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新興能源業態將通過配電網實現互聯丨“聚焦新一代電力系統”

2021/3/4 15:17:32
為實現碳達峰、碳中和目標,高比例新能源將接入新一代電力系統,并送往千家萬戶,以提高綠電占終端能源消費的比重,同時,為實現人民對美好生活的向往,更多新型用能場景涌現,電動汽車等大量靈活負荷將接入用戶側,配電網將扮演重要角色,轉型升級成為必然。而且,隨著我國深入推進包括增量配電業務改革在內的新一輪電改,更多紅利將惠及全社會。


近日,由國網天津市電力公司“改革先鋒”張黎明主持研發的新一代人工智能配網帶電作業機器人完成了帶電接引線作業,這是配電網領域的又一項技術創新。據了解,在構建新一代電力系統的過程中,包括天津電力在內的各地電網公司持續探索配電網新技術,從單電源供電到多電源供電、“手拉手”供電,從自動化到實現智能巡檢,從取消計劃停電到配電網與5G、人工智能等技術深度融合,發展元素日趨多樣。


對于未來配電網的發展趨勢,受訪業內人士普遍認為,隨著電網轉型升級,分布式電源、電動汽車、儲能等靈活負荷在配電側接入的容量越來越大,配電網將具有廣闊的發展潛力,并成為新一代電力系統的核心。


新型負荷占比提高


我國電力系統建設曾“重發輕供不管用”,配電網建設長期處于滯后狀態。隨著近年來各地電網公司持續提高配電網自動化覆蓋率和實用化水平,配電網正加速向主動型、綜合能源互濟型電網轉型?!半S著用戶需求不斷提高,以用戶負荷的地理全覆蓋供電為目標的傳統配電網正逐步向以綠色、智能、可定制供電服務為目標的配電網轉變?!币晃徊辉妇呙麡I內人士在點評配電網發展時這樣表示。


在北京交通大學電氣工程學院教授和敬涵看來,傳統配電網大都采用單點對多點的輻射狀單方向能源傳遞結構,以上級變電站為電源,“源-網-荷”各自角色和定位十分清晰。


未來配電網將大量接入分布式電源、靈活負荷以適應可定制化供電需求,“源-網-荷”角色定位和行為特征的界限區域模糊、層面更加豐富,同時,其外部與交通、通信等領域的壁壘將逐漸打破。


“未來配電網不僅將承擔輸電網降壓供電需求,也將承擔更多本地分布式電源電力傳輸和消納職責?!比A東電力設計院智慧能源室主任吳俊宏在接受記者采訪時表示,從傳統電力系統“發、輸、變、配、用”功能定位可以看出,過去配電網承擔了輸電網降壓送電到用戶的職能,這與過去電力系統發展思路密不可分。然而,隨著技術進步及能源革命要求,以分布式電源為代表的新興能源業態將越來越多,并通過配電網這一載體實現互聯互通。


和敬涵也認為,在新基建背景下,新型負荷越來越多元,如5G基站方面,預計到2025年,將有500-600萬座5G基站,其功耗與寬帶利用率成比例,呈現日高夜低和人流密高疏低的波動性;作為移動分布式儲能裝置的電動汽車,2019年我國充換電服務電量同比增長128%,預計2025年充換電服務電量將超過500億千瓦時??梢灶A見的是,未來隨著高隨機性、高靈活性、高可靠性的新型負荷占比提高,配電網運行復雜程度將顯著提升。


“以前配電網對輸電網的依賴性很強,將來配電網與輸電網之間可能是弱聯系,甚至反過來支撐輸電網?!眳强『瓯硎?,除電力流載體外,未來配電網也會充分發揮電力信息流載體的作用,服務智慧能源、用戶互動及其他電力增值業務。


需引入社會資本做好技術創新


眾所周知,配電網近年來逐漸成為電網投資“大頭”,主動配電網、微電網、交直流混合配電網等均取得實質進展,但不容忽視的是,在構建新一代電力系統的過程中,配電網仍是整個系統的薄弱環節之一,尤其是配電網保護面臨諸多挑戰。


和敬涵表示,分布式電源、直流配電網、儲能裝置、電力電子裝備快速增加,導致配電網系統結構、運行方式和故障特性更加復雜,傳統故障分析方法和保護方案難以適應。如大量分布式發電設備接入,發電功率存在隨機性和波動性,故障電流大小和方向多變;直流配電網等新型網絡出現,網絡結構和運行方式變化,故障特征不同,需要研究發展相應的保護方法。


吳俊宏從宏觀層面分析認為,我國在改變傳統配電網過程中將遇到多方面壓力:配電網功能定位轉變的理念壓力;配電網改造及電力優化營商環境“三省”(省力、省時、省錢)“三零”(零上門、零審批、零投資)等服務目標下的資金壓力;配電網開放程度的體制壓力等,破解方法是進一步開放思想,創新融資模式,引入社會資本,務實做好技術創新工作。


奉行用戶價值與產出效益原則


受訪業內人士認為,配電網上連主網架,下連千家萬戶,是連接輸電網、分布式電源及各類用戶的重要環節,可謂“配網強則電力強”。如今,隨著科技快速發展,配電系統呈現多樣化發展態勢,相比輸電網而言,配電網發展更具潛力。


吳俊宏分析,從電網投資結構來看,隨著輸電網建設日益飽和,其建設空間越來越有限,特別是長三角等經濟發達區域更是如此,相比之下,不管是一次配電網建設還是二次配電網智能化建設,均有很大空間;從能源業態發展來看,在碳達峰、碳中和國家戰略性減碳目標為牽引的能源革命大背景下,有可觀規模的分布式可再生能源、電動汽車、用戶側儲能等設施需要接入配電網,對配電網承載能力和智能化程度提出了更高要求,同時,配電網也將由傳統的單向潮流運行模式改變為雙向潮流運行模式,為提升電網安全可靠性,也必須大力發展配電網;從市場開放性來看,在電力體制改革總目標下,達到增量配電業務條件的配電網已放開給社會資本投資,配電網的投資活力及創新力都是前所未有的。


此外,在電網轉型升級背景下,配電網也將向智慧能源系統轉型,各地配電網改造升級需結合當地發展特點進行設計,做到遠近結合、統籌兼顧,從本質上提升建設、運維、管理水平?!半娋W企業要圍繞發展目標和業務邏輯,不能一味追求高可靠性或創新性。智能配電網或配電物聯網歸根結底分為兩類業務,一類是管制性配電業務并通過輸配電價回收相關投資成本,考慮到輸配電價管制的嚴格性及用戶電價的承受力,這類業務發展需要在資金投入與可靠性提升效果之間把握平衡;另一類是市場性服務業務,這一類投資則要把握好買方需求,要以創造用戶價值及產出效益為原則進行建設?!眳强『杲ㄗh。

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