配電網連接著電力主網和千家萬戶,是重要公共基礎設施。在能源轉型的大背景下,分布式光伏等新能源大規模接入電網,給配電系統帶來更多不確定性、隨機性。因此,打造智慧配電網,以配電網高質量發展支撐新型能源體系和新型電力系統建設成為當前電力系統的核心。
配電網將迎來顛覆式變革發展
我國分布式新能源發展迅速,截至2023年底裝機規模已超過2.5億千瓦,新增裝機規模同比增長超八成,據中國電力企業聯合會預計,到2024年底,新能源發電裝機規模將達到13億千瓦左右,占總裝機比重上升至40%左右。
分布式電源、微電網、直流負荷、分布式儲能等新要素的廣泛接入,以及負荷聚合商、虛擬電廠、車網互動等新業態的不斷涌現,使得當前配電網的發展面臨諸多新問題。如分布式電源大規模并網導致部分地區線路重過載、電壓越限,給配電網安全穩定運行帶來挑戰;源荷儲的不確定性和多主體性導致配電網的規劃設計、調度運行、協同控制變得更加復雜等。
為解決上述問題,亟須推動配電網的建設改造和智慧升級。
2024年2月6日,國家發改委、國家能源局聯合發布了《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》(以下簡稱《意見》),對新形勢下配電網的高質量發展提出具體要求。這是我國提出構建新型電力系統以來,國家部委層面首次以正式文件形式指導配電網建設。
《意見》中提出,要在增強保供能力的基礎上,推動配電網在形態上從傳統的“無源”單向輻射網絡向“有源”雙向交互系統轉變,在功能上從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變,并鼓勵多元主體投資配電網,創新投資方式。
該《意見》緊扣新形勢下電力保供和轉型目標,堅持規劃引領、強化全程管理、協同推進建設,將全面提升城鄉配電網供電保障能力和綜合承載能力,加快推進配電網數字化轉型,促進配電網高質量發展。
支撐智慧配電網的配微協同體系
配電網覆蓋城鄉區域,連接千家萬戶,是保障電力“落得下、用得上”的最后一公里,在落實國家戰略部署、支撐經濟社會發展、推動能源轉型等方面發揮著“主戰場”“主力軍”作用。當前階段,由于海量分布式源、荷、儲資源接入區域配電網,造成源荷空間分布不均,傳統配電的網架承載能力、感知能力、運行能力均有待提高。
針對以上問題,浙達能源示范性建設有多場景聯絡能力的配網網架,能預警故障缺陷的配網感知能力,以及配微協同優化的配網運行機制,構建“配微協同”的智慧配電網建設方案。
該方案以構建配微協同運行能力和微網內部優化運行能力為核心思路,圍繞配網需求統一協調配網資源和微網資源,包括日常經濟協同和緊急異常協同;不僅能保障微網經濟可靠,更能保障配網運行人員對電網側的臺區微網和用戶側的園區微網時時可觀可測可調可控。
在配網網架層面:多用途低壓配網能量路由器支持交直互聯、跨區互聯等各種配網互聯場景,適用電壓治理、重過載轉供、停電備用等各類配網安全場景,以及光儲協同、網損優化等各種經濟運行場景,有效提高配網的潮流承載能力,增加轉供通道,提高供電可靠性。
在配網感知層面:基于行波的配網故障智能診斷和缺陷態勢感知技術不僅可以精確發現故障、定位故障、處置故障,還可以在有源配電網背景下主動預警配網線路缺陷,為配網主動運維、精準轉供提供更好支撐。
在配微協同層面:通過配網全局經濟優化,開展微電網與配電網的高效協同,優化能量流動,實現能源的最優配置和利用,降低運營成本,提升電網的安全性和可靠性,為實現綠色能源消納提供強有力的支持。
在微網優化層面:通過構建用戶側源、荷、儲、充微電網能量管理單元,實現了用戶內自主平衡與外部能量交互,促進微網與配網的協同運作,有效提高能效和降低成本,進而推動微電網向智能化發展,為用戶和電網創造更高的價值。
配微協同的現代智慧配電網建設(圖源自國網杭州供電公司)
浙達能源面向主配微協同運行的未來方向,根據不同地區的實際情況,實現分層分級規劃的聯動,因地制宜打造與能源資源稟賦、經濟社會發展水平相匹配的智慧配電網。目前該方案已在浙江等地成功取得了落地實踐,通過加強配電網的互聯互通和智能控制,助力提升電網的雙向互動、轉供和調峰能力,為清潔能源的健康發展和就地消納提供有力支持。