增量配電業(yè)務(wù)條件的配電網(wǎng)已放開給社會資本投資，配電網(wǎng)的投資活力及創(chuàng)新力都是前所未有的。
此外，在電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級背景下，配電網(wǎng)也將向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，各地配電網(wǎng)改造升級需結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌兼顧，從本質(zhì)上提升建設(shè)、運(yùn)維、管理水平。“電網(wǎng)企業(yè)要圍繞發(fā)展目標(biāo)和業(yè)務(wù)邏輯，不能一味追求高可靠性或創(chuàng)新性。智能配電網(wǎng)或配電物聯(lián)網(wǎng)歸根結(jié)底分為兩類業(yè)務(wù)，一類是管制性配電業(yè)務(wù)并通過輸配電價回收相關(guān)投資成本，考慮到輸配電價管制的嚴(yán)格性及用戶電價的承受力，這類業(yè)務(wù)發(fā)展需要在資金投入與可靠性提升效果之間把握平衡；另一類是市場性服務(wù)業(yè)務(wù)，這一類投資則要把握好買方需求，要以創(chuàng)造用戶價值及產(chǎn)出效益為原則進(jìn)行建設(shè)。”吳俊宏建議。
