紀(jì)青春 錢進(jìn)寶 陳青云 韓吉利 鄭 洋 陳 強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)蘭州供電公司，甘肅蘭州 730000）

1 研究背景

2020 年底，“碳達(dá)峰與碳中和”發(fā)展目標(biāo)提出。2021年3 月，我國(guó)明確了要用可再生資源代替不可再生資源的決定，做好電力改革的工作，大力發(fā)展以新能源為主體的電力供給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。大力發(fā)展可再生能源、新型電力系統(tǒng)，運(yùn)用多元化的方式，如柔性的設(shè)備、靈活網(wǎng)架等，可有效滿足人們對(duì)新型負(fù)荷用電的需求，如電動(dòng)汽車等[1]。為落實(shí)中央及國(guó)網(wǎng)公司決策部署，甘肅公司加大配網(wǎng)建設(shè)力度，從管理、運(yùn)行、技術(shù)等方面進(jìn)行了諸多探索，但是由于基礎(chǔ)條件較差，配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)仍面臨極大挑戰(zhàn)，其中，面對(duì)配網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)后的功能形態(tài)變化趨勢(shì)、規(guī)劃方法的變化以及未來(lái)該采取何種策略等問(wèn)題都未能有效解決。對(duì)照形勢(shì)變化和政策要求，工作中還存在一些不足和短板，面臨不少困難和挑戰(zhàn)，其中配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)面臨極大挑戰(zhàn)，要求我們?nèi)ν苿?dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，優(yōu)化城市配電網(wǎng)，加快推進(jìn)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。

以中國(guó)特色的社會(huì)主義思想作為主要的引導(dǎo)，深入落實(shí)能源安全開(kāi)放的創(chuàng)新戰(zhàn)略，以綠色低碳、安全高效、發(fā)展為目標(biāo)，突出西北地區(qū)功率交換總樞紐、“西電東送”主通道、新型電力系統(tǒng)建設(shè)基地的戰(zhàn)略定位，加快特高壓直流外送通道規(guī)劃建設(shè)，統(tǒng)籌推進(jìn)靈活性調(diào)節(jié)資源和應(yīng)急備用電源建設(shè)，擴(kuò)大“隴電外送”規(guī)模，同步提升省內(nèi)消納利用水平，構(gòu)建可靠、安全、智慧與綠色、共享的電網(wǎng)，讓碳中和以及碳達(dá)峰的目標(biāo)能早日實(shí)現(xiàn)，為人們的生活提供更多、優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)[2]。

2 配電網(wǎng)的發(fā)展歷程

在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)較為薄弱，隨著科技和社會(huì)的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和功能不斷革新，發(fā)展至今形成數(shù)字化主動(dòng)配電系統(tǒng)，未來(lái)將向著綜合能源體系下的新型配用電系統(tǒng)發(fā)展。

2.1 傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)

經(jīng)過(guò)20 世紀(jì)中末期的發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)在技術(shù)上日趨成熟，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，形成了互聯(lián)互通傳統(tǒng)的高、中、低壓配電網(wǎng)體系。此時(shí)配電網(wǎng)功能僅為單純的電力分配，實(shí)現(xiàn)“電從遠(yuǎn)方來(lái)”的用電場(chǎng)景。

2.2 智能配電網(wǎng)

通信技術(shù)與電力設(shè)備的不斷發(fā)展，使配電網(wǎng)的電力調(diào)度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，電能質(zhì)量得到了保證。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)建設(shè)、仿真驗(yàn)證、監(jiān)控檢測(cè)提供了工具，電網(wǎng)防護(hù)水平和安全預(yù)警能力得到顯著提高[3]。

智能配電網(wǎng)有效的保護(hù)控制有利于自動(dòng)化的配電工作，提高了故障定位排除能力，使配電網(wǎng)供能可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈、排除意外停電風(fēng)險(xiǎn)等。同時(shí)，用戶側(cè)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，形成“源—網(wǎng)—荷”互動(dòng)的智能配電網(wǎng)雛形。

2.3 主動(dòng)配電網(wǎng)

在原有配電網(wǎng)基礎(chǔ)上大量接入分布式能源，對(duì)系統(tǒng)的短路容量、系統(tǒng)潮流分布等造成一定影響?？捎行Э刂品植际侥茉吹呐潆娋W(wǎng)就是主動(dòng)配電網(wǎng)，以有效、靈活的管理實(shí)現(xiàn)潮流的分布。分布式能源在其合理的監(jiān)管環(huán)境和接入準(zhǔn)則基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)承擔(dān)一定的支撐作用。

主動(dòng)配電網(wǎng)旨在解決配電側(cè)兼容大規(guī)模間歇式新能源、提升綠色能源利用率以及調(diào)整一次能源結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。

2.4 數(shù)字化主動(dòng)配電系統(tǒng)

數(shù)字化主動(dòng)配電系統(tǒng)是隨著數(shù)字技術(shù)在配電領(lǐng)域形態(tài)演進(jìn)而發(fā)展出的綜合性交叉技術(shù)領(lǐng)域，是現(xiàn)今配電網(wǎng)發(fā)展所處的重要階段。

此系統(tǒng)是一種雙生的虛擬化系統(tǒng)，遵守了信息安全標(biāo)準(zhǔn)，也遵守了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。這種先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)模型的建構(gòu)法，以有效的計(jì)算方法定義軟件參數(shù)，融合空、天、地通信。分配資源，在運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)中，協(xié)同感知、決策等多個(gè)環(huán)節(jié)，形成有效的決策體系，實(shí)現(xiàn)配電配備的數(shù)字化轉(zhuǎn)變[4]。

3 “雙碳”目標(biāo)對(duì)配網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的影響和要求

城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要以配電網(wǎng)作為發(fā)展支撐，實(shí)現(xiàn)雙碳發(fā)展的目標(biāo)。配電網(wǎng)可有效地將能源生產(chǎn)和消費(fèi)融合在一起，有效實(shí)現(xiàn)碳中和與碳達(dá)峰的目標(biāo)。貫徹國(guó)家戰(zhàn)略部署，推動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展，以新能源為主體落實(shí)新電力系統(tǒng)的發(fā)展，推進(jìn)生態(tài)文明的建設(shè)。

3.1 接入配電網(wǎng)為確保安全，需采用大規(guī)模分布式電源以及高比例的接入方法

在雙碳目標(biāo)的影響下，分布式電源快速增長(zhǎng)。估計(jì)到2030 年，裝配式的分布式電源可高達(dá)2.9 億千瓦（2.6 億千瓦為分布式光伏裝機(jī)，0.3 億千瓦的分散式風(fēng)電裝機(jī)），占總裝機(jī)的一成。

未來(lái)，配電網(wǎng)的形態(tài)也會(huì)有根本轉(zhuǎn)變。在電力流向負(fù)荷側(cè)有分布式電源注入，配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的“注入型”向“平衡型”“上送型”轉(zhuǎn)變。在網(wǎng)絡(luò)形態(tài)方面，因?yàn)榉植际诫娫催\(yùn)用逆轉(zhuǎn)變器設(shè)備并網(wǎng)，提升配電網(wǎng)電子化的程度，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，控制難度不斷加大。

由于分布式能源發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性，頂峰能力不穩(wěn)定，風(fēng)電在午高峰、晚高峰時(shí)刻出力均處于較低水平，光伏對(duì)午高峰能起到較好的支撐作用，但晚高峰時(shí)出力基本為零。

綜上所述，分布式電源大規(guī)模、高比例接入對(duì)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提出了更高要求，要求配電網(wǎng)提升彈性自適應(yīng)能力和對(duì)分布式能源的就地消納能力，強(qiáng)化網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制。

3.2 新型用能組織、產(chǎn)消者的大量涌現(xiàn)要求配電網(wǎng)更智能

第一，一些新型用能組織大量使用并接入了配電網(wǎng)，如智慧園區(qū)、大樓等，形成了一種雙向的互動(dòng)模式。第二，伴隨電動(dòng)汽車以及分布式儲(chǔ)能的發(fā)展，出現(xiàn)了產(chǎn)消者。因此，配電網(wǎng)一定要具備極強(qiáng)的承載力以及強(qiáng)大的調(diào)控力，確保新能源消納時(shí)，可滿足多元化的接入需求。

3.3 持續(xù)擴(kuò)大的系統(tǒng)成本要求配電網(wǎng)更高效

越來(lái)越多新能源裝機(jī)出現(xiàn)，為了做好全額的消納工作，系統(tǒng)所耗費(fèi)的成本也會(huì)越來(lái)越多。因此，研究如何節(jié)約成本，或如何回收成本就成為了重要工作。打開(kāi)更多的增效空間，有效提升產(chǎn)出的效率，才能更好地保證配電網(wǎng)的有效發(fā)展。

3.4 與能源互聯(lián)網(wǎng)的緊密銜接要求配電網(wǎng)更開(kāi)放

配電網(wǎng)涵蓋電力生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)和消費(fèi)全部環(huán)節(jié)，具備能源互聯(lián)網(wǎng)全部要素。“雙碳”目標(biāo)的提出，將推動(dòng)配電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)銜接更加緊密，要求加大投資、提升開(kāi)放力度，加強(qiáng)與其他基礎(chǔ)設(shè)施的融通融合，加快成為分布式可再生能源消納的支撐平臺(tái)、多元海量信息集成的數(shù)據(jù)平臺(tái)和多利益主體參與的交易平臺(tái)。

3.5 深入踐行綠色發(fā)展理念要求配電網(wǎng)更低碳

配電網(wǎng)的數(shù)量極大，且種類也非常多，同時(shí)還有很多老、破、舊設(shè)備，因此，公司需要研究如何節(jié)約能源。加大配電網(wǎng)領(lǐng)域低碳治理力度，有效加強(qiáng)節(jié)能的管理工作，推動(dòng)綠色的環(huán)保工作，配備節(jié)能高效的配電設(shè)備，合理控制運(yùn)行損耗，帶動(dòng)電網(wǎng)全環(huán)節(jié)全流程綠色生態(tài)環(huán)保。

4 “雙碳”目標(biāo)下推進(jìn)配網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的策略

“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，也是配電網(wǎng)發(fā)展的機(jī)遇期、提升期，需要統(tǒng)籌安全與發(fā)展、速度與質(zhì)量、成本與效益，加快提升配電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，積極實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

4.1 提高配電網(wǎng)應(yīng)對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的能力

堅(jiān)持系統(tǒng)性思維，強(qiáng)化落實(shí)配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃要求，加強(qiáng)輸、配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，有效提升配電網(wǎng)整體安全水平。要統(tǒng)籌推進(jìn)分布式電源、微電網(wǎng)、局域網(wǎng)建設(shè)，積極穩(wěn)妥實(shí)施增量配電業(yè)務(wù)改革。主動(dòng)與政府配合，做好“雙碳”目標(biāo)任務(wù)的分解，認(rèn)證好配電網(wǎng)開(kāi)放的容量，最大限度減少棄風(fēng)、棄光量，有效滿足多源協(xié)同聯(lián)動(dòng)，做好有效連接。

4.2 實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

加大老、舊、高、損配電設(shè)備更換力度，推廣應(yīng)用非晶合金變壓器等優(yōu)質(zhì)節(jié)能設(shè)備；推動(dòng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)改造全過(guò)程節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地；建立健全廢舊配電設(shè)備回收體系，抓好六氟化硫氣體開(kāi)關(guān)設(shè)備回收處理和循環(huán)再利用工作；推進(jìn)配電網(wǎng)同期線損管理，強(qiáng)化節(jié)能調(diào)度，合理安排運(yùn)行方式，優(yōu)化無(wú)功配置，加強(qiáng)諧波治理，改造迂回線路，減少重復(fù)變電容量，不斷提升配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平[5]。

4.3 加快配電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)

發(fā)揮配電網(wǎng)全要素功能特征和優(yōu)化配置平臺(tái)作用；加快配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造共建、共享、共治、共贏的能源大數(shù)據(jù)生態(tài)圈，推動(dòng)接入更多的分布式可再生能源；深化“大云物移智鏈”等技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的用戶服務(wù)；促進(jìn)配電網(wǎng)跨行政區(qū)互通互助，加強(qiáng)與智能交通、智慧家庭、智慧園區(qū)等協(xié)同，探索開(kāi)展多站合一、多表合一、多桿合一等新模式新業(yè)態(tài)[6]。

4.4 努力占領(lǐng)低碳配電技術(shù)制高點(diǎn)

組織實(shí)施配電網(wǎng)綠色技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)行動(dòng)，以科技創(chuàng)新破解能源電力深度脫碳的難題。充分利用首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備，支持配電網(wǎng)綠色技術(shù)應(yīng)用，依托重大裝備制造和重大示范工程，推動(dòng)關(guān)鍵裝備技術(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)示范和推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)更好地適應(yīng)新能源快速發(fā)展。

5 推動(dòng)配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的建議

推動(dòng)配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，準(zhǔn)確把握新型電力系統(tǒng)下配電網(wǎng)發(fā)展內(nèi)涵要求，提高配電網(wǎng)供電服務(wù)基礎(chǔ)條件和供電服務(wù)能力，提高分布式電源、充電負(fù)荷等接納水平，提高重點(diǎn)區(qū)域、重要用戶的電網(wǎng)防災(zāi)水平和電力供應(yīng)保障能力，不斷提升電網(wǎng)數(shù)字化、智能化水平。

堅(jiān)持完善高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。提高110kV 電網(wǎng)供電能力，承接?xùn)|部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、新增用電負(fù)荷及新能源發(fā)展接網(wǎng)需求，持續(xù)完善和增強(qiáng)高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高城市電網(wǎng)的網(wǎng)架支撐能力，消除農(nóng)村電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)。有序平穩(wěn)發(fā)展35kV 電網(wǎng)，因地制宜，采取就地升壓、鞏固加強(qiáng)及逐步退運(yùn)等策略，實(shí)現(xiàn)35kV 電網(wǎng)的平穩(wěn)過(guò)渡和轉(zhuǎn)型升級(jí)[7]。

堅(jiān)持中低壓配網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展。以問(wèn)題銷號(hào)為抓手，深入診斷分析2020—2022 年配農(nóng)網(wǎng)大體量投入后，中低壓配網(wǎng)“低、卡、重”及老舊設(shè)備等歷史遺留問(wèn)題解決成效，以及配農(nóng)網(wǎng)投資建設(shè)精益化管理經(jīng)驗(yàn)；以目標(biāo)為導(dǎo)向，結(jié)合智慧城市配網(wǎng)及鄉(xiāng)村振興農(nóng)村電網(wǎng)提檔升級(jí)需求，差異化確定2023—2025 年配農(nóng)網(wǎng)年度建設(shè)目標(biāo)和重點(diǎn)，打造普遍提升、重點(diǎn)突出、樣板示范的智能配電網(wǎng)。

堅(jiān)持電網(wǎng)智慧化升級(jí)。加強(qiáng)信息、通信、控制技術(shù)的應(yīng)用，提升電網(wǎng)數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化水平。優(yōu)化通信資源配置，提升光纜網(wǎng)架安全可靠性、帶寬承載能力和終端靈活接入能力。深化調(diào)控云建設(shè)，滿足跨業(yè)務(wù)、跨機(jī)構(gòu)、跨時(shí)域的數(shù)據(jù)需求；擴(kuò)大35 ～110kV 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，持續(xù)提高地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可靠性；推進(jìn)新一代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元互動(dòng)。加快配電自動(dòng)化、主站功能實(shí)用化建設(shè)，差異化推進(jìn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的全面感知、數(shù)據(jù)融合和智能應(yīng)用，滿足新型電力系統(tǒng)多元化負(fù)荷發(fā)展需求。