10月13日，2021國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在山東淄博會(huì)展中心正式拉開序幕。本屆大會(huì)以“聚力雙碳目標(biāo) ，清潔能源互聯(lián)創(chuàng)新”為主題。旨在積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)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(chǔ)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(yàn)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(jìn)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(biāo)早日實(shí)現(xiàn)行動(dòng)計(jì)劃等指引方向。
國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(zhǎng)劉海濤出席會(huì)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(bào)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(guó)配網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀實(shí)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(jìn)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(dǎo)，很高興有機(jī)會(huì)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(dòng)方案和思考。我的匯報(bào)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(guó)重塑能源體系的步伐進(jìn)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(guó)的非化石能源占比將達(dá)到25%，到2060年將會(huì)達(dá)到80%。二是，能源利用方式將會(huì)發(fā)生深刻變化，以電動(dòng)汽車為代表的新型可控負(fù)荷，電動(dòng)化水平越來(lái)越高，中國(guó)電能在終端能源消費(fèi)中的比重從2020年27%到2030將會(huì)達(dá)到40%左右，2060將會(huì)達(dá)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(jí)以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的蓬勃發(fā)展方面，導(dǎo)致在能源生產(chǎn)加速的清潔化以及能源消費(fèi)高度電氣化和能源配置的日趨平臺(tái)化以及能源利用的高效化。
3月15日，習(xí)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(huì)使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)的形態(tài)以及負(fù)荷特性和運(yùn)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(chǎng)，國(guó)家電網(wǎng)公司也給出了定義。
從配網(wǎng)側(cè)來(lái)說，為什么是主戰(zhàn)場(chǎng)，配網(wǎng)側(cè)基本上通過配網(wǎng)作為平臺(tái)來(lái)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(tái)型的基礎(chǔ)設(shè)施，是一個(gè)平臺(tái)聚集和分配的平臺(tái)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(chǎng)。
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(guó)現(xiàn)狀配網(wǎng)發(fā)展實(shí)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(jìn)一步提升。另外隨著分布式能源、電動(dòng)汽車以及新型儲(chǔ)能大規(guī)模涌現(xiàn)，配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分布廣泛，電力電子化顯著，運(yùn)行工況靈活多樣的特征，會(huì)造成深刻的影響。按照統(tǒng)計(jì)，到2025年分布式電源的新裝機(jī)容量在國(guó)家電網(wǎng)公司的范圍內(nèi)，至少要達(dá)到1.8億千瓦時(shí)。到2030年，預(yù)計(jì)是達(dá)到3.5億千瓦時(shí)，現(xiàn)在新型儲(chǔ)能在配網(wǎng)側(cè)也會(huì)有爆發(fā)式增長(zhǎng)，剛才淄博市政府說新型儲(chǔ)能2025年要達(dá)到100萬(wàn)千瓦，在配網(wǎng)側(cè)國(guó)家電網(wǎng)公司在做統(tǒng)計(jì)時(shí)，預(yù)計(jì)在2025年要達(dá)到5900萬(wàn)千瓦，2030年要達(dá)到7000-8000萬(wàn)千瓦，甚至上億的程度，所以對(duì)配網(wǎng)的挑戰(zhàn)是極其大的。
第二、匯報(bào)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(jìn)一步把配電網(wǎng)項(xiàng)目向能源互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)的思路。
我們認(rèn)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(jiān)強(qiáng)、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(jìn)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(chǔ)”各類可調(diào)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電并網(wǎng)高質(zhì)量消納從而達(dá)到我們近零的目的。
在總體思路背景下，實(shí)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(xì)微的針對(duì)性的特色點(diǎn)。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(fèi)者，在低碳化、清潔化方面要以清潔為主導(dǎo)，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(gè)最便捷，也是最經(jīng)濟(jì)的一種手段。
在柔性化方面，在配網(wǎng)涉及到的資源越來(lái)越多，這種資源如何進(jìn)行利用，如何進(jìn)行資源的靈活可控，第一個(gè)是清潔化，第二個(gè)是柔性化。
在可靠性配網(wǎng)，現(xiàn)在服務(wù)于千家萬(wàn)戶，直接面向用戶，可靠性要求越來(lái)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(gè)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和整個(gè)設(shè)備可靠性方面進(jìn)行提升。
關(guān)于透明化，實(shí)際上作為數(shù)字賦能，通過廣泛的互聯(lián)和感知，實(shí)現(xiàn)全環(huán)節(jié)的可觀可測(cè)和可控，為配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高的透明化視角。
四個(gè)方面是“四個(gè)化，清潔化、柔性化、韌性化和透明化，實(shí)際上透明化就是數(shù)字化。我們認(rèn)為清潔化作為內(nèi)生動(dòng)力，柔性化作為一種必然形態(tài)，韌性化也是在長(zhǎng)期實(shí)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(gè)路徑，就是四個(gè)方面的重點(diǎn)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(yùn)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(duì)新的形態(tài)如何進(jìn)行規(guī)劃，這是下一步的重點(diǎn)。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(duì)應(yīng)急災(zāi)害的抗災(zāi)能力，特別是這幾年國(guó)家，包括河南出現(xiàn)了萬(wàn)人會(huì)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(gè)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(gè)配網(wǎng)的物聯(lián)化的生態(tài)。
下面簡(jiǎn)要匯報(bào)在以上思路背景下如何去實(shí)現(xiàn)涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)和典型場(chǎng)景。
這個(gè)圖列出的是在對(duì)新型電力系統(tǒng)，特別是在配網(wǎng)側(cè)如何迅速賦能，實(shí)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(zhǎng)發(fā)布的能源互聯(lián)網(wǎng)報(bào)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(jià)值創(chuàng)造三個(gè)層面來(lái)說，能源架構(gòu)里面從源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)四個(gè)角度都認(rèn)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(gè)技術(shù)實(shí)際上解決傳統(tǒng)的分布式光伏接入，分布式資源接入帶來(lái)的對(duì)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(chǔ)，現(xiàn)在除了新型的儲(chǔ)能，電池儲(chǔ)能，分布式分散式的儲(chǔ)能模式一定會(huì)在配網(wǎng)要大面積推廣和發(fā)展。
另外，現(xiàn)在的移動(dòng)式靈活配置資源，移動(dòng)式的儲(chǔ)能車、移動(dòng)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(chǔ)測(cè)，網(wǎng)測(cè)，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(zhǎng)在交流里面慢慢融合，才實(shí)現(xiàn)整個(gè)配網(wǎng)的柔性化，我們現(xiàn)在做的臺(tái)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(jì)算技術(shù)，把分散化的能源聚合節(jié)點(diǎn)，最典型的就是智慧臺(tái)區(qū)，智慧臺(tái)區(qū)邊緣計(jì)算，把臺(tái)區(qū)側(cè)的光伏、儲(chǔ)能、可控資源、電動(dòng)汽車整個(gè)來(lái)一個(gè)整合。第二個(gè)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(lái)?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(wú)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(huì)本體到系統(tǒng)化的計(jì)算等方面的安全防護(hù)，也是關(guān)鍵。
另外在平臺(tái)層，我們現(xiàn)在已經(jīng)對(duì)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(tái)是關(guān)鍵性的一個(gè)解決方案。也就是說，現(xiàn)在大量的資源實(shí)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(tái)，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(tái)，配網(wǎng)現(xiàn)在的運(yùn)行狀態(tài)和他的可用容量以及承載能力沒有掌握，整個(gè)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(gè)技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，我講的是虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)管控，在資源配置平臺(tái)和幾大技術(shù)的基礎(chǔ)上，把資源聚合起來(lái)，所以這里主要從體系上給大家匯報(bào)在配網(wǎng)側(cè)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，我們認(rèn)為這很關(guān)鍵的，是升級(jí)化的代表性技術(shù)。
我們?cè)谂渚W(wǎng)側(cè)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，除了十個(gè)技術(shù)之外的典型場(chǎng)景，現(xiàn)在也有許多解決方案，目前從各個(gè)角度在提不同的解決思路。實(shí)際上形成四位一體、分層分散，實(shí)現(xiàn)整個(gè)分布式資源，從臺(tái)區(qū)內(nèi)、臺(tái)區(qū)間以及跨區(qū)域分散消納，因?yàn)槲覀儽仨殢淖钚卧?，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(gè)大的場(chǎng)景。
第二典型應(yīng)用場(chǎng)景是高密度電動(dòng)汽車充電設(shè)施的接入與電網(wǎng)互動(dòng)。剛才提到的虛擬充電技術(shù)，實(shí)際上是一種對(duì)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(dāng)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(jì)劃的。電動(dòng)汽車的接入，這個(gè)沖擊真正要大到直流充電樁接入對(duì)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(dòng)的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)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(gè)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(dāng)中配網(wǎng)側(cè)是必然發(fā)展的一個(gè)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(yùn)行模式。
圍繞上述的關(guān)鍵技術(shù)和典型案例，國(guó)家電網(wǎng)公司特別是中國(guó)電科院，已經(jīng)在多能配送的主動(dòng)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新型的能源電力數(shù)字化平臺(tái)方面形成了三大解決方案。
最后是展望。剛才兩位院士對(duì)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(rèn)為一樣也是一個(gè)長(zhǎng)期演進(jìn)的戰(zhàn)略目標(biāo)，從網(wǎng)架重塑等下功夫，我們?cè)敢馀c聯(lián)盟當(dāng)中的各個(gè)單位和廣大的從業(yè)者共同努力，為我國(guó)碳中和碳達(dá)峰的目標(biāo)新型電力系統(tǒng)建設(shè)貢獻(xiàn)我們的力量，為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型賦能，謝謝。
(本文根據(jù)會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言嘉賓的速記整理而成，未經(jīng)本人審核。)
