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能源转型中,配网规划应考虑多元需求

作者:杨卫红 王云飞 姜世公 来源:国家电网报 发布时间:2019-12-03 浏览:
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进入21世纪以来,伴随着能源转型的深入推进,我国能源体系发生重大变化,电力系统在能源供应体系中的作用进一步凸显。电网的功能定位转变为国家或地区能源资源和社会资源优化配置的平台,以及实现一次能源转化利用、大范围资源优化配置、电力市场交易和综合能源服务的支撑平台。

覆盖城乡、连接客户的配电网未来应该如何发展,以顺应能源转型的大趋势、满足国家电网有限公司“三型两网、世界一流”建设的需求?

配电系统将承担多样化角色

随着网络形态变化,配电网的控制能力逐渐提升,资源协调能力也会加强,以更好地满足复杂的负荷需求。目前,配电系统正处于从现代向未来发展的过渡阶段。

如果说传统配电网是一个以满足用户负荷需求为目标的基础服务平台;现代配电网就是以提供可靠、高效、优质的供电服务为目标的优质服务平台;未来配电网则可以理解为智能服务平台,以提供绿色、智能、可定制的供电服务为目标。

随着源网荷三侧新技术、新元素的不断发展,配电系统的构成正呈现前所未有的多元发展态势。

由于综合能源技术(冷热电联产、余热发电等)、储能技术(蓄电池、超级电容、冰蓄冷等)、分布式发电技术(风机、光伏、微型燃气轮机)等不断发展,电源侧逐渐呈现出能源清洁化、多元化的特点。

电网侧会具有显著的电力电子化、信息化特点。大量的柔性装置、软开关、固态变压器等新设备出现在传输网络。伴随泛在电力物联网加快建设,高级量测、高级信息通信、高性能计算分析等构成了信息网络。而为了适应未来多方互动、综合能源交易等新需求,电网侧还会呈现出交易网络的特征。

在用户侧,随着多元化负荷(冷负荷、热负荷、交直流负荷等)、可调节负荷(智能楼宇、中央空调、电热锅炉等)、电动汽车负荷(充电桩、充换电站、电动汽车等)等快速发展,用户负荷也出现多样化和复杂化的特点。

从配电网的发展态势及其功能定位来看,未来,配电系统将被赋予多样化的平台角色。

一是可再生能源消纳的支撑平台:未来,在供能侧,集中式和分布式清洁能源将并行发展,规模快速增长的分布式清洁能源将不断汇聚到配电网。二是多元海量信息集成的数据平台:互联网和数字经济时代,配电网深入千家万户,与各类用户和上下游产业密切相关,会产生大量数据,具有可观的技术价值、商业价值和行业价值。三是多利益主体参与的交易平台:随着电力体制改革的不断深入,电力用户、直供负荷、聚合商、售电公司等多元利益主体都与配电系统更加密切相关。四是电气化交通发展的支撑和服务平台:未来智慧城市中,高速铁路、轨道交通、电动汽车、充电桩等将加速发展,绿色交通与配电网关系会更密切。

应用新理念新技术发展配电网

不难预见,未来配电系统里将存在大量高渗透率的可再生能源、多维的随机系统、海量多元的大数据及动态多时空差异的源与荷。大量新技术、新模式、新业态的出现使配电系统呈现跨学科、跨行业、跨专业的技术融合发展态势。在技术手段上,必须用新理念、新思维和新技术来建设和发展配电网。在这个过程中,信息化、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术不可或缺。

今年,国家电网公司确定了“三型两网、世界一流”的战略目标。配电网覆盖范围广、功能要素全、对用户影响大,与“枢纽型、平台型、共享型”企业的产业属性、网络属性和社会属性相契合。

经过多年建设改造,国家电网公司经营区域内的配电网发展取得了长足进步。随着“三型两网”建设内容的逐步明确,对照建设运营好“两网”的目标要求,配电网客观上还存在短板和不足。目前,220千伏及以上输电网网架日趋完善,安全稳定水平显著增强。与之相比,配电网仍显薄弱,在供电能力、电网结构、装备水平、配电自动化应用方面的发展相对滞后。

配电网是泛在电力物联网建设的攻坚领域,迫切需要加快推进高质量发展。与输电网不同,配电网工程具有规模小、数量多、建设周期短、受外界因素影响大等特点。与泛在电力物联网的建设要求相比,目前的配电网在智能终端配置、通信网覆盖、与客户互动及大数据管理方面,还需要加大规划和建设的力度。

“十四五”配电网规划需要关注什么

根据“三型两网”的建设目标和建设内容,原有的电网发展规划报告体系和报告内容也应进行相应的调整。电网发展规划报告包含两个分报告,具体可分为主网架、配电网、智能化、数据平台、应用系统、网络安全等6项内容。其中,关于智能化的规划应涵盖智能终端、通信网、电网自动化等内容。各专项规划报告之间需要相互衔接、协调和统筹。

为了推动“两网”融合,智能化、网络安全相关的内容需要通盘考虑,实现全面支撑。也就是说,主网架、配电网、智能化、网络安全方面的规划内容,注重提高电网安全水平、清洁能源资源配置能力和智能化水平;智能化、网络安全、数据平台、应用系统方面的规划内容,注重实现电网状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。

在即将开展的“十四五”配电网发展规划中,结合配电网发展趋势特点和泛在电力物联网建设需求,配电网规划应关注——

一是开展不同场景下源网荷储及感知数据接入需求预测。主要包括各发展阶段目标要求分析及典型应用场景划分、典型场景下“源-荷-储”接入需求及预测方法、典型场景下内外部信息数据的接入需求及预测方法等内容。

二是研究“两网”融合需求下电力设施的优化布局。如典型场景差异化“两网”融合发展策略、现有配电网规划布局方法对“两网”融合发展的适应性分析、适应不同典型区域差异化融合发展需求的协同规划布局。

三是研究智能配电系统多层级接入优化规划技术。这当中主要包含智能配电系统灵活资源风险承载力评估与接入优化策略、面向泛在物联的智能配电系统信息接入优化策略和智能配电系统多层级“两网”协同优化规划技术等内容。

四是考虑各电压等级的配电网设备选型、配置方法及典型供用电模式。主要包括现有配电及信息设备对于“两网”融合发展的适应性、适应“两网”融合发展的资源综合共享利用技术、适应“两网”融合发展的典型供用电模式等。

  (作者单位:国网经济技术研究院有限公司)

关键字:配电网 储能

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