鮑一搏，鐘 源

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司，江蘇 宿遷 223800）

碳排放作為導(dǎo)致全球環(huán)境問題的重要原因，已經(jīng)在國際范圍內(nèi)得到了廣泛關(guān)注。目前，多國已制定了“碳達峰”“碳中和”等減排目標，并將這些指標的應(yīng)用提升至國家發(fā)展戰(zhàn)略的層面。隨著新能源的大規(guī)模接入及其在配電網(wǎng)中所占比例不斷提高，新能源對電網(wǎng)穩(wěn)定運行的影響日益凸顯。對于電力系統(tǒng)而言，這既是一項重大機遇，同時也帶來了諸多挑戰(zhàn)。因此，在新型電力系統(tǒng)發(fā)展下，對配電網(wǎng)的規(guī)劃問題進行研究具有十分重要的意義。

1 新型電力系統(tǒng)技術(shù)及配電網(wǎng)概述

1.1 新型電力系統(tǒng)技術(shù)的主要特點

在“碳達峰”“碳中和”、新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的背景下，我國電力企業(yè)應(yīng)將能源電力安全視為基本條件，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展用電需求為核心目標。為實現(xiàn)新能源消納，電力企業(yè)需要推進現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，堅持以“清潔低碳，安全可控，靈活高效，智能友好，開放互動”作為智能電網(wǎng)的核心理念，以“源網(wǎng)荷儲互動”為支撐，構(gòu)建一個新型的能源體系。具體特點如下：

1.發(fā)電側(cè)。當前，新能源已經(jīng)演變?yōu)橹髁髂茉粗?，擁有高占比、高質(zhì)量和廣闊市場前景。然而，在其大規(guī)模接入的過程中，穩(wěn)定性問題成為制約發(fā)展的瓶頸。為解決這一挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)需要采用低碳技術(shù)，并承擔(dān)輔助調(diào)控的角色，以確保電網(wǎng)正常穩(wěn)定運行。

2.電網(wǎng)側(cè)。新能源大規(guī)模接入和柔性電網(wǎng)的推廣導(dǎo)致電網(wǎng)表現(xiàn)出更多電氣電子特性，動力學(xué)行為也發(fā)生了變化。隨著分布式能源的引入，傳統(tǒng)的集中式電網(wǎng)已不再適用，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨大變革。為了適應(yīng)不斷增長的能量需求，電力企業(yè)提高電網(wǎng)的適應(yīng)性和靈活性至關(guān)重要。

3.負荷側(cè)。在新的電力系統(tǒng)中，通過用戶側(cè)響應(yīng)和需求側(cè)管理，電力企業(yè)和用戶可以共同實現(xiàn)電網(wǎng)的平衡和優(yōu)化。通過建立有效的激勵機制，引導(dǎo)用戶根據(jù)電網(wǎng)需求進行合理用電，并利用智能家居、儲能技術(shù)等手段來實現(xiàn)能源的高效利用。同時，負荷側(cè)的響應(yīng)也將對電力系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計產(chǎn)生影響。

1.2 新型電力系統(tǒng)下配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計標準

我國目前的國家標準體系包括國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準。在配電網(wǎng)領(lǐng)域，隨著我國對城市規(guī)劃建設(shè)的高度關(guān)注，一系列規(guī)劃與設(shè)計規(guī)范相繼發(fā)布[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已制定了343 項關(guān)于配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的技術(shù)規(guī)范，其中包括53 項電力網(wǎng)規(guī)劃標準和229 項電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計標準。這些標準分為4 個主要類別，共涉及9 個項目，其中電源接入類別共有52 條標準，具體標準數(shù)據(jù)見表1。

表1 我國現(xiàn)行配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計相關(guān)技術(shù)標準

在數(shù)量方面，配電網(wǎng)設(shè)計涉及的設(shè)備類型繁多，專業(yè)領(lǐng)域廣泛，因此相應(yīng)的標準數(shù)量較大。然而，就數(shù)據(jù)計算而言，相關(guān)標準較尚且不完整。為確保電網(wǎng)規(guī)劃水平、電源負載訪問水平和數(shù)據(jù)計算水平的標準化，電力企業(yè)必須進行更新和強化。

2 新型電力系統(tǒng)下配電網(wǎng)規(guī)劃存在的問題

2.1 負荷側(cè)管理問題

新型電網(wǎng)環(huán)境為配電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計帶來了多方面的挑戰(zhàn)，其中負荷側(cè)管理成為影響電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運行的關(guān)鍵因素。首先，電力企業(yè)應(yīng)詳細分析用戶端的需求。隨著太陽能、風(fēng)能等分布式能源在新一代電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，負荷側(cè)供電具有更為復(fù)雜和不確定的特點。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要以負荷側(cè)的負荷為基礎(chǔ)，然而，新一代配電網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出明顯的時間、空間波動和隨機特征。

其次，負載端的管理涉及接入和有效管理分散的能源。隨著我國新一代電力系統(tǒng)中分布式電源比例的增加，中小功率設(shè)備接入配電網(wǎng)絡(luò)的情況日益普遍，因此，對其進行有效的負荷側(cè)管理顯得尤為迫切。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在考慮分布式電源（DG）接入和管理需求方面存在不足，容易導(dǎo)致負載過載、電壓失穩(wěn)等問題。為確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，必須合理管理其接入，并結(jié)合用戶行為與能量管理技術(shù)，提升系統(tǒng)的柔性。

2.2 儲能設(shè)備規(guī)劃問題

新型儲能設(shè)備的出現(xiàn)為新型配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計提供了新思路，但同時也帶來了一系列新的問題和挑戰(zhàn)。能量存儲設(shè)備需要在容量和功率之間取得平衡。在新一代電網(wǎng)中，儲能裝置的規(guī)劃必須全面考慮各種影響因素，包括負荷、電源容量、以及分布式電源的波動等。若處理能力過大，就可能導(dǎo)致資源浪費。因此，設(shè)計人員在對儲能裝置進行優(yōu)化設(shè)計時，需要進行對其負荷和能量分配的精確分析，以確定最優(yōu)的存儲容量和能力[2]。

在能量儲存設(shè)備的設(shè)計中，需考慮儲存模式的選擇問題。目前市場上已有鋰離子電池、鉛酸電池、超級電容器等。設(shè)計能量存儲設(shè)備時，電力企業(yè)需要全面考慮能量密度、功率密度、使用壽命以及費用等多個因素，以選擇最適合的存儲模式。

3 新型電力系統(tǒng)發(fā)展下配電網(wǎng)規(guī)劃改進策略

新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)后，源網(wǎng)荷三方能流融合程度持續(xù)提升，能量雙向流通層次不斷加深。與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃相似，該新配電網(wǎng)在應(yīng)用場景、規(guī)劃目標及約束條件下，依據(jù)規(guī)劃目標運行特性，構(gòu)建能夠準確描述其運行特性的數(shù)學(xué)模型，并對其進行優(yōu)化求解，得到滿足目標（限制）的規(guī)劃方案。電力企業(yè)應(yīng)針對新能源發(fā)電系統(tǒng)的特點，從規(guī)劃目標角度，將其分為發(fā)電-輸電規(guī)劃、發(fā)電-網(wǎng)側(cè)-負荷側(cè)-儲能側(cè)規(guī)劃、多能流協(xié)同規(guī)劃三個基本規(guī)劃環(huán)節(jié)，以滿足新能源發(fā)電的需求。發(fā)電-輸電規(guī)劃旨在提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量，以更好地滿足新能源的高滲透率。發(fā)電-網(wǎng)側(cè)-負荷側(cè)-儲能側(cè)規(guī)劃目標是強化網(wǎng)側(cè)-負荷側(cè)的能力，以滿足不同用戶對差異化負荷的需求。多能流協(xié)同規(guī)劃旨在提高新能源多能互補的容量[3]。配電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)模型是新一代配電網(wǎng)規(guī)劃方式的基本要求。在確保前置條件滿足的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員必須有針對性地調(diào)整決策變量、約束及目標函數(shù)?；谖覈滦碗娏ο到y(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，下文以某市一大型電力企業(yè)為例，提出幾項配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化策略。

3.1 升級部分企業(yè)標準與團體標準

在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展背景下，為確保電力企業(yè)的安全與健康發(fā)展，電力企業(yè)有必要升級一部分企業(yè)標準和團體標準。在已有的標準編制架構(gòu)基礎(chǔ)上，吸納各方力量，共同參與新的產(chǎn)業(yè)標準或國家標準的制定，最終形成一套相對完善和統(tǒng)一的新型電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計準則，以確保新型電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。通過標準的更新和完善，電力企業(yè)可以有效提升配電網(wǎng)的規(guī)劃效果和運行安全性，進一步滿足電力企業(yè)的安全要求。

該電力企業(yè)在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展背景下，積極響應(yīng)并采取措施。他們意識到有必要升級企業(yè)標準與團體標準，以確保自身的安全與健康發(fā)展。為此，該企業(yè)與相關(guān)企業(yè)合作，共同修編新的行業(yè)標準和國家標準。通過整合多方資源，該電力企業(yè)形成了一套更綜合和統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計標準。這套標準不僅促進了新型電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，也確保了該電力企業(yè)在新的環(huán)境下的安全運營。

3.2 完善源荷接入類規(guī)劃設(shè)計標準

在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展背景下，為了確保配電網(wǎng)的規(guī)劃效果和運行安全性，電力企業(yè)需要完善現(xiàn)有的源-荷界面水平設(shè)計標準。當前，我國在分布式電源和用戶接入方面的技術(shù)標準已相對成熟，然而在規(guī)劃和設(shè)計層面仍存在一些缺陷。因此，有必要對現(xiàn)有標準進行進一步的完善與補充。

該電力企業(yè)管理層經(jīng)分析研究后，在源荷接入類的規(guī)劃設(shè)計標準方面進行了改進和完善[4]。為了提高配電網(wǎng)的規(guī)劃效果和運行安全性，他們采取了三項措施：首先，在深入規(guī)劃設(shè)計的過程中，對電力接入配電網(wǎng)絡(luò)體系的設(shè)計以及高、低電壓用戶的配電網(wǎng)絡(luò)標準進行了詳細的界定。這確保了規(guī)劃方案的科學(xué)性和實用性，為后續(xù)的施工和運行管理提供了有力支持；其次，在典型接入系統(tǒng)的設(shè)計中，電力企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身情況提出了一系列具有代表性的接入方案，并詳細說明了它們的具體應(yīng)用領(lǐng)域。這些方案綜合考慮了不同地區(qū)的實際情況，包括地形、氣候、用電需求等多種因素，確保了方案的針對性和有效性；最后，為了對配電網(wǎng)規(guī)劃方案進行全面的技術(shù)經(jīng)濟評價，該企業(yè)建立了綜合評價機制。評價內(nèi)容主要包括安全性、經(jīng)濟性、互動性和可持續(xù)性等多個方面，確保了規(guī)劃方案的可行性和優(yōu)越性。

3.3 加強配電網(wǎng)的可擴展性規(guī)劃

在新型電力系統(tǒng)下的配電網(wǎng)規(guī)劃中，靈活性和可擴展性的設(shè)計是至關(guān)重要的。隨著電力系統(tǒng)的變革和能源轉(zhuǎn)型，配電網(wǎng)需要具備靈活性和可擴展性，為了滿足不斷變化的供需關(guān)系和市場需求，技術(shù)人員需要采用靈活且可擴展的設(shè)計思想，利用模塊化方法（見圖1）和可編程的控制系統(tǒng)。通過模塊化思想，配電網(wǎng)絡(luò)被劃分為多個獨立工作的模塊，以滿足不同的需求。同時，該系統(tǒng)還能根據(jù)實際工作環(huán)境進行配置與優(yōu)化，以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的柔性管理和控制。

圖1 模塊化設(shè)計

首先，在該電力企業(yè)的實踐中，他們在新型電力系統(tǒng)中采用了模塊化設(shè)計和可編程控制系統(tǒng)。通過將配電網(wǎng)劃分為獨立的模塊，電力企業(yè)能夠更靈活地調(diào)整系統(tǒng)以適應(yīng)多樣的能源資源和負荷需求[5]。與此同時，運用可編程邏輯控制技術(shù)，電網(wǎng)企業(yè)能夠基于具體的運行狀況，實現(xiàn)靈活的調(diào)度與優(yōu)化。

在進行配電網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)充分利用多能互補的特性。構(gòu)建靈活的能源系統(tǒng)是實現(xiàn)多能互補利用的一種重要手段，技術(shù)人員可使用一種靈活的能源架構(gòu)，通過考慮能源的互補和交互作用，實現(xiàn)多能源互補。結(jié)合該電力企業(yè)的實踐經(jīng)驗，還可以采用高通信帶寬和靈活配置的通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足日益增長的數(shù)據(jù)和控制交互需求。同時，該企業(yè)選擇了高度可擴展的設(shè)備，使得在用戶需求增長時系統(tǒng)可以輕松擴展。

4 結(jié)語

在新型電力系統(tǒng)發(fā)展背景下，綜合考慮碳排放問題已成為全球環(huán)境保護的關(guān)鍵，因此，電力企業(yè)必須不斷改進配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計標準和模式。此外，新型電力系統(tǒng)下的配電網(wǎng)規(guī)劃還需要充分考慮新能源接入、負荷管理和儲能設(shè)備等諸多因素。通過升級標準、推動智能化建設(shè)以及強化可擴展性規(guī)劃，電力企業(yè)可以更好地適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，以實現(xiàn)清潔、高效、穩(wěn)定的能源供應(yīng)，從而更好地適應(yīng)新型電力技術(shù)和電力市場的快速變化。