国网上海能研院刘海涛：配电侧新型电力系统的构建与发展

10月13日，2021国家能源互联网大会在山东淄博会展中心正式拉开序幕。本届大会以“聚力双碳目标 ，清洁能源互联创新”为主题。旨在积极响应国家号召，围绕能源数字化转型、新能源高质量发展、新型电力系统建设、氢能/储能技术发展、能源互联网技术研发/示范落地/推广应用等展开研讨、交流与成功经验分享，为汇聚更多相关企事业单位加快新型电力系统建设、推进能源互联网新技术新产品应用、积极参与“双碳”目标早日实现行动计划等指引方向。能见App全程图文直播本次大会。

国网上海能源互联网研究院院长刘海涛出席会议并发表题为《配电侧新型电力系统的构建与发展》的主题报告。他表示，在双碳和建设新型电力系统背景下，配网虽然重要，但也还是面临着很大的挑战。特别是我国配网发展现状实际上存在不平衡和不均衡、不充分的情况，急需加大投资，以及技术水平的进一步提升。

以下为发言全文：

刘海涛：尊敬的各位专家，各位领导，很高兴有机会跟大家共同分享关于新型电力系统在配网侧的行动方案和思考。我的汇报分为四部分。

第一、发展背景与需求。碳中和的提出，促使我国重塑能源体系的步伐进一步加快。一是能源供给结构的深度调整，在2030年中国的非化石能源占比将达到25%，到2060年将会达到80%。二是，能源利用方式将会发生深刻变化，以电动汽车为代表的新型可控负荷，电动化水平越来越高，中国电能在终端能源消费中的比重从2020年27%到2030将会达到40%左右，2060将会达到80%左右。三是作为能源互联网层面在技术创新跨越式升级以及产业生态的蓬勃发展方面，导致在能源生产加速的清洁化以及能源消费高度电气化和能源配置的日趋平台化以及能源利用的高效化。

3月15日，习总书记提出以构建新能源为主体的新型电力系统，能源格局的变化必然会使得电网的结构和电网的形态以及负荷特性和运行特性发生深刻的变化。急需构建新型电力系统，新型电力系统在配网侧怎么去构建，也就是说配网侧将成为新型电力系统的主战场，国家电网公司也给出了定义。

从配网侧来说，为什么是主战场，配网侧基本上通过配网作为平台来接入，配网将发生重大的变革，从电能传输和分配为主体通道式的设施，转换为平台型的基础设施，是一个平台聚集和分配的平台效应资源，所以配网将成为新型电力系统与能源互联网发展的主战场。

在双碳和新型电力背景下，配网虽然重要，但也还是面临着很大的挑战。特别是我国现状配网发展实际上存在不平衡和不均衡、不充分的情况，配网急需要加大投资，在技术水平上也要进一步提升。另外随着分布式能源、电动汽车以及新型储能大规模涌现，配网节点分布广泛，电力电子化显著，运行工况灵活多样的特征，会造成深刻的影响。按照统计，到2025年分布式电源的新装机容量在国家电网公司的范围内，至少要达到1.8亿千瓦时。到2030年，预计是达到3.5亿千瓦时，现在新型储能在配网侧也会有爆发式增长，刚才淄博市政府说新型储能2025年要达到100万千瓦，在配网侧国家电网公司在做统计时，预计在2025年要达到5900万千瓦，2030年要达到7000-8000万千瓦，甚至上亿的程度，所以对配网的挑战是极其大的。

第二、汇报在上述挑战背景下，如何构建配网侧的新型电力系统，也就是新型电力系统在配网侧如何去重塑配网结构，进一步把配电网项目向能源互联网的升级的思路。

我们认为，构建以新能源为主体在配网侧的新型电力系统，将是以坚强、柔性、透明、智慧的配电网为骨架，以电能高效利用为血液，以先进能源技术、数字技术为手段，通过电热气冷等各类能源的灵活转换，“源网荷储”各类可调资源的优化配置，实现新能源发电并网高质量消纳从而达到我们近零的目的。

在总体思路背景下，实际上提出了清洁化、柔性化、透明化、安全化四方面的特征，在这几方面是大同的，但也存在一些细微的针对性的特色点。在配网侧现在产销一体的模式，既是能源的生产者，又是能源的消费者，在低碳化、清洁化方面要以清洁为主导，以电为中心，现在搞能源互联网以电作为中间介质，作为一个最便捷，也是最经济的一种手段。

在柔性化方面，在配网涉及到的资源越来越多，这种资源如何进行利用，如何进行资源的灵活可控，第一个是清洁化，第二个是柔性化。

在可靠性配网，现在服务于千家万户，直接面向用户，可靠性要求越来越高，怎么再把配网具有韧性、弹性这种情况下，提高配网的韧性化，主要是整个网架结构和整个设备可靠性方面进行提升。

关于透明化，实际上作为数字赋能，通过广泛的互联和感知，实现全环节的可观可测和可控，为配电网实现高的透明化视角。

四个方面是“四个化，清洁化、柔性化、韧性化和透明化，实际上透明化就是数字化。我们认为清洁化作为内生动力，柔性化作为一种必然形态，韧性化也是在长期实现新型电力系统在配网侧的保障手段，透明化是在下一步发展的手段。

围绕上述四化，我们给出了一个路径，就是四个方面的重点任务。在清洁化方面要加快绿色转型，打造低碳的配网，一是配网的运行效率降损以及低能耗设备的接入。二是在配网侧的源端的高比例接入，以及分布式能源微网的协调式发展。另外在终端侧的高效消纳。

关于在安全科考网架建设方面，首先对新的形态如何进行规划，这是下一步的重点。二是高承载力，现在大量的灵活资源接入如何有弹性和韧性的承载力，很关键。第二、新型电力系统建设以后，尤其在配网侧，对应急灾害的抗灾能力，特别是这几年国家，包括河南出现了万人会战，配网的科技工作者和建设工作者基本上都聚集在河南，充分显示出在这个方面提前谋划。

第三关于刚才说的柔性，主要是通过即插即用调节手段。

最后是数字赋能，主要还是在全环节数字赋能，另外要构建整个配网的物联化的生态。

下面简要汇报在以上思路背景下如何去实现涉及到的一些关键技术和典型场景。

这个图列出的是在对新型电力系统，特别是在配网侧如何迅速赋能，实现加快配网侧新型电力系统构建的关键技术，从刚才康院长发布的能源互联网报告的三层架构和四层体系上是相同的，类似的。我们从能源技术网架到信息支撑以及价值创造三个层面来说，能源架构里面从源—网—荷—储四个角度都认为比较重要，也是具有显性代表，另外是变革性技术的。第一是源侧的分布式技术，这个技术实际上解决传统的分布式光伏接入，分布式资源接入带来的对电网的冲击性比较大的一些问题。二是虚拟同步的充电技术，是从荷端，另外是储，现在除了新型的储能，电池储能，分布式分散式的储能模式一定会在配网要大面积推广和发展。

另外，现在的移动式灵活配置资源，移动式的储能车、移动式的充电，按照刘总提出的充电宝，各种充电技术，应该说是在储测，网测，配网一定是交流和直流，直流一定是从低压的慢慢渗透，从直流技术一定要长在交流里面慢慢融合，才实现整个配网的柔性化，我们现在做的台性互联技术是其中的典型。

另外在信息支撑层有三大技术，配电物联网的边缘计算技术，把分散化的能源聚合节点，最典型的就是智慧台区，智慧台区边缘计算，把台区侧的光伏、储能、可控资源、电动汽车整个来一个整合。第二个在通道管道方面的通信技术很多，特别是配电网的信息怎么来？现在的本地组网技术必须是多模式的，能够实现无缝切换的多膜通信技术。另外作为大量的分布式能源接入，各种灵活资源接入之后，安全性怎么办？从社会本体到系统化的计算等方面的安全防护，也是关键。

另外在平台层，我们现在已经对如何数字赋能方面，数字孪生技术，资源配置与管控技术，资源配置与管控技术，作为能源互联网资源配置平台是关键性的一个解决方案。也就是说，现在大量的资源实际上都是通过配网接入的，现在互联网+技术出现以后，有的资源直接通过互联网手段到云平台，但是跟真正物理架构和物理能源交互一定是跟配网交互，互联网+这种手段是一定需要的，但是缺乏资源配置的平台，配网现在的运行状态和他的可用容量以及承载能力没有掌握，整个系统是不均衡的。

在资源配置基础上，刚才几位院士和康老师都提到了虚拟电厂技术，这个技术是一个系统性工程，我讲的是虚拟电厂的运营管控，在资源配置平台和几大技术的基础上，把资源聚合起来，所以这里主要从体系上给大家汇报在配网侧构建新型电力系统，我们认为这很关键的，是升级化的代表性技术。

我们在配网侧新型电力系统构建，除了十个技术之外的典型场景，现在也有许多解决方案，目前从各个角度在提不同的解决思路。实际上形成四位一体、分层分散，实现整个分布式资源，从台区内、台区间以及跨区域分散消纳，因为我们必须从最小单元，分布式电源的大量接入首先是就地化的平衡，然后才是跨区的消纳，这是一个大的场景。

第二典型应用场景是高密度电动汽车充电设施的接入与电网互动。刚才提到的虚拟充电技术，实际上是一种对电网或分布式电源接入的冲击往往在电网公司建设过程当中，在接入容量以及各种承载力上面还是做过一些分析，是有计划的。电动汽车的接入，这个冲击真正要大到直流充电桩接入对电网的冲击比分布式电源还要大，所以我们想通过一种互动的手段来实现电动汽车的有序充电。

第三是作为一种虚拟电厂的形式，参与电力交易，这个我就不展开了。

第四，下一步在新型电力系统构建过程当中配网侧是必然发展的一个阶段，如果发展好了，一定是配位一体高度融合的管控体系，一定是一种蜂窝状的运行模式。

围绕上述的关键技术和典型案例，国家电网公司特别是中国电科院，已经在多能配送的主动循环网络、创新型的能源电力数字化平台方面形成了三大解决方案。

最后是展望。刚才两位院士对能源结构和绿色发展提出了一些很好的愿景，作为配网侧的新型电力系统，我认为一样也是一个长期演进的战略目标，从网架重塑等下功夫，我们愿意与联盟当中的各个单位和广大的从业者共同努力，为我国碳中和碳达峰的目标新型电力系统建设贡献我们的力量，为我国能源转型赋能，谢谢。

（本文根据会议现场发言嘉宾的速记整理而成，未经本人审核。）