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配电投资连超输电 未来呼唤更加灵活智能配网系统

作者:赵冉 来源:中国电力新闻网 发布时间:2021-02-26 浏览:
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中国储能网讯:近年来,国家能源主管部门与电网企业形成工作合力,坚持以可靠性为中心的规划理念,通过持续加大投资,应用新技术、新产品、新工艺,提高装备水平,配网规模大幅提升,供电可靠性和供电质量持续提高,智能化建设成效显著。配网侧接入电源中,新能源占比进一步提高;充电服务网络逐步完善,充换电设施体系初步形成。截至2020年,配电网投资连续7年超过输电网。

截至2020年,新一轮农网改造升级、“三区三州”和抵边村寨农网改造升级、世界一流城市配电网建设、小康用电示范县等配电网工程圆满收官,取得显著成效。中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高,供电质量达到国际先进水平;城镇地区供电能力和供电安全水平显著提升,有效提高供电可靠性;乡村地区电网薄弱等问题得到有效解决,切实保障农业和民生用电。

投资重点明确突出 供电质量稳步上升

“累计投入10.2亿元专项资金,完成迪庆、怒江地区110千伏及以下项目681项,新建或改造35千伏及以上变电站19座,10千伏配变687台、10千伏及以上线路900千米”——南方电网承担的国家“三区三州”和抵边村寨农网改造升级攻坚任务在2020年上半年全部完成,3年累计投入17亿元,显著提升了这些地区的供电能力和供电质量。

2020年的配网建设,“三区三州”和抵边村寨农网改造升级是浓墨重彩的一笔。上半年,有关省份提前完成了“三区三州”、抵边村寨农网改造升级攻坚三年行动计划,显著改善了深度贫困地区210多个国家级贫困县、1900多万群众的基本生产生活用电条件。我国农村平均停电时间从2015年的50小时降低到2020年的15小时左右,综合电压合格率从94.96%提升到99.7%,户均配电容量从1.67千伏安提高到2.7千伏安。

“十三五”以来,我国电网投资建设向配网、农网倾斜。国务院部署实施新一轮农网改造升级,共计安排下达农网改造升级中央预算内投资532亿元,撬动企业自有资金、银行贷款等社会资金1259亿元。国家新一轮农网改造升级工程共完成160万口农村机井通电,涉及农田1.5亿亩;为3.3万个自然村通上动力电,惠及农村居民800万人。

十三五初期,国家发展改革委发布《关于加快配电网建设改造的指导意见》,要求“着力解决配电网薄弱问题,提高新能源接纳能力,推动装备提升与科技创新,加快建设现代配电网络设施与服务体系,”此后,国家能源局发布 《配电网建设改造行动计划(2015—2020年》,从7大方面对配电网建设改造任务提出目标,要求2015~2020年,配电网建设改造投资不低于2万亿元;到2020年,中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高,城镇地区供电能力及供电安全水平显著提升。

随着网架持续改善和设备设施的不断升级,供电质量逐步提升,用户停电时间采集更加准确、电网抵抗自然灾害能力更加强。据国家能源局信息,2020年第四季度,全国50个主要城市供电企业用户供电可靠性继续保持较高水平,平均供电可靠率为99.948%,用户平均停电时间为1.15小时/户,用户平均停电次数为0.26次/户。

网架结构日趋合理 主动配网引领潮流

2020年,国网上海电力交出亮眼成绩单:上海全域供电可靠率达“4个9”(99.9923%),核心区供电可靠率突破“5个9”(99.9991%),迈入国际先进行列。针对变电站间负荷转供能力和平衡能力不足、变电站直送用户线路利用率不高等问题,上海电力首次提出10千伏“钻石型”城市配电网发展思路。到2020年,国网上海电力已规划“钻石型”电网30组,立项23组,建成20组。目前,已建成的“钻石型”电网平均供电可靠率高达99.9996%。

“十三五”以来,国家电网坚持目标网架引领,电网结构日趋合理。高压配电网方面,城网以110(66)千伏和35千伏链式、环网、辐射式结构为主,占比在2019年95.94%的基础上进一步提升,主变压器、线路N-1通过率全面提升,农网110(66)、35千伏电网辐射式结构比例由2015年的42.81%降低至2019年的38.7%,主变压器、线路N-1通过率较2015年提升4个百分点以上。

中压配电网方面,城网10千伏架空网以多分段适度联络为主、电缆网以单环网为主,10千伏主干线路联络率由2015年的83.98%提高至2019年的92.60%,线路N-1通过率由76.89%提高至86.03%;农网10千伏线路以辐射式架空网为主,联络率由2015年的43.58%提高至2019年的63.48%,线路N-1通过率由37.41%提高至55.74%。

衡量配电网水平的可靠性指标节节攀高,但同时,配电网也面临分布式清洁能源、充电桩等接入带来的新挑战。截至2020年10月,我国公共充电桩保有量66.65万台,充电站4.33万座,配建私人充电桩数量83.11万台。我国建成了世界上充电设施数量最多、辐射面积最大、服务车辆最全的充电设施体系。2020年第四季度,全国新增并网分布式光伏装机701万千瓦,同比增长78.4%。截至12月底,全国分布式光伏装机7831万千瓦,占光伏总装机比重30.9%。分布式电源装机规模快速增长,分布式电源占配网接入电源额定容量比重持续攀升,分布式电源渗透率由2015年的1.70%至2019年已上升至4.70%。

随着大规模分布式电源及电动汽车充电桩等多样性负荷的接入,传统配电网面临着短路电流增大、清洁能源消纳能力不足、能效水平降低、潮流控制和电能质量控制难度增加等诸多挑战。在江苏、浙江、河北等省一些先进区域,主动配电网迎合发展趋势,在有条不紊地研究示范。

浙江省电力公司以未来高比例可再生能源并网的主动配电系统为研究对象,建立含高渗透率可再生能源配电系统的规划典型方法,实现分布式电源与可控负荷、储能的协调配置。2020年,共服务20176个分布式光伏项目并网,容量约144.93万千瓦。通过主动配电网,实现了主动规划、主动管理、主动控制、主动服务及负荷侧主动响应、电源侧主动参与,高水平消纳了光伏发电等清洁能源,同时保证电网稳定运行。

与用户侧紧密耦合 配网结构将更加灵活

“‘十四五’期间,中国电力配网系统将面临诸多新挑战。一方面,数字新基建、电动汽车充电桩、电能清洁取暖等将引发电力需求剧增,需要配网系统提供足够的容量和高可靠性电力。另一方面,光伏‘产能楼宇’、低速风电、其他分布式电源的接入需要配网系统能够更加有效地吸纳这些不稳定的分布式电源。在电网运营上,储能技术和包括电动汽车电池在内的储能设施,需要与配电网产生充放电互动,而综合能源服务、需求侧响应和基于数字技术的‘ 虚拟电厂’都在呼唤着更加灵活互动的配网系统。” 北京国际能源专家俱乐部与亚洲开发银行、北大能源研究院联合举办的“建言‘十四五’能源发展”论坛上这样总结到。

这个包含多位行业知名专家的论坛分析,配电网作为连接能源生产、转换、消费的关键环节,在能源革命的新要求下其功能也将升级。配电网将承接、配送上级电网的大规模电力,灵活接入各类分布式能源,并通过电网、气网、热网间能量流的交互实现多种能源形式的互联互通互补。

“‘十四五’配网投资仍将高于主网。从存量来讲,主网基础较好;而相对来说,配网投资需求较大。现在清洁能源发展等新的要素大多集中在配网,对配网网架建设、信息化、自动化等方面的要求提升很快。”国网能源研究院电网综合研究所副所长靳晓凌接受记者采访时表示。

“分布式的清洁能源点多面广,就像撒芝麻一样,它的并网点也非常多。未来密集的分布式电源并网点很多,渗透率增高以后,电网双向潮流会比较普遍,对配网运行的灵活性会有更高的要求。像主网目前基本都是环状的一样,今后对配网的结构也有更高的要求,在网架、接线方式等方面都会更加追求灵活性的设置。”

上述多位专家同样认为,电网发展重心由输电网向配电网转移,是加快能源转型的需要。配电网正成为电力系统的核心。配电网作为能源互联网建设的核心环节,需要进一步提升配电网数字化、智能化水平,引领多能耦合互补、多源聚合互动,培育新业态、创造新价值,从技术、功能、形态上推动配电网向能源互联网转型升级。

“‘十四五’将国家清洁能源战略更好融入电力规划顶层设计,推动电力规划从供应侧、输电网向配网侧、用户端延伸。”中电联《2020-2021年度全国电力供需形势分析预测报告》建议,在用户侧和配电网紧密耦合的趋势下,以客户需求为导向,通过开展配电网差异化规划来满足终端用能需求。今年电网将加快构建大规模源网荷储友好互动系统,通过源网荷储协同互动的整体解决方案,增强电网柔性调节能力,并基于柔性输电技术加强电网弹性。

关键字:储能,配电网

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