2022年11月10日，以“綠色革命 電網側用戶側多元融合”為主題的“綠色能源管理”會客廳直播欄目在能見·麒麟學院舉行。本場直播由能見科技副總經理曹開虎主持，中國電科院系統所前瞻室主任、中國電機工程學會電力系統專委會秘書長馬士聰;施耐德電氣電網解決方案資深架構師楊立璠等業內權威專家與企業伙伴圍繞“新型電力系統下配電網如何重構”“高質量城市配電網建設”“新型配電網關鍵產品如何創新”等議題進行了討論。

參與討論的嘉賓認為，新能源發電的不確定性、低邊際成本特性，使得新能源高占比場景中，電力電量總量充盈與時空不平衡矛盾突出。對此，需要加快配電網數字化、智能化轉型，滿足電力用戶對配電網智能化、高可靠性的需求，同時加快構建促進新能源消納的電價市場機制，在機制設計時需要考慮新能源與常規電源以及與用戶的配合機制，協調市場內多利益主體，實現價值提升和價值創造。

新型電力系統重構配電網

黨的二十大報告提出，積極穩妥推進碳達峰碳中和，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用，加快規劃建設新型能源體系，積極參與應對氣候變化全球治理。

在馬士聰看來，隨著新能源占比的提高，電力系統所要應對的擾動也隨之增強，且客觀存在(體現在電源側、電網側、負荷側)，由傳統法規、標準和技術構建的電力系統難以在如此擾動下可靠供電。

據國網能源院預測，2060年我國全社會用電量約為15.7萬億千瓦時，電源總裝機將達到約 80億千瓦。其中，非化石能源裝機占比和發電量占比均達到約90%，新能源裝機規模將超過50 億千瓦，裝機占比超過60%，發電量占比接近60%。由此可見，新能源占比電量供應比例將飛速提升。

在構建以新能源為主體的新型電力系統大背景下，電網的運行和調度需要適應“源網荷儲”協同互動的非完全實時平衡模式。

配電網是電網的重要組成，且直面終端用戶，是服務民生的重要公共基礎設施，也是保證供電質量、提高電網運行效率、創新用戶服務的關鍵環節。

新型電力系統下，配電網將面臨更多挑戰。首先，配網結構及運行工況的日趨復雜將為用電可靠性帶來嚴峻考驗。

其次，在新型電力系統的發展進程中，電氣設備、發電機節點、負荷節點數量均成倍增長，進而對隨之而來的數據計算和儲存提出更大需求。與此同時，配電網的復雜性為應對數據辨識處理也帶來新的難題。

從新能源大規模發展角度，負荷側的峰谷差正被不斷拉大，當前國內的電力系統靈活性調節能力亟待提升。

從電網演進趨勢看，中東部新能源主要依靠分布式開發接入配電網。截止2021年底，我國分布式風電裝機約1千萬千瓦，分布式光伏裝機約1.1億千瓦。據預測，2030年分布式新能源發電將超過3億千瓦，配電網呈現更強的“系統化”特征，交直流混聯配電網、微網、直流配網等多種形態并存，要求具備靈活配置與自治平衡能力，成為電力就地配置與供給的核心基礎平臺。

目前，配電網呈現出高滲透可再生能源、高比例電力電子設備、高增長電力負荷需求等特征，“雙碳”目標下，未來配電網的關鍵特性將發生深刻變化。

產品創新助力高質量城市配電網建設

在配電網建設中，城市配電網是發展的重點。

楊立璠指出，從現狀來說，城市配電網的挑戰更加嚴峻，不僅要持續提升供電保障能力，而且要加快提高接入高比例清潔能源與電力電子裝置的能力。

“整個城市配電網的應用非常復雜，亟需解決配電網運營管理效率低、故障難定位、研判恢復效率低、部分城市配電網抵御自然災害設防水平偏低等系列難題。而數字化技術正是打通價值鏈與實物鏈、重塑城市配電網的關鍵利器。”楊立璠表示。

“人工智能、數字孿生、交直流混合電網，將是重塑配電網的三把‘利器’。人工智能技術，可以在規劃設計、保護控制、運行管理等不同層面發揮重要作用，比如新能源出力預測和負荷預測、接地故障識別、斷路器健康預測、非侵入負荷識別與分解等不同場景;數字孿生技術，通過建模和數據映射，顯著提升電網數據的可視性、互動性、智能性;交直流混合電網技術，則可更加有效地提升分布式能源接入的能力和效率。”楊立璠說。

此外，“虛擬電廠”系統通過先進通信技術和控制架構，可實現地理位置分散的各種能源設備的聚合和協調優化。

馬士聰認為，對應城市配電網，發展“虛擬電廠”十分必要。“第一，可以通過聚合用戶側可控負荷，提高電網可調控容量占比，提升新能源并網承受能力;第二，將分布式新能源聚合成一個實體，通過協調控制、智能計量和源荷預測，解決分布式新能源接入成本高和無序并網的問題，提高分布式新能源的接納能力;第三，通過聚集分布式電源、儲能設備和可控負荷，實現冷、熱、電整體能源供應效益最大化。由于新能源高比例的接入，配電網配電系統未來承擔的作用會越來越大。”