隨著分布式電源與新型負(fù)荷的快速發(fā)展，配電網(wǎng)逐步向源網(wǎng)荷儲融合互動、與上級電網(wǎng)靈活耦合的電力網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。日前，《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)、《配電網(wǎng)安全風(fēng)險管控重點行動工作方案》接連發(fā)布。近日，記者就配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展采訪了中國工程院院士、天津大學(xué)教授王成山。
“雙碳”背景下的配電網(wǎng)發(fā)展趨勢
記者：在您看來，新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為“雙碳”目標(biāo)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵性因素，正處于技術(shù)爆發(fā)的階段。在技術(shù)發(fā)展的同時，電力行業(yè)還將出現(xiàn)哪些新趨勢、新業(yè)態(tài)?
王成山：電力系統(tǒng)從來沒有像現(xiàn)在這樣，需要那么迫切地去交叉融合。這個趨勢是雙向的交叉融合，且前景廣闊、需求迫切。一是電氣工程學(xué)科的內(nèi)部融合;二是與外部的學(xué)科融合，比如人工智能、信息工程;三是能源業(yè)態(tài)融合，比如綜合能源服務(wù)、氫電耦合等。
記者：“雙碳”目標(biāo)對基于新型電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)有何新的要求?
王成山：配電網(wǎng)在保障電力供應(yīng)、支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、服務(wù)改善民生等方面作用重大，特別是在“雙碳”背景下，配電網(wǎng)的支撐作用更加凸顯。它是分布式電源、充電樁的接入載體，是實現(xiàn)各種分布式能源綜合高效利用、電力用戶節(jié)能減排的關(guān)鍵支撐。近年來，臺風(fēng)、雨雪冰凍等極端天氣造成配電網(wǎng)故障的情況時有發(fā)生。同時，分布式新能源快速發(fā)展，新能源汽車及充電樁規(guī)模日益增大，電力市場建設(shè)不斷推進(jìn)。這對配電網(wǎng)的軟硬件系統(tǒng)、市場機(jī)制建設(shè)都提出了更高要求。
配電網(wǎng)建設(shè)面臨諸多挑戰(zhàn)
記者：對于配電網(wǎng)承載能力，《指導(dǎo)意見》提出，到2025年，具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力。您認(rèn)為，配電網(wǎng)發(fā)展將面臨哪些挑戰(zhàn)?
王成山：從裝備到結(jié)構(gòu)、從規(guī)劃到運(yùn)行、從運(yùn)營到市場，配電網(wǎng)面臨著諸多挑戰(zhàn)。
一是保供基礎(chǔ)還需進(jìn)一步夯實。通過近20年的不斷投資和建設(shè)改造，我國配電網(wǎng)的供電能力和供電可靠性都有了很大提高，特別是在一些較發(fā)達(dá)的城市或地區(qū)，配電網(wǎng)運(yùn)行水平已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。但在一些城鎮(zhèn)，特別是老舊小區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)還比較薄弱，潛在的運(yùn)行風(fēng)險大，抗災(zāi)能力不足，智能化水平亟待提高。
二是對新能源和新興業(yè)態(tài)的承載力不足。伴隨著分布式光伏、新能源汽車的發(fā)展，配電系統(tǒng)中儲能的容量正在快速增加，但如何發(fā)揮好儲能的作用，真正利用儲能解決問題，還需要不斷實踐探索。同時，微電網(wǎng)、交直流混合配電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)廣泛應(yīng)用，配電網(wǎng)的業(yè)態(tài)也將發(fā)生重大變革，需要提升配電網(wǎng)的承載能力，支撐我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展。
三是需要加強(qiáng)配電網(wǎng)發(fā)展各環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌銜接，進(jìn)一步強(qiáng)化全過程管理。在規(guī)劃工作中，既要做好配電網(wǎng)與新能源電源、充電樁、儲能等的協(xié)同規(guī)劃，又要加強(qiáng)與城鄉(xiāng)總體規(guī)劃和國土空間規(guī)劃的銜接，同時還要做好與其他基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃;在項目投資管理中，既要加大電網(wǎng)企業(yè)的投資力度，又要鼓勵多元主體投資，創(chuàng)新投資方式;在工程建設(shè)中，需要多部門協(xié)調(diào)，各種市政建設(shè)工程協(xié)同;在調(diào)度運(yùn)行機(jī)制上，要充分利用用戶側(cè)資源消納可再生能源電力，利用微電網(wǎng)、虛擬電廠等實現(xiàn)電力供需互動、源荷儲聯(lián)動，充分利用好市場機(jī)制。
記者：配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)轉(zhuǎn)型是一個長期的過程，您認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展?
王成山：未來，配電網(wǎng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、市場機(jī)制等方面都將發(fā)生重大變革。要推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，還需要做到以下幾點。
一是加強(qiáng)規(guī)劃引領(lǐng)。規(guī)劃是配電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，加強(qiáng)規(guī)劃引領(lǐng)可以有效提高配電網(wǎng)建設(shè)的投資效益，實現(xiàn)配電網(wǎng)形態(tài)轉(zhuǎn)變過程中的提質(zhì)增效。
二是堅持系統(tǒng)觀念。配電網(wǎng)直接面向電力用戶，需要堅持統(tǒng)籌銜接各種資源要素，在新型配電網(wǎng)的發(fā)展過程中更好地滿足用戶的需求。
三是推動創(chuàng)新突破。近年來，分布式新能源、新型儲能、充電樁、微電網(wǎng)、虛擬電廠等快速發(fā)展，需要配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)形態(tài)上加以改變，以便更好地利用這些主體自身的調(diào)控能力。同時，配電網(wǎng)運(yùn)行模式也要不斷創(chuàng)新，為大量新主體參與電網(wǎng)運(yùn)行創(chuàng)造條件。
有效提升電力供需互動水平
記者：配電網(wǎng)發(fā)展不僅是供給側(cè)需要考慮的問題，也涉及到需求側(cè)。《指導(dǎo)意見》希望解決的主要卡點、堵點問題同樣位于需求側(cè)。您如何看待下一步電力系統(tǒng)供需互動的發(fā)展?
王成山：在我國靈活性電力調(diào)節(jié)資源短缺的情況下，提升電力供需互動水平成為保障系統(tǒng)安全和高比例新能源消納的重要手段。先進(jìn)儲能技術(shù)的應(yīng)用與用戶側(cè)互動資源的挖掘，對新型電力系統(tǒng)源荷平衡至關(guān)重要。
實際上，“源隨荷動”的時代已經(jīng)過去，現(xiàn)在我們強(qiáng)調(diào)源荷互動，要加強(qiáng)負(fù)荷側(cè)參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的能力。未來，用電量會進(jìn)一步增長，但配電網(wǎng)很難再成倍地增加容量，也就是很難“再建一個配電網(wǎng)”，必須采取新的措施和技術(shù)手段縮小峰谷差、降低峰荷、優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。電力供需互動形式既體現(xiàn)在單側(cè)互動也體現(xiàn)在雙側(cè)互動，供需單側(cè)互動主要包括供方發(fā)電權(quán)交易和需方用電權(quán)交易等，而供需雙側(cè)互動包括需求側(cè)響應(yīng)等。
記者：從研發(fā)角度，您認(rèn)為電力供需互動技術(shù)在實現(xiàn)多重目標(biāo)的過程中將面臨何種挑戰(zhàn)?
王成山：從技術(shù)類型來看，供需互動技術(shù)目前主要包括以下6項：考慮隱私保護(hù)的多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、靈活資源的精準(zhǔn)畫像與互動能力的評估技術(shù)、市場機(jī)制下基于云端的電網(wǎng)調(diào)控靶向決策、用戶側(cè)基于邊端的供需互動自主響應(yīng)決策、電力供需互動管理、電力供需互動邊緣控制。技術(shù)領(lǐng)域目前主要面臨3個挑戰(zhàn)：規(guī)?；`活資源動態(tài)聚合和特征提取、電力供需互動精準(zhǔn)調(diào)控、研發(fā)多層級供需互動系統(tǒng)與控制終端。
電力供需互動可以實現(xiàn)多種功能，如移峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻、局域電網(wǎng)源荷平衡、應(yīng)急保供電等。提升電力供需互動水平，亟須建立市場環(huán)境下多時間尺度、多主體、多目標(biāo)供需平衡主動響應(yīng)的電價模型、激勵機(jī)制。
電力供需互動依賴市場機(jī)制、技術(shù)和政策支持。需要盡快出臺鼓勵智能用電、引導(dǎo)負(fù)荷聚合商參與等一系列支持政策。在實際應(yīng)用中，如何提高海量用戶的互動意愿，進(jìn)一步有效聚合用戶資源并實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控是電網(wǎng)供需互動技術(shù)的難點問題，需要提出行之有效的解決方案。
記者：展望未來，您認(rèn)為還有哪些供需互動應(yīng)用場景可以進(jìn)一步探索?
王成山：充分挖掘電力供需互動環(huán)節(jié)的潛力，是推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。需要推廣應(yīng)用負(fù)荷需求側(cè)響應(yīng)與智慧用能等技術(shù)，打破相關(guān)技術(shù)在示范落地、市場推廣上的瓶頸。
未來，應(yīng)推動基于大數(shù)據(jù)大模型的應(yīng)用落地實踐，著力提升工業(yè)高載能負(fù)荷靈活性，加強(qiáng)居民類海量負(fù)荷供需互動、工商業(yè)建筑“光儲直柔”互動，構(gòu)建切實有效的車網(wǎng)雙向互動體系，推動共享儲能、虛擬電廠等技術(shù)的大范圍、規(guī)?；瘧?yīng)用。
總之，由于供需互動技術(shù)直接涉及廣大電力用戶，相關(guān)的市場機(jī)制、互動模式、技術(shù)架構(gòu)、硬件和軟件系統(tǒng)都需要不斷創(chuàng)新并落地實施，雖然難度大，但市場前景廣闊。(記者 王偉 王若溪 熊榮華對本文亦有貢獻(xiàn))
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