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蓝冠注册_“数智+能源”:配电网融合创新之道

北极星智能电网在线讯:配电网覆盖城乡区域,连接千家万户,承担着广泛的政治责任、经济责任和社会责任。在市场和政策驱动下,分布式发电、电动汽车、新型储能迎来爆发式增长,配电网在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面面临的挑战日益显著,其物理形态、数智形态、商业形态正发生深刻变革。

在推进中国式现代化、建设新型能源体系的新时代,保障电力安全可靠供应仍是配电网发展的首要责任,支撑能源清洁低碳转型成为配电网发展的重要任务,配电网发展面临更高要求、更高标准。

在新的挑战与机遇下,亟需以“数智与能源融合创新”为抓手,建设数智化配电网,以数字化、智能化的配电网为平台,促进资源与市场的高效互动,激发能源电力领域的新质生产力,推动“双碳”目标的实现,服务中国式现代化建设。

机遇与挑战:多元要素爆发式增长

海量分布式光伏、电动汽车、新型储能等多元要素的接入,对配电网的供电保障能力、清洁能源消纳能力、多元负荷承载能力、优化配置资源能力等提出极高要求。2024年2月,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,明确提出到2025年配电网承载力和灵活性显著提升,具备5亿千瓦左右分布式新能源、1200万台左右充电桩接入能力。

相较于电网主网,配电网具有点多面广、发展差异大、自愈能力不足、运行控制手段有限等特点。电网和社会企业为了实现规模化的分布式新能源被全额消纳,需要投资大量设备,以满足新能源大发的部分时段电网的安全可靠运行要求。因此,满足分布式新能源全额消纳、降低投资改造成本和保障电网安全运行,三者形成了难以破解的“三元矛盾”,堪称配电网的“不可能三角”。这既是电网公司配电网建设面临的挑战,也是社会投入和产业发展领域的重大机遇,具体会在以下三个方面产生深远影响。

一是运行特征的变化。高比例清洁能源、高比例电力电子装置的“双高”配电网表现出强不确定性和弱抗扰性,对配电网规划设计、调度运行、故障处置等产生深远影响,需要电网公司抓紧机遇深入探索。

二是数字化与智能化。数字技术和人工智能的社会资源投入小、效率高,将成为支撑新型配电网源网荷储各环节高效配置的关键技术。配电网正逐步从自动化向数字化、智能化阶段转变。

三是多要素耦合。配电网与一次能源、社会环境要素发生深度耦合,运行边界由传统配电网扩展至整个能源网络的物理―信息―社会维度耦合。

在“双碳”目标驱动下,分布式新能源、电动汽车、分布式储能、微电网等多元要素爆发式增长将持续推进。这一趋势为配电网的高质量、规模化发展提供了强大的动力,为配电网装备、分布式新能源、充电设施等上下游企业带来的市场规模也相当可观。以配电网装备制造业的龙头企业南瑞集团为例,在配电网一二次融合装备、调度控制系统、分布式电源/储能装备、微电网/微能网装备、柔性调节装备等方向的营收规模将达到近千亿元。

破局关键:数智与能源融合创新

在现阶段发展形势下,破局的关键在于数智技术与能源产业的融合创新。围绕高质量推动配电网数智化转型目标,将配电网打造成承载多元用户、联通多种能源、创造多维价值的资源配置平台,促进数智技术与能源融合创新,深化数智赋能赋效,通过科学合理布局坚强灵活配电网的网架,建立源网荷储多元要素协同互动的体系,以数智化赋能配电网高效发展,构建以新型智慧配电网为中心的“数智与能源融合创新”体系,推动社会资源在配电网层面的全业务全环节数智化转型,为新质生产力在能源电力领域创造广阔的沃土。

在灵活化网架构建方面,要构建中低压柔性互联、主配一体协同、一二次深度融合的新型配电网络物理形态。在微电网集聚发展的基础上,相邻微电网之间、微电网与区域配电网之间、相邻区域配电网之间、配电网与上级大电网之间广泛互联,形成立体互联的灵活网架,为灵活、多向、柔性控制提供物理载体,提高配电网灵活性和可靠性。基于一二次智能设备和智能管控平台,构建软件定义配电网,实现配电网拓扑动态调整,实现就地自治平衡。在智能装备层面,研制全自主可控标准化功率模组,支持多模组积木式并联运行,研制多场景应用下的低成本、高效率、紧凑型、高可靠柔性设备;为了解决城市差异化负荷接入后的配电网多线路间差异化电压调控、谐波治理和无功补偿需求,灵活构建“半直流化”交流配电站所,实现能量传输节点多线路柔性协同运行。

在数智化平台赋能方面,要建立覆盖配电网全环节、全业务、全要素的统一的配电网基础资源数据,打造基础数据底座和多维多态“智慧管控平台”,支撑多业务系统融合开放,提升配电网可观可测的数字透明水平和资源配置水平。着力加强配电网动态优化、精准控制、智能调节能力,支撑源网荷储数碳互动和数模混合聚合分析。构建配电网新型分层分区运行控制调节体系,通过区域自治、分层协同和全局优化,形成广泛互联的电力电量平衡架构,能够增强配电网安全韧性、调节柔性,实现配电网智慧运行水平的全面提升。

在多元化价值发掘方面,要坚持市场驱动、开放共赢,构建完善的配电网分布式交易机制,健全负荷集成商、聚合商、虚拟电厂等新兴主体准入条件,推动完善电价政策机制,引导新业态规范化发展,促进电力资源配置优化。依托智慧管控平台,充分整合“站、线、变、户”各环节、“源、网、荷、储”各要素的静态网架资源,挖掘海量分布式光伏、多元负荷、新型储能等灵活资源的精准预测和聚合调控,推进虚拟电厂建设,推动多元要素参与电力市场交易与配电网运行调节,构建智慧运行运营大脑,实现能量双向交互、多方互济,促进电网削峰填谷和消纳清洁能源。

发展展望:多业态协同发展

建设配电网,应以“数智与能源创新融合”为抓手,以全业态、全产业链协同为根基,以核心技术和核心产品升级为目标,全力推动能源制造领域的新质生产力发展。

第一,提升承载能力、助力低碳转型。配电网的“数智与能源创新融合”有望推动主配微网多级协同、海量分散灵活资源聚合互动、多元用户即插即用,有效提升新型配电系统在分布式光伏、新型储能、新型负荷极高比例条件下的承载力,支撑极端天气下电力供应保障。有望提高电能消费的透明度与可追溯性,提升服务质量与用户体验,助力终端电力用户管理用电行为,为构建更为完备的碳足迹管理体系提供支撑,从而实现终端用能的深度脱碳。助力低碳转型,符合国家能源转型和能源安全需求,能够推动发展能源领域的新质生产力。

第二,促进装备升级、推动产业发展。配电网的“数智与能源创新融合”有望推动国产化制造发展,激励企业提升技术水平和产品质量,加速配电网改造装备的研发和生产,推动新能源产业链上下游的协同发展;有望提高装备的智能化程度,推动产业向智能化方向升级,促进新能源产业的发展。这些举措有助于提高企业竞争力,推动产业整体升级,促进技术创新与产业发展的融合,为配电网装备升级和产业发展注入新动力,助力实现产业可持续发展的目标,在全产业链推动发展新质生产力。

第三,健全商业机制、深化合作共赢。在市场化模式下,配电网的“数智与能源创新融合”有望促进能源市场的竞争与合作,激发创新活力,实现供需匹配;交易模式上,数智化赋予能源交易更大的灵活性,支持基于需求侧响应与分布式能源的交易机制,有望促进能源资源的高效配置和交易便捷性;在碳交易方面,有望提高电能消费的透明度与可追溯性,为企业参与碳交易提供支持,激励节能减排行为。这些举措有望共同推动商业机制的健全发展,深化合作共赢格局,由全业态参与方合力发展新质生产力。

(作者系南瑞集团有限公司配电公司副总经理,教授级高级工程师)


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