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論壇 |新一輪配網(wǎng)升級改造如何為中國式現(xiàn)代化貢獻(xiàn)力量

來源：中國電業(yè)與能源 時(shí)間：2023-09-06 09:07

李偉

　　近期，國家有關(guān)部委連續(xù)發(fā)布幾個(gè)有關(guān)鄉(xiāng)村振興、充電樁下鄉(xiāng)、促進(jìn)光伏消納和新型儲(chǔ)能應(yīng)用試點(diǎn)的政策文件，這些電力新基建負(fù)荷的共同交集點(diǎn)在配電網(wǎng)。推進(jìn)新型電力系統(tǒng)下的配電網(wǎng)革命性升級改造，搭建未來配網(wǎng)的新形態(tài)已經(jīng)成為迫切需求。

鄉(xiāng)村振興、“雙碳”目標(biāo)和電力新基建產(chǎn)業(yè)的關(guān)系

　　鄉(xiāng)村振興是新一輪促消費(fèi)的核心。今年以來，居民消費(fèi)持續(xù)疲軟，預(yù)防式儲(chǔ)蓄造成居民信貸疲軟，優(yōu)先選擇償還債務(wù)，就業(yè)形勢嚴(yán)峻，制造業(yè)從業(yè)人員PMI連續(xù)3個(gè)月收縮，房地產(chǎn)業(yè)整體持續(xù)萎靡。當(dāng)前，如何讓資金流動(dòng)起來投資縣域及鄉(xiāng)村，把鄉(xiāng)村發(fā)展好建設(shè)好，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。

　　鄉(xiāng)村振興，配套先行，近期推出的新能源汽車下鄉(xiāng)、農(nóng)村能源革命試點(diǎn)等政策，都是為了契合鄉(xiāng)村振興。

　　“雙碳”的價(jià)值不亞于改革開放?！半p碳”目標(biāo)的提出，一方面是為了履行大國責(zé)任，跟其他國家一道應(yīng)對氣候變化；另一方面，也是擺脫石油依賴、保障能源安全的必要之舉，這是我國“雙碳”目標(biāo)背后的第一重戰(zhàn)略意義，也是最為現(xiàn)實(shí)的任務(wù)。目前，我國在新能源產(chǎn)業(yè)鏈的光伏、風(fēng)電、特高壓、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域做到了全球領(lǐng)先，這就給人民幣提供了一個(gè)在國際貨幣擂臺賽上挑戰(zhàn)美元的歷史機(jī)遇。如果說人民幣在此前的任務(wù)只是穩(wěn)步推進(jìn)國際化，那么在未來幾十年的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)就完全不同了，要抓住全球能源體系變革的機(jī)遇，打造一個(gè)具有國際化屬性的“綠色能源人民幣”。

　　能源體系的變革，背后代表著全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，乃至國家核心競爭力的重塑。當(dāng)下，新的“碳—貨幣”環(huán)流正在形成，去美元中心化，“人民幣—碳稅”取代“石油—美元”體系成為未來趨勢，在這場綠色工業(yè)革命中，誰掌握了技術(shù)和資源，并實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和綠色可持續(xù)發(fā)展，誰就能在未來國際競爭中占據(jù)主動(dòng)和優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)真正引領(lǐng)。

　　從2022年底開始，全國先后有近十個(gè)?。ㄊ?、區(qū)）一改幾十年的電價(jià)特點(diǎn)，在中午光伏出力高峰期采用低谷電價(jià)，甚至是深谷電價(jià)，這對分布式光伏的發(fā)展是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。一是拉長既有投資資金回籠周期，二是打擊了行業(yè)投資積極性。究其根本原因，除了現(xiàn)貨的壓力之外，更多的還是電網(wǎng)消納壓力過大，只能通過價(jià)格手段，暫緩分布式光伏的大量接入。在“雙碳”政策中，發(fā)電企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)等負(fù)責(zé)新能源建設(shè)，電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)新能源消納，但這樣的政策明顯不利于“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn)，電網(wǎng)企業(yè)壓力過大顯而易見。6月1日，國家能源局印發(fā)《開展分布式光伏接入電網(wǎng)承載力及提升措施評估試點(diǎn)工作的通知》，也是為了從政策技術(shù)層面加大電網(wǎng)消納能力。

　　電力新基建產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)世界是當(dāng)前重中之重。電力新基建產(chǎn)業(yè)包括什么？包括分布式能源（微電站）、充電樁、儲(chǔ)能（微儲(chǔ)能）以及直流電器等，這些電力新基建產(chǎn)業(yè)的共同特點(diǎn)是直流輸出。國家要實(shí)現(xiàn)新能源在國際的引領(lǐng)，靠的就是這些電力新基建產(chǎn)業(yè)。如何能夠引領(lǐng)世界？關(guān)鍵靠“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的前提是提高產(chǎn)能，只有產(chǎn)能增加，邊際成本才會(huì)大幅下降。在國內(nèi)，毫無疑問最大的用戶就是電網(wǎng)，電網(wǎng)公司真正接受微電（能）網(wǎng)，接受給自身帶來沖擊的這些新基建產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)能才能實(shí)現(xiàn)真正飛躍。

　　在今年5月初召開的國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，我國明確提出要適度超前建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施，并將這項(xiàng)工作與新能源汽車下鄉(xiāng)、鄉(xiāng)村振興相結(jié)合。按照規(guī)劃，未來“光伏+儲(chǔ)能+汽車充電”模式有望成為農(nóng)村充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心模式，真正推動(dòng)“新能源汽車下鄉(xiāng)”事業(yè)邁向新高度。

　　5月17日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)村振興的實(shí)施意見》指出，到2030年前，對實(shí)行兩部制電價(jià)的集中式充換電設(shè)施用電免收需量（容量）電費(fèi)，放寬電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)配電網(wǎng)建設(shè)投資效率約束，全額納入輸配電價(jià)回收。隨著新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，配網(wǎng)還要大力發(fā)展，相信陸續(xù)還會(huì)有相應(yīng)文件出臺以促進(jìn)配電網(wǎng)的投資和升級改造力度。

當(dāng)前配網(wǎng)挑戰(zhàn)和微電（能）網(wǎng)發(fā)展障礙

　　在廣大農(nóng)村地區(qū)，用戶居住相對分散，存在一臺配變同時(shí)為幾個(gè)自然村供電的現(xiàn)象，供電半徑容易超出規(guī)范要求。另外，一些老舊線路線徑較小、運(yùn)行年限長，線路本身的阻抗偏大，這些都直接導(dǎo)致末端用戶出現(xiàn)電壓偏低。隨著分布式光伏接入容量增加，低壓線路各節(jié)點(diǎn)電壓均有所上升（一般為3—5伏），其中越靠近接入點(diǎn)，上升作用越明顯，當(dāng)一條配電線路光伏接入節(jié)點(diǎn)超過7個(gè)時(shí)，線路末端的電壓水平將明顯超出合格范圍上限，實(shí)際運(yùn)行中分布式光伏大發(fā)時(shí)末端電壓高達(dá)270—280伏（合格范圍為198—242伏），存在燒毀設(shè)備或者影響設(shè)備壽命的情形，同時(shí)也嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行安全。本來末端電壓會(huì)偏低，而光伏大發(fā)導(dǎo)致的余電上網(wǎng)稱為逆潮流，一天中會(huì)發(fā)生多次，配電網(wǎng)調(diào)節(jié)十分困難。與此同時(shí)，受天氣、環(huán)境和時(shí)間的影響，電壓忽高忽低，不穩(wěn)定性增加。所以新型電力系統(tǒng)下有源配電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理迫在眉睫。

　　在2015年第523次香山科學(xué)會(huì)議上，參會(huì)專家圍繞“能源互聯(lián)網(wǎng)”主題展開探討。清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授孫宏斌在會(huì)上指出，以電為核心的能源網(wǎng)需要學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)的理念，實(shí)現(xiàn)升級進(jìn)化。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)電能的自由傳輸，電網(wǎng)也需要發(fā)展實(shí)現(xiàn)各種有源設(shè)備/系統(tǒng)的即插即用技術(shù)、支持不同類型網(wǎng)絡(luò)互連的能源路由技術(shù)、能源的分布式技術(shù)等。這些理念非常超前，彼時(shí)電網(wǎng)公司提出能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力為主體的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的新型電力運(yùn)行模式，但當(dāng)時(shí)這最多只是一個(gè)順序，即電源必須先接入電網(wǎng)，現(xiàn)階段，電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能都已完成初步技術(shù)攻關(guān)，關(guān)鍵變革點(diǎn)還在電網(wǎng)。

　　微電（能）網(wǎng)作為我國新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)進(jìn)入快速增長期，發(fā)展微電網(wǎng)是促進(jìn)能源低碳智慧轉(zhuǎn)型、新能源高質(zhì)量發(fā)展、新型電力系統(tǒng)建設(shè)、新型儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵手段。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)載、變配電和控制系統(tǒng)組成的小型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)通常由多種不同類型的電源、電池、逆變器、能源管理器、通信設(shè)備等構(gòu)成，其中，可再生能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁和直流電器是重要組成部分。微電網(wǎng)在完成自主供電的同時(shí)，還可以接入主網(wǎng)，并且能夠靈活管理供電和負(fù)載，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益和能源效率。

　　目前，微電網(wǎng)的分布式可再生能源消納方式仍以“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”為主，這種運(yùn)營模式對于電網(wǎng)而言，會(huì)損失一部分收入，如果在全國五分之一的縣域改造成微電網(wǎng)，電網(wǎng)損失的輸配電費(fèi)粗略預(yù)估如下：6萬億千瓦時(shí)*30%（縣域電量占比）*20%（試點(diǎn)縣）*1/3（改造占比）*60%（自發(fā)自用部分占比）*0.3元/千瓦時(shí)（輸配電價(jià)）≈220億元，但撬動(dòng)的是整個(gè)電力新基建產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)畮兹f億元的發(fā)展。

新型電力系統(tǒng)下配網(wǎng)的新形態(tài)

　　新一輪配網(wǎng)升級改造如何改？

　　6月2日，國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》明確指出，新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標(biāo)，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎(chǔ)保障，共同構(gòu)建起新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系。可見柔性靈活和智慧融合在配電網(wǎng)升級改造中的方向，既是重要支撐又是基礎(chǔ)保障。下一步，在城市配電網(wǎng)、縣域電網(wǎng)，特別是一些鄉(xiāng)村振興典型配電網(wǎng)中應(yīng)大力發(fā)展交直流混聯(lián)和柔性互聯(lián)，區(qū)別于目前的柔直方案，投資更少、損耗更低、效率更高。以能源路由器為核心，從配網(wǎng)未來形態(tài)和電能質(zhì)量治理方面來解決配電網(wǎng)分布式新能源消納難題，讓電力新基建負(fù)荷（分儲(chǔ)、充電樁以及直流電器等）單獨(dú)接入直流母線，不影響原來的交流模式，大幅降低AC/DC和DC/AC轉(zhuǎn)換過程中的效率損失，搭建出未來配網(wǎng)新形態(tài)（微網(wǎng)模式下的光儲(chǔ)直柔），實(shí)現(xiàn)最低成本、最高效能。這個(gè)未來模式或者說目前看來切實(shí)可行的長期過渡期方案，需要投融資機(jī)制的完備、多方參與的積極性、電網(wǎng)企業(yè)的主動(dòng)性和重點(diǎn)試點(diǎn)先行的樣板工程。目前國家電網(wǎng)有限公司已就現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)建設(shè)開展相關(guān)工作，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)配電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，值得期待。（作者系中國能源研究會(huì)配售電研究中心副主任、北京市電力行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長）

　　責(zé)任編輯：楊娜

　　校對：江蓬新