論壇丨新一輪配網升級改造應主動適應發展新要求
來源：中國電力報 時間：2023-08-14 10:08
李偉
近期，國家有關部委連續發布幾個有關鄉村振興、充電樁下鄉、促進光伏消納和新型儲能應用試點的政策文件，這些電力新基建負荷的共同交集點在配電網。推進新型電力系統下的配電網革命性升級改造，搭建未來配網的新形態已經成為迫切需求。
發展電力新基建產業的要義
目前，我國在新能源產業鏈的光伏、風電、特高壓、電動汽車等領域做到了全球領先，這就為進一步推進人民幣國際化提供了歷史機遇。如果說人民幣此前的任務只是穩步推進國際化，那么在未來幾十年的責任與擔當就完全不同了，應抓住全球能源體系變革的機遇，打造成為具有國際化屬性的“綠色能源人民幣”。
能源體系的變革，意味著全球產業結構的重構，乃至國家核心競爭力的重塑。可以說，如今誰掌握了技術和資源，從而實現能源綠色轉型和可持續發展，誰就能在未來的國際競爭中占據主動，實現真正的引領。
當前，電力新基建產業引領世界是重中之重。電力新基建產業包括分布式能源（微電站）、充電樁、儲能（微儲能）以及直流電器等。國家要實現新能源在國際上的引領，需要電力新基建產業做到“質優價廉”，質優價廉的前提是提高產能，只有產能增加，邊際成本才會大幅下降。在國內，毫無疑問最大的用戶就是電網，電網企業真正接受微電網以及給自身帶來沖擊的新基建產業，產能才能真正實現飛躍。
相關業內專家指出，以電為核心的能源網需要學習互聯網的理念，實現升級進化。同時，為實現電能的自由傳輸，電網也需要發展實現各種有源設備/系統的即插即用技術、支持不同類型網絡互連的能源路由技術、能源的分布式技術等。這些理念非常超前，彼時電網企業提出能源互聯網是以電力為主體的“源網荷儲”的新型電力運行模式，但當時這最多只是一個順序，即電源必須要先接入電網，現階段，電源、負荷、儲能都已完成初步技術攻關，關鍵變革點還在電網。
配網、微電網建設面臨的挑戰
在廣大農村地區，用戶居住相對分散，存在一臺配變同時為幾個自然村供電的現象，供電半徑容易超出規范要求。另外，一些老舊線路線徑較小、運行年限長，線路本身的阻抗偏大，這些都直接導致末端用戶出現電壓偏低等情況。隨著分布式光伏接入容量增加，低壓線路各節點電壓均有所上升（一般為3~5伏），其中越靠近接入點，上升作用越明顯，當一條配電線路光伏接入超過7個節點時，線路末端的電壓水平將明顯超出合格范圍上限，實際運行中分布式光伏大發時末端電壓高達270~280伏（合格范圍為198~242伏），存在燒毀設備或者影響設備壽命的可能，嚴重威脅電網運行的安全。本來末端電壓會偏低，而光伏大發致使電壓過高，這中間配電網的調節將十分困難。與此同時，受天氣、環境和時間的影響，電壓忽高忽低，不穩定性增加。綜上來看，新型電力系統下有源配電網的電能質量治理迫在眉睫。
5月17日，國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推進充電基礎設施建設 更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》指出，到2030年前，對實行兩部制電價的集中式充換電設施用電免收需量（容量）電費，放寬電網企業相關配電網建設投資效率約束，全額納入輸配電價回收。隨著新型電力系統的構建，配電網還要大力發展，相信陸續還會有相應文件出臺以促進配電網的投資和升級改造力度。
另外，微電網作為我國新型電力系統的重要組成部分，已經進入快速增長期。發展微電網是促進能源低碳智慧轉型、新能源高質量發展、新型電力系統建設、新型儲能發展的關鍵手段。微電網通常由多種不同類型的電源、電池、逆變器、能源管理器、通信設備等構成，其中，可再生能源、儲能系統、充電樁和直流電器是重要組成部分。微電網在完成自主供電的同時，還可以接入主網，并且能夠靈活管理供電和負載，達到最佳的經濟效益和能源效率。
目前，微電網中的分布式可再生能源消納方式仍以“自發自用、余量上網”為主，這種運營模式對于電網而言，會損失一部分收入，如果在全國五分之一的縣域改造成微電網，電網損失的輸配電費粗略預估為220億元，但撬動的是整個電力新基建產業鏈十幾萬億元的發展。
新一輪配網升級改造，如何改？
6月2日，國家能源局發布《新型電力系統發展藍皮書》明確指出，新型電力系統具備安全高效、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，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎保障，共同構建起新型電力系統的“四位一體”框架體系。可見，柔性靈活和智慧融合在配電網升級改造中的方向，既是重要支撐又是基礎保障。
下一步，在城市配電網、縣域電網，特別是一些鄉村振興典型配電網中應大力發展交直流混聯和柔性互聯，區別于目前的柔直方案，投資更少、損耗更低、效率更高。此舉以能源路由器為核心，從配網未來形態和電能質量治理方面來解決配電網分布式新能源消納難題，讓電力新基建負荷（分儲、充電樁以及直流電器等）單獨接入直流母線，不影響原來的交流模式，大幅降低AC/DC和DC/AC轉換過程中的效率損失，搭建出未來配網新形態（微網模式下的光儲直柔），實現最低成本、最高效能。
目前，國家電網有限公司已經就現代智慧配電網建設開展了相關工作，實現傳統配電網向能源互聯網的轉型升級，值得期待。
（作者系中國能源研究會配售電研究中心副主任、北京市電力行業協會副會長）
責任編輯：于彤彤
