■ 中國電機工程學會農村電氣化專業(yè)委員會 孔繁鋼

2023年中央一號文件，明確鼓勵有條件的地區(qū)開展新能源汽車和綠色智能家電下鄉(xiāng)。中央政治局會議、國務院常務會議多次部署加快建設新能源汽車充電基礎設施，并相繼印發(fā)《加快推進充電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》（發(fā)改綜合〔2023 〕545號）等文件。

國家發(fā)改委、國家能源局、國家鄉(xiāng)村振興局2023年7月14日印發(fā)了《關于實施農村電網鞏固提升工程的指導意見》（發(fā)改能源規(guī)〔2023 〕920號）（以下簡稱《指導意見》）。意見強調，統(tǒng)籌考慮鄉(xiāng)村級充電網絡建設和輸配電網發(fā)展，做好農村電網規(guī)劃與充電基礎設施規(guī)劃的銜接，加強充電基礎設施配套電網建設改造和運營維護，因地制宜、適度超前、科學合理規(guī)劃縣域高壓輸電網容載比水平，適當提高中壓配電網供電裕度，增強電網支撐保障能力。在東部地區(qū)配合開展充電基礎設施示范縣和示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)創(chuàng)建，構建高質量充電基礎設施體系，服務新能源汽車下鄉(xiāng)。這個《指導意見》為我國今后農村電網的發(fā)展指明了方向。

相比城市地區(qū)，我國農村電網承載力相對薄弱，農村用電負荷相對較低且相對分散。從地區(qū)發(fā)展水平來看，東部地區(qū)相對較強，東北、中西部地區(qū)相對較弱。目前，我國縣級以下區(qū)域公共充電樁總數(shù)僅占全國公共樁總數(shù)的9.45%，農村居民家用交流充電樁總體數(shù)量也較少。隨著新能源汽車下鄉(xiāng)政策落地，農村電網中的電動汽車充電負荷將迅猛增加，并呈現(xiàn)出與以往農村用電負荷迥異的負荷特性。現(xiàn)有農村電網負荷具有典型的季節(jié)性和日負荷特點，若不針對電動汽車負荷加以引導，其無序充電勢必會引起配電網供需不平衡的問題。農村電網的既有平衡格局將會被打破，如不加以提升改造，農村電網將難以適應新能源汽車下鄉(xiāng)的需求。

增強農村電網的承載能力

經過國家多年對農村電網改造升級的投入，農村電網的供電能力逐年提升，當前我國農村電網的承載力與農村地區(qū)的用電負荷總體上是基本適應的。但是，隨著新能源汽車下鄉(xiāng)的政策推進，農村電力負荷將會有較大增長。電動汽車充電負荷將是農村地區(qū)家庭用電中功率最大的負荷，家庭私人交流慢充電樁的充電功率一般在7千瓦左右，遠遠高于冰箱、彩電、空調的負荷。公用直流快充電樁的單槍負荷一般在60千瓦左右，相當于約20個普通農村家庭負荷。隨著新能源汽車滲透率的不斷提升，農村用電負荷將逐漸快速增長。

《指導意見》提出，到2025年，東部地區(qū)農村電網戶均配變容量分別不低于3.5千伏?安，中西部和東北地區(qū)分別不低于2.3千伏?安，要求各地結合實際差異化制定本區(qū)域發(fā)展目標。實際上，這個標準是最低標準。比如，我國東部地區(qū)的浙江省2022年農村戶均配變容量達到了5.21千伏?安，但是同樣也存在局部地區(qū)配變負載率高，電動汽車充電樁安裝困難的現(xiàn)象，需要增容布點。因此，要確保電動汽車下鄉(xiāng)后，有樁可用、便捷充電，就必須適度超前、科學合理的規(guī)劃縣域高壓輸電網容載比水平，適當提高中壓配電網供電裕度，增強電網支撐保障能力。同時，考慮到電動汽車在農村的滲透率有一個漸進的過程，充電負荷也有一個逐漸上升的階段，農村電網的鞏固提升也要按照當?shù)剞r村電網發(fā)展規(guī)劃，有序的增加投資，有序的開展建設。

重視農村電網的電能質量

大量新能源汽車下鄉(xiāng)，增加了農村電網的負載，如果不加以重視，會引起農村電網電能質量下降，主要反映在電壓合格率、供電可靠性下降、電磁諧波的注入造成“污染”等。目前，我國中西部和東北地區(qū)農村電網還廣泛存在農村配電網單線、長距離送電現(xiàn)象，導致低電壓、低可靠性等問題。

《指導意見》提出，到2025年農村電網供電可靠率和電壓合格率東部地區(qū)不低于99.94%、99.9%，中西部和東北地區(qū)不低于99.85%、99.2%。要提高電壓合格率和供電可靠率，最根本的措施就是進一步加大農村電網的投資。具體措施是適當提高中壓配電網供電裕度，增加農村電網中變電、輸電線路容量和居民的戶均配變容量，減少單線、單變數(shù)量，增加配電變壓器的布點，縮短配電線路的供電半徑，因地制宜采用環(huán)網供電方式，進一步增強電網支撐保障能力。同時，要確保農村電網中電動汽車充電設施均衡接入，采用有序充電控制等手段，動態(tài)調節(jié)電網各相充電功率，平抑電網中隨機充電負荷引發(fā)的三相不平衡、低谷電價起始時段集中充電對電網沖擊負荷，穩(wěn)定農村電網的電壓質量。

其中，諧波問題是電動汽車下鄉(xiāng)、大量充電樁運行以后的電能質量問題重點。電動汽車充電是非線性負荷，充電過程中有諧波產生，會引起線路發(fā)熱量增加，變壓器損耗增大；在充電站內部，也會導致計費系統(tǒng)不準確、電子設備工作不正常等等。電動汽車的充電裝置包括直流充電機和交流充電機兩種形式，目前對直流充電站已經有比較完善的諧波治理措施，但是對交流車載充電機諧波治理的研究成果還比較少。新能源汽車下鄉(xiāng)以后，根據(jù)現(xiàn)行的居民用電低電價和峰谷電價政策，居民家里自建交流充電樁，并利用夜間低谷電充電已經成為一種普遍趨勢。目前市面上出售的多是帶有濾波補償功能的車載單相充電機，雖然當前農村電動汽車滲透率較低、影響較小，但是未來大量的這類充電樁接入以后，對農村電網的諧波注入風險加大，要予以高度關注和重視。因此，建議當?shù)仉娋W企業(yè)對新能源車滲透率高的地區(qū)，要加強電網諧波的檢測和溯源，產生諧波后及時采取措施，防范諧波污染傳導到電網造成電能質量下降的風險。

加快農村電網數(shù)字化服務轉型

農村電網的數(shù)字化轉型和充電設施的智能化、便捷程度，將影響電動汽車在農村地區(qū)的發(fā)展和農村電網的安全可靠運行。我國農村電網在數(shù)字化轉型和服務方面與城市電網相比，還有較大差距。目前，在農村地區(qū)電網的數(shù)字化轉型以及充電設施感知控制、安全可靠通信，以及車、樁、網信息貫通等方面還不完善，車企平臺、運營商平臺、電網公司信息系統(tǒng)之間基本未實現(xiàn)互聯(lián)互通，難以有效共享交互信息，影響了農村電網中充電設施的有序充電、V2G車網互動（電動汽車閑置時按需向電網賣電，需要充電時向電網購電）、充電設施的維護監(jiān)測和方便快捷使用。

因此，要加快縣級及以下的電網企業(yè)和農村電網數(shù)字化轉型升級。一是要加快農村電網中的數(shù)據(jù)采集、傳輸和自動控制裝置的部署。二是推動政府相關部門完善充電設施并網標準，明確通信規(guī)約、信息交互、運行控制等要求，建立配電臺區(qū)側終端與充電樁之間經濟可行的本地通信通道。三是按照“一個終端、一次采集”原則，按需部署具備充電樁控制功能的臺區(qū)側采集終端、提升采集頻次，支撐本地有序充電控制及市場交易類業(yè)務。四是電網企業(yè)的農村供電所要加快數(shù)字化轉型，為農村用戶提供網上數(shù)字化服務平臺，為充電樁的安裝接電、故障處理、費用結算等提供更為便捷的數(shù)字化服務。

推進農村可再生新能源與充電設施融合

農村地區(qū)是各類分布式可再生能源的集聚發(fā)展區(qū)。要積極推進分布式可再生能源與電動汽車充電設施建設的融合發(fā)展，探索綠色充電設施的技術和商業(yè)模式。在分布式光伏、風電等可再生資源富集地區(qū)，引導在鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、村集體辦公服務區(qū)、旅游景區(qū)、民宿集聚區(qū)、村級能源站等公共場所，建設光、風、儲、充一體化的集中充電場站，提升充電設施的自治管理和主動支撐能力。在公路道路服務區(qū)，根據(jù)大功率充電設施接入需求，合理預留供電裕度，并配置移動充電車“即插即用”接口，兼顧日常充電和節(jié)假日短時高峰充電的需求。在公路服務區(qū)，要積極探索“路域光伏匯流升壓+儲能+充電站”建設模式。在農村居民家庭，推動采用“戶用光伏+戶用充電樁”接入模式，努力提升農村充電樁接入能力和光伏消納水平。

此外，還可以充分利用當?shù)氐姆植际焦夥?、分散式風電、生物質發(fā)電以及小水電等可再生能源，試點開展微電站、微儲能、微能網“三微”協(xié)同示范。建設一批V2G車網互動先行示范區(qū)，探索規(guī)?；潆娫O施聚合參與電力需求側響應、電力輔助服務及現(xiàn)貨市場等。