10月13日，2021國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會在山東淄博會展中心正式拉開序幕。本屆大會以“聚力雙碳目標 ，清潔能源互聯(lián)創(chuàng)新”為主題。旨在積極響應(yīng)國家號召，圍繞能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型、新能源高質(zhì)量發(fā)展、新型電力系統(tǒng)建設(shè)、氫能/儲能技術(shù)發(fā)展、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)/示范落地/推廣應(yīng)用等展開研討、交流與成功經(jīng)驗分享，為匯聚更多相關(guān)企事業(yè)單位加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)、推進能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)新產(chǎn)品應(yīng)用、積極參與“雙碳”目標早日實現(xiàn)行動計劃等指引方向。
國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長劉海濤出席會議并發(fā)表題為《配電側(cè)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建與發(fā)展》的主題報告。他表示，在雙碳和建設(shè)新型電力系統(tǒng)背景下，配網(wǎng)雖然重要，但也還是面臨著很大的挑戰(zhàn)。特別是我國配網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀實際上存在不平衡和不均衡、不充分的情況，急需加大投資，以及技術(shù)水平的進一步提升。
以下為發(fā)言全文：
劉海濤：尊敬的各位專家，各位領(lǐng)導，很高興有機會跟大家共同分享關(guān)于新型電力系統(tǒng)在配網(wǎng)側(cè)的行動方案和思考。我的匯報分為四部分。
第一、發(fā)展背景與需求。碳中和的提出，促使我國重塑能源體系的步伐進一步加快。一是能源供給結(jié)構(gòu)的深度調(diào)整，在2030年中國的非化石能源占比將達到25%，到2060年將會達到80%。二是，能源利用方式將會發(fā)生深刻變化，以電動汽車為代表的新型可控負荷，電動化水平越來越高，中國電能在終端能源消費中的比重從2020年27%到2030將會達到40%左右，2060將會達到80%左右。三是作為能源互聯(lián)網(wǎng)層面在技術(shù)創(chuàng)新跨越式升級以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的蓬勃發(fā)展方面，導致在能源生產(chǎn)加速的清潔化以及能源消費高度電氣化和能源配置的日趨平臺化以及能源利用的高效化。
3月15日，習總書記提出以構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，能源格局的變化必然會使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)的形態(tài)以及負荷特性和運行特性發(fā)生深刻的變化。急需構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)在配網(wǎng)側(cè)怎么去構(gòu)建，也就是說配網(wǎng)側(cè)將成為新型電力系統(tǒng)的主戰(zhàn)場，國家電網(wǎng)公司也給出了定義。
從配網(wǎng)側(cè)來說，為什么是主戰(zhàn)場，配網(wǎng)側(cè)基本上通過配網(wǎng)作為平臺來接入，配網(wǎng)將發(fā)生重大的變革，從電能傳輸和分配為主體通道式的設(shè)施，轉(zhuǎn)換為平臺型的基礎(chǔ)設(shè)施，是一個平臺聚集和分配的平臺效應(yīng)資源，所以配網(wǎng)將成為新型電力系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主戰(zhàn)場。
在雙碳和新型電力背景下，配網(wǎng)雖然重要，但也還是面臨著很大的挑戰(zhàn)。特別是我國現(xiàn)狀配網(wǎng)發(fā)展實際上存在不平衡和不均衡、不充分的情況，配網(wǎng)急需要加大投資，在技術(shù)水平上也要進一步提升。另外隨著分布式能源、電動汽車以及新型儲能大規(guī)模涌現(xiàn)，配網(wǎng)節(jié)點分布廣泛，電力電子化顯著，運行工況靈活多樣的特征，會造成深刻的影響。按照統(tǒng)計，到2025年分布式電源的新裝機容量在國家電網(wǎng)公司的范圍內(nèi)，至少要達到1.8億千瓦時。到2030年，預(yù)計是達到3.5億千瓦時，現(xiàn)在新型儲能在配網(wǎng)側(cè)也會有爆發(fā)式增長，剛才淄博市政府說新型儲能2025年要達到100萬千瓦，在配網(wǎng)側(cè)國家電網(wǎng)公司在做統(tǒng)計時，預(yù)計在2025年要達到5900萬千瓦，2030年要達到7000-8000萬千瓦，甚至上億的程度，所以對配網(wǎng)的挑戰(zhàn)是極其大的。
第二、匯報在上述挑戰(zhàn)背景下，如何構(gòu)建配網(wǎng)側(cè)的新型電力系統(tǒng)，也就是新型電力系統(tǒng)在配網(wǎng)側(cè)如何去重塑配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進一步把配電網(wǎng)項目向能源互聯(lián)網(wǎng)的升級的思路。
我們認為，構(gòu)建以新能源為主體在配網(wǎng)側(cè)的新型電力系統(tǒng)，將是以堅強、柔性、透明、智慧的配電網(wǎng)為骨架，以電能高效利用為血液，以先進能源技術(shù)、數(shù)字技術(shù)為手段，通過電熱氣冷等各類能源的靈活轉(zhuǎn)換，“源網(wǎng)荷儲”各類可調(diào)資源的優(yōu)化配置，實現(xiàn)新能源發(fā)電并網(wǎng)高質(zhì)量消納從而達到我們近零的目的。
在總體思路背景下，實際上提出了清潔化、柔性化、透明化、安全化四方面的特征，在這幾方面是大同的，但也存在一些細微的針對性的特色點。在配網(wǎng)側(cè)現(xiàn)在產(chǎn)銷一體的模式，既是能源的生產(chǎn)者，又是能源的消費者，在低碳化、清潔化方面要以清潔為主導，以電為中心，現(xiàn)在搞能源互聯(lián)網(wǎng)以電作為中間介質(zhì)，作為一個最便捷，也是最經(jīng)濟的一種手段。
在柔性化方面，在配網(wǎng)涉及到的資源越來越多，這種資源如何進行利用，如何進行資源的靈活可控，第一個是清潔化，第二個是柔性化。
在可靠性配網(wǎng)，現(xiàn)在服務(wù)于千家萬戶，直接面向用戶，可靠性要求越來越高，怎么再把配網(wǎng)具有韌性、彈性這種情況下，提高配網(wǎng)的韌性化，主要是整個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和整個設(shè)備可靠性方面進行提升。
關(guān)于透明化，實際上作為數(shù)字賦能，通過廣泛的互聯(lián)和感知，實現(xiàn)全環(huán)節(jié)的可觀可測和可控，為配電網(wǎng)實現(xiàn)高的透明化視角。
四個方面是“四個化，清潔化、柔性化、韌性化和透明化，實際上透明化就是數(shù)字化。我們認為清潔化作為內(nèi)生動力，柔性化作為一種必然形態(tài)，韌性化也是在長期實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)在配網(wǎng)側(cè)的保障手段，透明化是在下一步發(fā)展的手段。
圍繞上述四化，我們給出了一個路徑，就是四個方面的重點任務(wù)。在清潔化方面要加快綠色轉(zhuǎn)型，打造低碳的配網(wǎng)，一是配網(wǎng)的運行效率降損以及低能耗設(shè)備的接入。二是在配網(wǎng)側(cè)的源端的高比例接入，以及分布式能源微網(wǎng)的協(xié)調(diào)式發(fā)展。另外在終端側(cè)的高效消納。
關(guān)于在安全科考網(wǎng)架建設(shè)方面，首先對新的形態(tài)如何進行規(guī)劃，這是下一步的重點。二是高承載力，現(xiàn)在大量的靈活資源接入如何有彈性和韌性的承載力，很關(guān)鍵。第二、新型電力系統(tǒng)建設(shè)以后，尤其在配網(wǎng)側(cè)，對應(yīng)急災(zāi)害的抗災(zāi)能力，特別是這幾年國家，包括河南出現(xiàn)了萬人會戰(zhàn)，配網(wǎng)的科技工作者和建設(shè)工作者基本上都聚集在河南，充分顯示出在這個方面提前謀劃。
第三關(guān)于剛才說的柔性，主要是通過即插即用調(diào)節(jié)手段。
最后是數(shù)字賦能，主要還是在全環(huán)節(jié)數(shù)字賦能，另外要構(gòu)建整個配網(wǎng)的物聯(lián)化的生態(tài)。
下面簡要匯報在以上思路背景下如何去實現(xiàn)涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)和典型場景。
這個圖列出的是在對新型電力系統(tǒng)，特別是在配網(wǎng)側(cè)如何迅速賦能，實現(xiàn)加快配網(wǎng)側(cè)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，從剛才康院長發(fā)布的能源互聯(lián)網(wǎng)報告的三層架構(gòu)和四層體系上是相同的，類似的。我們從能源技術(shù)網(wǎng)架到信息支撐以及價值創(chuàng)造三個層面來說，能源架構(gòu)里面從源—網(wǎng)—荷—儲四個角度都認為比較重要，也是具有顯性代表，另外是變革性技術(shù)的。第一是源側(cè)的分布式技術(shù)，這個技術(shù)實際上解決傳統(tǒng)的分布式光伏接入，分布式資源接入帶來的對電網(wǎng)的沖擊性比較大的一些問題。二是虛擬同步的充電技術(shù)，是從荷端，另外是儲，現(xiàn)在除了新型的儲能，電池儲能，分布式分散式的儲能模式一定會在配網(wǎng)要大面積推廣和發(fā)展。
另外，現(xiàn)在的移動式靈活配置資源，移動式的儲能車、移動式的充電，按照劉總提出的充電寶，各種充電技術(shù)，應(yīng)該說是在儲測，網(wǎng)測，配網(wǎng)一定是交流和直流，直流一定是從低壓的慢慢滲透，從直流技術(shù)一定要長在交流里面慢慢融合，才實現(xiàn)整個配網(wǎng)的柔性化，我們現(xiàn)在做的臺性互聯(lián)技術(shù)是其中的典型。
另外在信息支撐層有三大技術(shù)，配電物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算技術(shù)，把分散化的能源聚合節(jié)點，最典型的就是智慧臺區(qū)，智慧臺區(qū)邊緣計算，把臺區(qū)側(cè)的光伏、儲能、可控資源、電動汽車整個來一個整合。第二個在通道管道方面的通信技術(shù)很多，特別是配電網(wǎng)的信息怎么來?現(xiàn)在的本地組網(wǎng)技術(shù)必須是多模式的，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫切換的多膜通信技術(shù)。另外作為大量的分布式能源接入，各種靈活資源接入之后，安全性怎么辦?從社會本體到系統(tǒng)化的計算等方面的安全防護，也是關(guān)鍵。
另外在平臺層，我們現(xiàn)在已經(jīng)對如何數(shù)字賦能方面，數(shù)字孿生技術(shù)，資源配置與管控技術(shù)，資源配置與管控技術(shù)，作為能源互聯(lián)網(wǎng)資源配置平臺是關(guān)鍵性的一個解決方案。也就是說，現(xiàn)在大量的資源實際上都是通過配網(wǎng)接入的，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)出現(xiàn)以后，有的資源直接通過互聯(lián)網(wǎng)手段到云平臺，但是跟真正物理架構(gòu)和物理能源交互一定是跟配網(wǎng)交互，互聯(lián)網(wǎng)+這種手段是一定需要的，但是缺乏資源配置的平臺，配網(wǎng)現(xiàn)在的運行狀態(tài)和他的可用容量以及承載能力沒有掌握，整個系統(tǒng)是不均衡的。
在資源配置基礎(chǔ)上，剛才幾位院士和康老師都提到了虛擬電廠技術(shù)，這個技術(shù)是一個系統(tǒng)性工程，我講的是虛擬電廠的運營管控，在資源配置平臺和幾大技術(shù)的基礎(chǔ)上，把資源聚合起來，所以這里主要從體系上給大家匯報在配網(wǎng)側(cè)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，我們認為這很關(guān)鍵的，是升級化的代表性技術(shù)。
我們在配網(wǎng)側(cè)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，除了十個技術(shù)之外的典型場景，現(xiàn)在也有許多解決方案，目前從各個角度在提不同的解決思路。實際上形成四位一體、分層分散，實現(xiàn)整個分布式資源，從臺區(qū)內(nèi)、臺區(qū)間以及跨區(qū)域分散消納，因為我們必須從最小單元，分布式電源的大量接入首先是就地化的平衡，然后才是跨區(qū)的消納，這是一個大的場景。
第二典型應(yīng)用場景是高密度電動汽車充電設(shè)施的接入與電網(wǎng)互動。剛才提到的虛擬充電技術(shù)，實際上是一種對電網(wǎng)或分布式電源接入的沖擊往往在電網(wǎng)公司建設(shè)過程當中，在接入容量以及各種承載力上面還是做過一些分析，是有計劃的。電動汽車的接入，這個沖擊真正要大到直流充電樁接入對電網(wǎng)的沖擊比分布式電源還要大，所以我們想通過一種互動的手段來實現(xiàn)電動汽車的有序充電。
第三是作為一種虛擬電廠的形式，參與電力交易，這個我就不展開了。
第四，下一步在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程當中配網(wǎng)側(cè)是必然發(fā)展的一個階段，如果發(fā)展好了，一定是配位一體高度融合的管控體系，一定是一種蜂窩狀的運行模式。
圍繞上述的關(guān)鍵技術(shù)和典型案例，國家電網(wǎng)公司特別是中國電科院，已經(jīng)在多能配送的主動循環(huán)網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新型的能源電力數(shù)字化平臺方面形成了三大解決方案。
最后是展望。剛才兩位院士對能源結(jié)構(gòu)和綠色發(fā)展提出了一些很好的愿景，作為配網(wǎng)側(cè)的新型電力系統(tǒng)，我認為一樣也是一個長期演進的戰(zhàn)略目標，從網(wǎng)架重塑等下功夫，我們愿意與聯(lián)盟當中的各個單位和廣大的從業(yè)者共同努力，為我國碳中和碳達峰的目標新型電力系統(tǒng)建設(shè)貢獻我們的力量，為我國能源轉(zhuǎn)型賦能，謝謝。
(本文根據(jù)會議現(xiàn)場發(fā)言嘉賓的速記整理而成，未經(jīng)本人審核。)
