中國儲能網訊：10月底，《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》正式公布?！督ㄗh》明確提出要加快智能電網和微電網建設。隨著分布式光伏、儲能、電動汽車等新要素爆發(fā)式增長，配電網正從電力系統(tǒng)“神經末梢”轉變?yōu)橘Y源聚合與雙向互動的重要平臺。
配電網的世紀跨越
《能源評論》：您在新書發(fā)布會上多次用“前所未有”表述業(yè)界對配電系統(tǒng)的關注度。這種關注度的提升，背后有著怎樣的歷史脈絡？
王成山：配電系統(tǒng)的角色轉變，有兩個關鍵節(jié)點。第一個節(jié)點是2000年前后，以啟動大規(guī)模城市電網建設改造為標志，我國配電網開始了現代化的轉變。此次的建設改造重在解決城市配電網網架結構和供電可靠性問題，每年投資都在千億元以上，這使得全國特別是城市配電網發(fā)生了很大的變化，供電可靠性得到顯著提升。
第二個節(jié)點是2020年以來，分布式光伏、電動汽車等新形態(tài)源、荷開始大規(guī)模接入配電網，使配電網的形態(tài)發(fā)生了重大變化。從傳統(tǒng)的強調“網”轉變?yōu)楦訌娬{“源網荷”構成的系統(tǒng)。配電系統(tǒng)成為政府部門、電網公司、相關能源電力企業(yè)等高度關注的重要環(huán)節(jié)。國家有關部門不斷針對性地出臺各種政策文件，相關研究工作被列入國家重點研發(fā)計劃和重大專項予以支持，配電系統(tǒng)成為與大電網研究并列的重點領域。
《能源評論》：這種轉變的驅動力主要來自哪里？是技術本身的發(fā)展，還是外部需求的變化？
王成山：兩者都有，但外部需求的變化是根本。先看電源側，五年前誰也不會想到，現在一個省域內的分布式光伏裝機容量能達到3000萬、4000萬千瓦甚至5000萬千瓦以上。這種高密度的分布式電源接入，帶來了電壓越限、功率反送等一系列問題。再看負荷側，深圳、上海等城市的電動汽車保有量都已突破百萬量級，兆瓦級的充電設施也在研發(fā)階段，一個充電槍的功率就超過一臺10千伏配電變壓器的承載能力。面對這種新形態(tài)源、荷發(fā)展規(guī)模帶來的沖擊效應，業(yè)界與學界義不容辭，需要沉下心來，研究探討系統(tǒng)化的解決方案。
當前，全社會用電量已超過9萬億千瓦時，未來還有很大的增長空間，到2060年甚至會成倍增長。如果繼續(xù)沿用面向全年最大負荷建設配電系統(tǒng)的傳統(tǒng)模式，將不可避免地造成投資的巨大浪費。探討新的技術，構建新的系統(tǒng)運行模式，實現體制機制變革，充分挖掘存量系統(tǒng)的潛力，成為現代配電系統(tǒng)高質量發(fā)展的重要命題。
《能源評論》：您提到配電網從無源到有源的轉變，它具體體現在哪些方面？
王成山：大量分布式電源的接入，改變了傳統(tǒng)配電網的無源形態(tài)，使配電系統(tǒng)由“無源”變“有源”，運行控制模式由“被動”變“主動”，系統(tǒng)中功率的流向也由“單向”變?yōu)椤半p向”，運行主體也由“單一”變?yōu)椤岸嘣?。分布式電源數量以百萬、千萬計，用戶用電行為十分復雜；同時，可靠、優(yōu)質、高韌性供電要求日益提高。所有這些都需要現代配電系統(tǒng)技術的創(chuàng)新，也需要系統(tǒng)運行模式與管理機制的變革，過去只有大電網領域存在的穩(wěn)定、優(yōu)化、協(xié)調等問題，在現代配電系統(tǒng)中也變得十分重要。
《能源評論》：這種轉變對行業(yè)從業(yè)者意味著什么？
王成山：這種轉變意味著配電系統(tǒng)正在成為具備廣闊發(fā)展前景，同時又面對各種挑戰(zhàn)的領域。所謂前景，主要體現在它將為各種新技術提供的應用空間大，為相關產業(yè)提供的規(guī)?；l(fā)展?jié)摿Υ?，配電系統(tǒng)的發(fā)展將會衍生出許多新的業(yè)態(tài)，諸如虛擬電廠、微電網、分布式儲能、直流配電等，將會帶來許多新型服務或商業(yè)模式。
另外，由于配電系統(tǒng)直接面向用戶，源、網、荷資產多元，如何把眾多主體聚合在一起，讓大家在追求各自利益最大化的前提下協(xié)同工作，達到更優(yōu)的運行指標和更高的綠色化標準，難度相當大。同時，配電新技術從研究到應用再到大面積推廣取得成效，時間跨度可能會很長，問題也會不斷涌現，需要保持定力，持續(xù)不斷地創(chuàng)新、實踐，再創(chuàng)新、再實踐。
現代配電技術需“體系化”突破
《能源評論》：面對眾多新挑戰(zhàn)，您牽頭組織編纂了《現代配電系統(tǒng)技術叢書》，這套包括15個分冊的著作關注了哪些關鍵問題？
王成山：通過這套叢書，我們主要系統(tǒng)地梳理出現代配電系統(tǒng)面臨的問題以及可能的解決途徑，包括現代配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)配電網到底有哪些不一樣，當前面臨哪些主要技術挑戰(zhàn)，未來又會向哪些方向發(fā)展。叢書名中是“現代”而不是“新型”，主要是考慮新型配電系統(tǒng)和新型電力系統(tǒng)相對應，更面向未來形態(tài)，其中很多新技術還需要更深入的研究?，F代配電系統(tǒng)主要體現和傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的不同，起到承上啟下的作用。希望這套叢書可以對過去5～10年以及未來5～10年的技術探索和實踐應用做個階段性的小結和介紹。
這套叢書有三個特點：一是高起點策劃。以“雙碳”目標和新型電力系統(tǒng)建設為背景，全面系統(tǒng)總結了新形勢下現代配電系統(tǒng)的發(fā)展理念、技術裝備和工程實踐成果。二是高標準編寫。該叢書由英大傳媒集團和國網經研院聯(lián)合組織編撰，邀請了國家電網公司、南方電網公司、中國電氣裝備，以及天津大學、清華大學、西安交通大學、上海交通大學、北京交通大學等60余家單位的近400位學者、專家及一線科研工作者共同參與。三是高質量出版。我們堅持質量第一，嚴把政治關、專業(yè)關、內容關、編校關，力爭將其打造成經得起歷史檢驗的精品。這套叢書已經入選了2025年國家出版基金資助項目。
《能源評論》：您認為，哪些技術領域是最具顛覆性的或最需要優(yōu)先突破的？
王成山：首先是智能化、綠色化的裝備，以及在新型裝備支撐下的配電系統(tǒng)結構形態(tài)。由于配電系統(tǒng)中裝備類型很多，彼此間需要大量的數據交互，設備模塊化、接口標準化、控制芯片化、運維智能化將是未來配電系統(tǒng)裝備的發(fā)展方向。特別值得一提的是，未來配電系統(tǒng)中將會有大量新型電力電子裝備的存在，不僅僅用于分布式電源、電動汽車充電設施的接入，也將替代部分開關設備、電力變壓器設備等，進而構建出新的配電系統(tǒng)網架結構形態(tài)。微電網、直流配用電技術等也將廣泛應用，從而使得配電系統(tǒng)結構更加多樣，更高效、優(yōu)質地滿足用戶的新需求。
其次是數字化運維技術。配電系統(tǒng)要想從根本上提升管理水平，必須依托數字化技術。配電系統(tǒng)中設備數量多、裝備間耦合度高、數據量龐大，這些都為人工智能、大數據分析等新技術的應用創(chuàng)造了很好的場景，相信這些新技術會給現代配電系統(tǒng)的建設和運維帶來新思路，也定當取得實效。為了更好地利用配電系統(tǒng)中的用戶側資源，虛擬電廠、車網互動等技術正受到社會廣泛關注，這些現代配電系統(tǒng)發(fā)展過程中的新事物，同樣需要數字化、智能化技術支撐，當然也需要市場機制的不斷創(chuàng)新與完善。
總之，配電系統(tǒng)的發(fā)展需要很多技術上的創(chuàng)新，相關內容很多，這也是出版這套叢書的初衷，將各種技術相對系統(tǒng)地加以呈現，有助于相關領域的讀者系統(tǒng)化了解配電系統(tǒng)的技術創(chuàng)新情況。
《能源評論》：您特別強調成體系，這種系統(tǒng)性價值如何體現？
王成山：現代配電系統(tǒng)的建設是一項宏大的系統(tǒng)工程，需要學術界、產業(yè)界及上下游主體的協(xié)同生態(tài)構建與共同推進，并依托電氣、材料、計算、通信、控制等多學科深度交叉融合。這套叢書就是想提供這樣一個框架。我們按“新需求、新形態(tài)、新技術、新機制”來展開編寫?！靶滦枨蟆卑ǚ植际焦夥?、儲能、電動汽車接入帶來的挑戰(zhàn)；“新形態(tài)”包括微電網、直流配電技術等等；“新技術”涵蓋智能裝備、保護控制、數字化、信息物理系統(tǒng)等；“新機制”則包括虛擬電廠、車網互動、電力市場等。讀者看完15本書的目錄，再翻翻相關內容，就能對現代配電系統(tǒng)有個全景式了解。相信讀者不一定要每本都精讀，即使粗略地讀一讀，也會得到啟發(fā)。
變革新范式：經濟性驅動與場景化破局
《能源評論》：您反復強調，“在配電系統(tǒng)中，不考慮經濟性，單純強調技術沒有實際意義”，這是否意味著變革的關鍵其實在經濟層面？
王成山：是這樣。配電系統(tǒng)中很少能夠找到完全解決不了的技術難題，說技術難，常常是指在經濟性約束下提供有價值的解決方案難。因為配電系統(tǒng)任何一項運行指標的提升，都需要大量的設備投入，需要規(guī)模化的實施，一套設備增加20%的投資不算貴，但成千上萬臺的成本就會急劇增加，而要在全國范圍內推廣，經濟性將直接影響技術的可行性。如果不考慮經濟代價，技術問題都好解決，但成本誰來承擔、投資如何回收，這是無法回避的問題。只有具備經濟回報的技術，才是可推廣、可復制的技術。當然，新技術的推廣應用也需要一個過程，隨著量的加大，許多技術成本也會下降，這就需要在技術推廣應用的初期，有一定的政策支持。
《能源評論》：對于解決經濟性難題，有沒有比較現實的路徑？
王成山：對于一項新的技術，找到合適的場景很重要，最好是亟待解決的問題，初期成本高一些也能承受，而后隨著技術的推廣及成本的下降，最終走向產業(yè)化。事實上，找到經濟性和新技術性能的平衡點本身是解決問題的關鍵一步。
以農村電網為例，相較于城市，農村電網網架相對薄弱，但大量光伏都在農村地區(qū)集中接入，弱網架承載大量分布式光伏，問題自然很多。既然農村分布式光伏的發(fā)展符合國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略，那么農村電網必須要適應。一種思路是靠投資加強網架建設，但成本過高，資產利用率會很低。另一種可行的思路是因地制宜，采用微電網形式加以解決，即通過源網荷儲一體化，實現分布式光伏的最大化就地利用。理想的狀態(tài)是，在微電網內盡可能實現源荷的平衡，這將大幅降低分布式光伏的功率反送和對電網的影響。當然，這樣做需要有負荷才可以，這又涉及農村產業(yè)的發(fā)展。舉例來說，河南省蘭考縣是全國首個農村能源革命試點縣，目前，解決農村能源開發(fā)利用的關鍵舉措之一，就是發(fā)展微電網技術，用縣域內豐富的分布式能源作為招商引資的條件，吸引企業(yè)入駐，實現新能源在縣域內的就地消納。這既避免了光伏電量上送對主網造成影響，也發(fā)展了相關產業(yè)。
城市電網也是一樣。面對電動汽車充電帶來的沖擊，單純靠電網擴容成本過高，也不具有實施可行性，應通過市場機制有序引導用戶的充放電行為，有效挖掘負荷側的靈活性，從而更好地滿足用戶新的用電需求。
《能源評論》：您提到農村電網和城市電網要采取不同策略。農村能源革命目前看來最大的難點是什么？
王成山：農村電網最大的特點是“兩弱一強”，網架結構相對薄弱，供電可靠性有待提高，但分布式電源接入強度很高。這種結構性矛盾僅依靠傳統(tǒng)的網架強化方式難以解決，所以農村能源革命需要的是“源網荷儲一體化”思維。剛才說的蘭考縣的模式就是一種探索，目前仍在推進中。當前的難點在于如何平衡各方利益，設計合理的投資和運行機制，將產業(yè)發(fā)展和農網建設相結合，尋找出經濟可行的技術解決方案。
這里特別要強調，農村電網發(fā)展應和當地產業(yè)結構調整相結合。不能把分布式光伏當成負擔，而要當成資源，通過“光伏+產業(yè)”的模式，把新能源就地消納和招商引資、鄉(xiāng)村振興、美麗鄉(xiāng)村建設結合起來。這才是推動農村能源革命可持續(xù)發(fā)展的路徑。
《能源評論》：展望未來，您理想中的2040年配電系統(tǒng)是什么樣子？
王成山：第一，大量分布式電源接入后，通過源網荷儲的有序管理和組織，能夠盡可能實現新能源電量的就地消納，提高電力電量平衡能力，減少對主網的影響和依賴。第二，數字化技術進入規(guī)?；瘧秒A段，人工智能、大數據這些新技術深度融入配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，服務于系統(tǒng)優(yōu)化和用戶服務。第三，配電系統(tǒng)市場化機制相對成熟，用戶側資源得以充分利用，供電可靠性、靈活性、韌性有效提升，能夠滿足各種新形態(tài)負荷的多樣化供電需求。
