論壇 |新一輪配網升級改造如何為中國式現代化貢獻力量
來源：中國電業(yè)與能源 時間：2023-09-06 09:07
李偉
近期，國家有關部委連續(xù)發(fā)布幾個有關鄉(xiāng)村振興、充電樁下鄉(xiāng)、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(tǒng)下的配電網革命性升級改造，搭建未來配網的新形態(tài)已經成為迫切需求。
鄉(xiāng)村振興、“雙碳”目標和電力新基建產業(yè)的關系
鄉(xiāng)村振興是新一輪促消費的核心。今年以來，居民消費持續(xù)疲軟，預防式儲蓄造成居民信貸疲軟，優(yōu)先選擇償還債務，就業(yè)形勢嚴峻，制造業(yè)從業(yè)人員PMI連續(xù)3個月收縮，房地產業(yè)整體持續(xù)萎靡。當前，如何讓資金流動起來投資縣域及鄉(xiāng)村，把鄉(xiāng)村發(fā)展好建設好，成為經濟發(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)、農村能源革命試點等政策，都是為了契合鄉(xiāng)村振興。
“雙碳”的價值不亞于改革開放?！半p碳”目標的提出，一方面是為了履行大國責任，跟其他國家一道應對氣候變化；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”目標背后的第一重戰(zhàn)略意義，也是最為現實的任務。目前，我國在新能源產業(yè)鏈的光伏、風電、特高壓、電動汽車等領域做到了全球領先，這就給人民幣提供了一個在國際貨幣擂臺賽上挑戰(zhàn)美元的歷史機遇。如果說人民幣在此前的任務只是穩(wěn)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，要抓住全球能源體系變革的機遇，打造一個具有國際化屬性的“綠色能源人民幣”。
能源體系的變革，背后代表著全球產業(yè)結構的重構，乃至國家核心競爭力的重塑。當下，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，誰掌握了技術和資源，并實現能源轉型和綠色可持續(xù)發(fā)展，誰就能在未來國際競爭中占據主動和優(yōu)勢，實現真正引領。
從2022年底開始，全國先后有近十個省（市、區(qū)）一改幾十年的電價特點，在中午光伏出力高峰期采用低谷電價，甚至是深谷電價，這對分布式光伏的發(fā)展是一個巨大挑戰(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，除了現貨的壓力之外，更多的還是電網消納壓力過大，只能通過價格手段，暫緩分布式光伏的大量接入。在“雙碳”政策中，發(fā)電企業(yè)和投資機構等負責新能源建設，電網企業(yè)負責新能源消納，但這樣的政策明顯不利于“雙碳”戰(zhàn)略的推進，電網企業(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承載力及提升措施評估試點工作的通知》，也是為了從政策技術層面加大電網消納能力。
電力新基建產業(yè)引領世界是當前重中之重。電力新基建產業(yè)包括什么？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，這些電力新基建產業(yè)的共同特點是直流輸出。國家要實現新能源在國際的引領，靠的就是這些電力新基建產業(yè)。如何能夠引領世界？關鍵靠“質優(yōu)價廉”，質優(yōu)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，電網公司真正接受微電（能）網，接受給自身帶來沖擊的這些新基建產業(yè)，產能才能實現真正飛躍。
在今年5月初召開的國務院常務會議上，我國明確提出要適度超前建設充電基礎設施，并將這項工作與新能源汽車下鄉(xiāng)、鄉(xiāng)村振興相結合。按照規(guī)劃，未來“光伏+儲能+汽車充電”模式有望成為農村充電網絡建設的核心模式，真正推動“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《關于加快推進充電基礎設施建設 更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)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(yè)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(tǒng)的構建，配網還要大力發(fā)展，相信陸續(xù)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。
當前配網挑戰(zhàn)和微電（能）網發(fā)展障礙
在廣大農村地區(qū)，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(guī)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。隨著分布式光伏接入容量增加，低壓線路各節(jié)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節(jié)點超過7個時，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(fā)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情形，同時也嚴重影響電網運行安全。本來末端電壓會偏低，而光伏大發(fā)導致的余電上網稱為逆潮流，一天中會發(fā)生多次，配電網調節(jié)十分困難。與此同時，受天氣、環(huán)境和時間的影響，電壓忽高忽低，不穩(wěn)定性增加。所以新型電力系統(tǒng)下有源配電網的電能質量治理迫在眉睫。
在2015年第523次香山科學會議上，參會專家圍繞“能源互聯網”主題展開探討。清華大學電機工程與應用電子技術系教授孫宏斌在會上指出，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(fā)展實現各種有源設備/系統(tǒng)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，彼時電網公司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。
微電（能）網作為我國新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，已經進入快速增長期，發(fā)展微電網是促進能源低碳智慧轉型、新能源高質量發(fā)展、新型電力系統(tǒng)建設、新型儲能發(fā)展的關鍵手段。微電網是由分布式電源、儲能、負載、變配電和控制系統(tǒng)組成的小型電力系統(tǒng)。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(tǒng)、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，微電網的分布式可再生能源消納方式仍以“自發(fā)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如下：6萬億千瓦時*30%（縣域電量占比）*20%（試點縣）*1/3（改造占比）*60%（自發(fā)自用部分占比）*0.3元/千瓦時（輸配電價）≈220億元，但撬動的是整個電力新基建產業(yè)鏈十幾萬億元的發(fā)展。
新型電力系統(tǒng)下配網的新形態(tài)
新一輪配網升級改造如何改？
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，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(tǒng)的“四位一體”框架體系?？梢娙嵝造`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(xiāng)村振興典型配電網中應大力發(fā)展交直流混聯和柔性互聯，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，從配網未來形態(tài)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(tài)（微網模式下的光儲直柔），實現最低成本、最高效能。這個未來模式或者說目前看來切實可行的長期過渡期方案，需要投融資機制的完備、多方參與的積極性、電網企業(yè)的主動性和重點試點先行的樣板工程。目前國家電網有限公司已就現代智慧配電網建設開展相關工作，實現傳統(tǒng)配電網向能源互聯網轉型升級，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(yè)協會副會長）
責任編輯：楊娜
校對：江蓬新
