胡 楠，賁樹俊，徐曉軼，傅 靖

（國網南通供電公司，江蘇 南通 226000）

能源危機和環(huán)境污染的雙重壓力促使人們對現(xiàn)有的能源消費模式進行反思，并開始對電、氣、熱等各種形式能源的綜合利用進行研究。尤其是近年來，我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)，從規(guī)模速度型粗放增長轉向質量效率型集約增長。電力供需形勢已轉變?yōu)橛秒娏康退僭鲩L，電力供應能力充足，電力供需由總體偏緊、局地供需矛盾緊張轉變?yōu)榭傮w寬松、局地供應富余，形勢已發(fā)生深刻變化。同時，我國生態(tài)文明建設、能源消費革命、新一輪電力體制改革的推進，對能源互聯(lián)網、分布式電源以及綜合能源服務均提出了新的要求。

1 能源互聯(lián)是發(fā)展清潔、低碳、安全、高效能源體系的重要途徑

在習近平總書記提出的“能源革命”宏觀戰(zhàn)略下，我國提出了“互聯(lián)網 + ”智慧能源的行動計劃，描繪了未來能源互聯(lián)網愿景，指出充分考慮電、熱、氣等不同形式能源之間的耦合和協(xié)同是構建能源互聯(lián)網的重要基礎。我國現(xiàn)階段各種形式的能源是分開規(guī)劃且相對獨立運行的，多種形式能源的綜合管理將改變未來的能源管理形式，實現(xiàn)產能用能的高效性。

能源互聯(lián)關鍵技術作為能源互聯(lián)網的核心技術，因其可綜合調配冷、熱、電、氣等多種能源形式，提高能源使用的效率和靈活性，妥善解決分布式可再生能源接入以后的系統(tǒng)穩(wěn)定問題，是綜合能源利用研究領域的重要發(fā)展方向。在“源”側，清潔能源是能源互聯(lián)網的首要特征；在“網”側，廣泛互聯(lián)的骨干網架及微能源網兼容互補是能源互聯(lián)網的主要特征；在“荷”側，電動汽車、可中斷負荷等新型負荷的出現(xiàn)及用戶側需求側響應的深入開展是能源互聯(lián)網的另一特征；在“儲”側，電儲能、熱儲能、氫儲能等多種形式的儲能是能源互聯(lián)網的重要支撐及特征。能源互聯(lián)網在組成上既類似于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)擁有“源、網、荷、儲”等所有環(huán)節(jié)，又與電力系統(tǒng)僅包含電能完全不同，因此，能源互聯(lián)技術需要一套完善科學的系統(tǒng)規(guī)劃分析、建模仿真理論體系以及性能先進、安全可靠、經濟實用的關鍵設備。

2 構建現(xiàn)代能源體系是江蘇沿海地區(qū)能源發(fā)展的首要任務

2.1 沿海地區(qū)能源消費總量與結構

“十二五”期間，圍繞江蘇沿海開發(fā)、長三角一體化、區(qū)域協(xié)調發(fā)展、“一帶一路”等戰(zhàn)略的實施，南通市、鹽城市等江蘇沿海地區(qū)在能源領域取得長足進步。南通市緊緊把握控制總量、調整結構、強化約束的導向，始終堅持“節(jié)約優(yōu)先、多元發(fā)展、創(chuàng)新驅動、綠色發(fā)展”原則，以打造長三角北翼千萬kW 級電力能源基地為目標，切實保障能源供應安全，著力調整優(yōu)化能源消費結構，合理控制能源消費總量，有效支撐了經濟社會發(fā)展和人民生活水平提升。

2015 年，南通市能源消費總量2 660.2 萬t 標煤，同比增長3.8%，比2010年增長37.3%。其中，煤炭消費量2 877 萬t，成品油消費量268.3 萬t，天然氣消費量5.3 億標m。煤炭、成品油、天然氣和非化石能源分別占76.4%、14.2%、2.1%和7.3%，分別比2010 年下降10%和上升1.6%、2.0%、6.4%，能源消費結構進一步優(yōu)化。

2015 年，全市電力裝機中，煤電、風力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質發(fā)電（含垃圾發(fā)電）分別占78.9%、15.9%、3.7%和1.5%，分別比2010年下降8.9%和上升4.8%、3.7%、0.3%，電力裝機結構進一步優(yōu)化。全市并網新能源和可再生能源發(fā)電裝機容量達196.1 萬kW，占全市發(fā)電總裝機容量21.1%，年發(fā)電量35.6 億kW·h，約占全市發(fā)電量的8.8%。

2015 年，南通市全社會用電量349.2 億kW·h，較2010 年增長39.8%，約占全省用電量的6.8%，總量和增速分別位居全省第5 位和第3 位。在全市用電中，第一產業(yè)用電量6.7 億kW·h，年均增幅15.9%；第二產業(yè)用電量258.2 億kW·h，其中工業(yè)用電量253.0 億kW·h，年均增幅6.1%；第三產業(yè)用電量37.3 億kW·h，年均增幅11.3%；居民用電47.0 億kW·h，年均增幅7.4%。

2.2 沿海地區(qū)能源發(fā)展方式與任務

從經濟發(fā)展態(tài)勢來看，隨著沿海開發(fā)國家戰(zhàn)略持續(xù)推進和沿海開發(fā)“六大行動”各項措施的落實，在“十三五”以及未來一段時間內，南通市經濟建設仍將堅持穩(wěn)中有進的總基調，擴大總量和提質增效并重，全市經濟社會仍將保持平穩(wěn)較快發(fā)展，能源增長的剛性需求依然存在。同時，人民生活水平的不斷提高，能源消費需求也將穩(wěn)步增長。

從能源供應格局上看，江蘇省南通市及鹽城市沿海地區(qū)的資源對外依存加劇，長期短缺仍然存在。江蘇省92%以上的煤炭、94%以上的原油和99%以上的天然氣依靠省外輸入，各類能源資源儲備能力較為薄弱，能源市場變化對全省能源供應安全影響較大。從南通來看，全市煤炭、油品、天然氣基本依靠外部調入，近年來可再生能源裝機發(fā)展迅速，但其發(fā)電量約占全市電力供應量的10%，能源自給率較低，制約因素日益增多，能源保供形勢嚴峻。

因此，轉變能源發(fā)展方式，著力提高能源效率，發(fā)展清潔能源，優(yōu)化能源消費結構，加快構建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系，是江蘇沿海地區(qū)能源發(fā)展的首要任務。

3 大量可再生能源是江蘇省沿海地區(qū)的資源稟賦

3.1 南通地區(qū)可再生能源開發(fā)利用情況

南通地區(qū)風能資源較為豐富，風電的開發(fā)主要以沿海和海上為主。截至2015 年12 月底，全市累計建成風電項目163 萬kW，在建風電項目45 萬kW。

2016 — 2020 年，南通市規(guī)劃完成160 萬kW（不含啟東部分）風電場的建設，均為近海風電場。各項目規(guī)劃容量10 ～ 30 萬kW，中心點離岸距離19 ～ 50 km。風電場按照“分層分片、近期就近分散、遠期相對集中”的原則接入系統(tǒng)。近期開發(fā)的風電就近分散接入220 kV 及以下電網，在當?shù)叵{。遠期大容量的風電通過開閉站匯集后接入500 kV 電網，在全省范圍內消納。

截至2017 年底，南通地區(qū)光伏裝機達到80.26 萬kW，同比增長51.9%，其中分布式光伏裝機達到37.56 萬kW。風電裝機達到207.85 萬kW，同比增長13.7%，其中海上風電裝機92.85 萬kW。2018 年南通風電上網出力兩次突破200 萬kW。預計到2020 年，光伏裝機達到115 萬kW，風電裝機達到348 萬kW。

3.2 鹽城地區(qū)可再生能源開發(fā)利用情況

鹽城市是江蘇省土地面積最大、海岸線最長的地級市，擁有豐富的風能、太陽能等新能源資源，以及土地、海洋、灘涂資源。轄區(qū)內風速條件較好，風電可開發(fā)容量占全省的2/3以上；光照條件優(yōu)越，有建設大規(guī)模光伏電站的潛力；沿海港口區(qū)位優(yōu)勢突出，有大規(guī)模引進海外天然氣資源的條件。鹽城市發(fā)展清潔能源有著得天獨厚的資源稟賦優(yōu)勢，清潔能源發(fā)展?jié)摿^大。根據(jù)鹽城市“十三五”清潔能源規(guī)劃，到2020年，清潔能源裝機容量1 190 萬kW，其中：風電裝機容量600 萬kW（海上風電250 萬kW、陸上風電350 萬kW），光伏裝機容量300 萬kW（分布式光伏60 萬kW、集中式光伏240 萬kW），生物質發(fā)電裝機容量30 萬kW，燃氣熱電聯(lián)產裝機容量250 萬kW，天然氣分布式能源裝機容量10 萬kW，天然氣消費量20 億m。

此外，江蘇省處于中國東部沿海高熱流地熱異常帶，其特殊構造位置造就了江蘇地區(qū)豐富的地熱資源，屬于全國范圍內地熱資源開發(fā)利用最有遠景的地區(qū)之一。地熱資源的開發(fā)利用將成為江蘇沿海地區(qū)重要的供熱、冷方式。

因此，南通市與鹽城市沿海地區(qū)豐富的風力、光伏、地熱等可再生能源，是滿足地區(qū)經濟發(fā)展、減少外來能源依賴的重要資源稟賦，是能源互聯(lián)技術利用的重要資源支撐。

4 提高分布式能源比例是江蘇沿海地區(qū)可再生能源利用的最佳方式

4.1 分布式電源政策與區(qū)域發(fā)展

2018 年是國內分散式風電啟動元年，《分散式風電項目開發(fā)建設暫行管理辦法》是分散式風電項目啟動的發(fā)號令，風電進入集中與分散式并重發(fā)展的新階段。“本地平衡、就近消納”是分散式風電最重要的特征，其試點、成長、擴張的路徑將與傳統(tǒng)大型風電基地截然相反。從能源產業(yè)發(fā)展形態(tài)看，分散式風電是國內風電發(fā)展到一定規(guī)模、電力系統(tǒng)需要重新建立新秩序、開發(fā)企業(yè)尋求新的利潤增長點、政策引導行業(yè)建立新均衡的結果。與集中式不同，分散式風電在低壓側接入，擁有較高的發(fā)電利用小時數(shù)，就地消納是解決棄風限電的主要方式。近期，分散式風電接入南通電網主網的需求顯著增加。

分布式光伏在南通的裝機規(guī)模一直平穩(wěn)增長，以南通沿海距離通州灣增量配電網區(qū)域最近的110 kV 東安變電站為例，其通過10 kV 線路并網的光伏電站共裝機35 MVA，裝機比例接近變電站容量的50%。

4.2 分布式電源與沿海地區(qū)配電網供需現(xiàn)狀匹配度

南通通州灣增量配電網此類沿海區(qū)域，土地開發(fā)面積還在不斷圍墾吹填，區(qū)域電網網架較為薄弱與滯后，供電可靠性與供電質量難以滿足園區(qū)內用戶對用電品質的需求。園區(qū)內部工商業(yè)負荷分布較為分散，更適合充分利用風、光、地熱這些可再生能源，不斷增加其分布式電源的開發(fā)利用比例，分階段滿足新開發(fā)區(qū)域用戶大量分散電、熱、冷負荷的綜合用能需求，延緩電網在區(qū)域內大規(guī)模建設的投資，提高電網資產利用效率。

分布式新能源發(fā)電具有的隨機性、間歇性、波動性，難以完全匹配電力供需，并對配電網運行造成極大挑戰(zhàn)，用戶對用能的質量、多樣性有了新的需求，儲能、電動汽車等雙向潮流設備合理化配置運行迎來了新的難題。因此，合理搭配用戶側儲能、實現(xiàn)供需互動、智能調配多能源產用分布等新的手段成為解決分布式電源為主要供應區(qū)域能源效率及穩(wěn)定性的匹配方案。

5 加強能源互聯(lián)網建設是江蘇沿海區(qū)域增量配電網的重要技術路徑

為貫徹落實《中共中央國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9 號文）精神，鼓勵和引導社會資本投資增量配電業(yè)務，按照《有序放開配電網業(yè)務管理辦法》有關要求，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局下發(fā)《關于規(guī)范開展增量配電業(yè)務改革試點的通知》（發(fā)改經體〔2016〕2480 號），南通通州灣增量配電業(yè)務區(qū)被確定為國家第一批增量配電業(yè)務試點項目。

根據(jù)《南通港口發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，南通市抓住將通州灣建設成為江蘇出海新通道的重大戰(zhàn)略機遇，全力打造通州灣“江海聯(lián)運現(xiàn)代物流集聚區(qū)、港產城融合發(fā)展示范區(qū)、一體化改革發(fā)展先導區(qū)”。研究制定并推進江蘇南通通州灣增量配電業(yè)務試點項目，將有助于提高通州灣江海聯(lián)動開發(fā)示范區(qū)電力供需協(xié)調能力，構建清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代化電力體系。同時將有效促進區(qū)域能源的協(xié)調發(fā)展和高效利用，建立一種將能源生產、傳輸、存儲、消費緊密聯(lián)系在一起的能源產業(yè)發(fā)展新模式，推動能源使用朝著設備智能、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、交易開放的方向發(fā)展，激活能源供給端和消費端潛力，形成新型的能源生產消費體系和管控體制。

同時，鹽城市鹽都智能終端產業(yè)園位于鹽城國家級高新技術開發(fā)南部，東臨高新區(qū)中軸線鹽靖高速，西臨岡溝河，北至智融路，南至鹽徐高速，規(guī)劃面積約5 km，是江蘇省唯一的專業(yè)性智能終端產業(yè)園。國家電網總部科技項目也擬在江蘇省鹽城市鹽都智能終端產業(yè)園區(qū)進行能源互聯(lián)網示范應用。

6 結論和建議

綜上所述，本文以高比例分布式電源接入江蘇沿海地區(qū)擬建設能源互聯(lián)網示范工程為研究背景，面向沿海地區(qū)海風和光伏潛在市場，進行了江蘇沿海地區(qū)應用能源互聯(lián)關鍵技術意義的分析研究，旨在通過應用這類技術提高風光利用率，充分利用分布式發(fā)電投資費用低、風險小等優(yōu)點，解決集中式電力系統(tǒng)存在的問題與現(xiàn)代工業(yè)社會對能源與電力供應越來越高的要求之間的矛盾。

通過本文分析，后續(xù)建議江蘇沿海地區(qū)通過開展高比例分布式電源區(qū)域電網能源互聯(lián)技術需求分析、提出高比例分布式電源區(qū)域電網能源互聯(lián)系統(tǒng)結構及方案，實現(xiàn)技術創(chuàng)新與突破，并且開展含多類型分布式能源等的系統(tǒng)仿真，研制能源樞紐等核心技術裝備，掌握高比例分布式電源接入沿海地區(qū)的能源互聯(lián)技術，為未來的示范工程應用奠定基礎，并儲備關鍵技術。