中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：10月底，《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)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(wǎng)和微電網(wǎng)建設(shè)。隨著分布式光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新要素爆發(fā)式增長(zhǎng)，配電網(wǎng)正從電力系統(tǒng)“神經(jīng)末梢”轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源聚合與雙向互動(dòng)的重要平臺(tái)。
配電網(wǎng)的世紀(jì)跨越
《能源評(píng)論》：您在新書發(fā)布會(huì)上多次用“前所未有”表述業(yè)界對(duì)配電系統(tǒng)的關(guān)注度。這種關(guān)注度的提升，背后有著怎樣的歷史脈絡(luò)？
王成山：配電系統(tǒng)的角色轉(zhuǎn)變，有兩個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。第一個(gè)節(jié)點(diǎn)是2000年前后，以啟動(dòng)大規(guī)模城市電網(wǎng)建設(shè)改造為標(biāo)志，我國(guó)配電網(wǎng)開始了現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)變。此次的建設(shè)改造重在解決城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和供電可靠性問題，每年投資都在千億元以上，這使得全國(guó)特別是城市配電網(wǎng)發(fā)生了很大的變化，供電可靠性得到顯著提升。
第二個(gè)節(jié)點(diǎn)是2020年以來，分布式光伏、電動(dòng)汽車等新形態(tài)源、荷開始大規(guī)模接入配電網(wǎng)，使配電網(wǎng)的形態(tài)發(fā)生了重大變化。從傳統(tǒng)的強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)”轉(zhuǎn)變?yōu)楦訌?qiáng)調(diào)“源網(wǎng)荷”構(gòu)成的系統(tǒng)。配電系統(tǒng)成為政府部門、電網(wǎng)公司、相關(guān)能源電力企業(yè)等高度關(guān)注的重要環(huán)節(jié)。國(guó)家有關(guān)部門不斷針對(duì)性地出臺(tái)各種政策文件，相關(guān)研究工作被列入國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和重大專項(xiàng)予以支持，配電系統(tǒng)成為與大電網(wǎng)研究并列的重點(diǎn)領(lǐng)域。
《能源評(píng)論》：這種轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力主要來自哪里？是技術(shù)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(cè)，五年前誰也不會(huì)想到，現(xiàn)在一個(gè)省域內(nèi)的分布式光伏裝機(jī)容量能達(dá)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(fù)荷側(cè)，深圳、上海等城市的電動(dòng)汽車保有量都已突破百萬量級(jí)，兆瓦級(jí)的充電設(shè)施也在研發(fā)階段，一個(gè)充電槍的功率就超過一臺(tái)10千伏配電變壓器的承載能力。面對(duì)這種新形態(tài)源、荷發(fā)展規(guī)模帶來的沖擊效應(yīng)，業(yè)界與學(xué)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(dāng)前，全社會(huì)用電量已超過9萬億千瓦時(shí)，未來還有很大的增長(zhǎng)空間，到2060年甚至?xí)杀对鲩L(zhǎng)。如果繼續(xù)沿用面向全年最大負(fù)荷建設(shè)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(fèi)。探討新的技術(shù)，構(gòu)建新的系統(tǒng)運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)體制機(jī)制變革，充分挖掘存量系統(tǒng)的潛力，成為現(xiàn)代配電系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的重要命題。
《能源評(píng)論》：您提到配電網(wǎng)從無源到有源的轉(zhuǎn)變，它具體體現(xiàn)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(wǎng)的無源形態(tài)，使配電系統(tǒng)由“無源”變“有源”，運(yùn)行控制模式由“被動(dòng)”變“主動(dòng)”，系統(tǒng)中功率的流向也由“單向”變?yōu)椤半p向”，運(yùn)行主體也由“單一”變?yōu)椤岸嘣?。分布式電源?shù)量以百萬、千萬計(jì)，用戶用電行為十分復(fù)雜；同時(shí)，可靠、優(yōu)質(zhì)、高韌性供電要求日益提高。所有這些都需要現(xiàn)代配電系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新，也需要系統(tǒng)運(yùn)行模式與管理機(jī)制的變革，過去只有大電網(wǎng)領(lǐng)域存在的穩(wěn)定、優(yōu)化、協(xié)調(diào)等問題，在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中也變得十分重要。
《能源評(píng)論》：這種轉(zhuǎn)變對(duì)行業(yè)從業(yè)者意味著什么？
王成山：這種轉(zhuǎn)變意味著配電系統(tǒng)正在成為具備廣闊發(fā)展前景，同時(shí)又面對(duì)各種挑戰(zhàn)的領(lǐng)域。所謂前景，主要體現(xiàn)在它將為各種新技術(shù)提供的應(yīng)用空間大，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供的規(guī)?；l(fā)展?jié)摿Υ螅潆娤到y(tǒng)的發(fā)展將會(huì)衍生出許多新的業(yè)態(tài)，諸如虛擬電廠、微電網(wǎng)、分布式儲(chǔ)能、直流配電等，將會(huì)帶來許多新型服務(wù)或商業(yè)模式。
另外，由于配電系統(tǒng)直接面向用戶，源、網(wǎng)、荷資產(chǎn)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(dá)到更優(yōu)的運(yùn)行指標(biāo)和更高的綠色化標(biāo)準(zhǔn)，難度相當(dāng)大。同時(shí)，配電新技術(shù)從研究到應(yīng)用再到大面積推廣取得成效，時(shí)間跨度可能會(huì)很長(zhǎng)，問題也會(huì)不斷涌現(xiàn)，需要保持定力，持續(xù)不斷地創(chuàng)新、實(shí)踐，再創(chuàng)新、再實(shí)踐。
現(xiàn)代配電技術(shù)需“體系化”突破
《能源評(píng)論》：面對(duì)眾多新挑戰(zhàn)，您牽頭組織編纂了《現(xiàn)代配電系統(tǒng)技術(shù)叢書》，這套包括15個(gè)分冊(cè)的著作關(guān)注了哪些關(guān)鍵問題？
王成山：通過這套叢書，我們主要系統(tǒng)地梳理出現(xiàn)代配電系統(tǒng)面臨的問題以及可能的解決途徑，包括現(xiàn)代配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)到底有哪些不一樣，當(dāng)前面臨哪些主要技術(shù)挑戰(zhàn)，未來又會(huì)向哪些方向發(fā)展。叢書名中是“現(xiàn)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(duì)應(yīng)，更面向未來形態(tài)，其中很多新技術(shù)還需要更深入的研究?，F(xiàn)代配電系統(tǒng)主要體現(xiàn)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(duì)過去5～10年以及未來5～10年的技術(shù)探索和實(shí)踐應(yīng)用做個(gè)階段性的小結(jié)和介紹。
這套叢書有三個(gè)特點(diǎn)：一是高起點(diǎn)策劃。以“雙碳”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)為背景，全面系統(tǒng)總結(jié)了新形勢(shì)下現(xiàn)代配電系統(tǒng)的發(fā)展理念、技術(shù)裝備和工程實(shí)踐成果。二是高標(biāo)準(zhǔn)編寫。該叢書由英大傳媒集團(tuán)和國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院聯(lián)合組織編撰，邀請(qǐng)了國(guó)家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司、中國(guó)電氣裝備，以及天津大學(xué)、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京交通大學(xué)等60余家單位的近400位學(xué)者、專家及一線科研工作者共同參與。三是高質(zhì)量出版。我們堅(jiān)持質(zhì)量第一，嚴(yán)把政治關(guān)、專業(yè)關(guān)、內(nèi)容關(guān)、編校關(guān)，力爭(zhēng)將其打造成經(jīng)得起歷史檢驗(yàn)的精品。這套叢書已經(jīng)入選了2025年國(guó)家出版基金資助項(xiàng)目。
《能源評(píng)論》：您認(rèn)為，哪些技術(shù)領(lǐng)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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)交互，設(shè)備模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、控制芯片化、運(yùn)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(huì)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(dòng)汽車充電設(shè)施的接入，也將替代部分開關(guān)設(shè)備、電力變壓器設(shè)備等，進(jìn)而構(gòu)建出新的配電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形態(tài)。微電網(wǎng)、直流配用電技術(shù)等也將廣泛應(yīng)用，從而使得配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加多樣，更高效、優(yōu)質(zhì)地滿足用戶的新需求。
其次是數(shù)字化運(yùn)維技術(shù)。配電系統(tǒng)要想從根本上提升管理水平，必須依托數(shù)字化技術(shù)。配電系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量多、裝備間耦合度高、數(shù)據(jù)量龐大，這些都為人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的場(chǎng)景，相信這些新技術(shù)會(huì)給現(xiàn)代配電系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維帶來新思路，也定當(dāng)取得實(shí)效。為了更好地利用配電系統(tǒng)中的用戶側(cè)資源，虛擬電廠、車網(wǎng)互動(dòng)等技術(shù)正受到社會(huì)廣泛關(guān)注，這些現(xiàn)代配電系統(tǒng)發(fā)展過程中的新事物，同樣需要數(shù)字化、智能化技術(shù)支撐，當(dāng)然也需要市場(chǎng)機(jī)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(shù)上的創(chuàng)新，相關(guān)內(nèi)容很多，這也是出版這套叢書的初衷，將各種技術(shù)相對(duì)系統(tǒng)地加以呈現(xiàn)，有助于相關(guān)領(lǐng)域的讀者系統(tǒng)化了解配電系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新情況。
《能源評(píng)論》：您特別強(qiáng)調(diào)成體系，這種系統(tǒng)性價(jià)值如何體現(xiàn)？
王成山：現(xiàn)代配電系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)宏大的系統(tǒng)工程，需要學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界及上下游主體的協(xié)同生態(tài)構(gòu)建與共同推進(jìn)，并依托電氣、材料、計(jì)算、通信、控制等多學(xué)科深度交叉融合。這套叢書就是想提供這樣一個(gè)框架。我們按“新需求、新形態(tài)、新技術(shù)、新機(jī)制”來展開編寫?！靶滦枨蟆卑ǚ植际焦夥?、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車接入帶來的挑戰(zhàn)；“新形態(tài)”包括微電網(wǎng)、直流配電技術(shù)等等；“新技術(shù)”涵蓋智能裝備、保護(hù)控制、數(shù)字化、信息物理系統(tǒng)等；“新機(jī)制”則包括虛擬電廠、車網(wǎng)互動(dòng)、電力市場(chǎng)等。讀者看完15本書的目錄，再翻翻相關(guān)內(nèi)容，就能對(duì)現(xiàn)代配電系統(tǒng)有個(gè)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(huì)得到啟發(fā)。
變革新范式：經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)與場(chǎng)景化破局
《能源評(píng)論》：您反復(fù)強(qiáng)調(diào)，“在配電系統(tǒng)中，不考慮經(jīng)濟(jì)性，單純強(qiáng)調(diào)技術(shù)沒有實(shí)際意義”，這是否意味著變革的關(guān)鍵其實(shí)在經(jīng)濟(jì)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(shù)難題，說技術(shù)難，常常是指在經(jīng)濟(jì)性約束下提供有價(jià)值的解決方案難。因?yàn)榕潆娤到y(tǒng)任何一項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)的提升，都需要大量的設(shè)備投入，需要規(guī)模化的實(shí)施，一套設(shè)備增加20%的投資不算貴，但成千上萬臺(tái)的成本就會(huì)急劇增加，而要在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，經(jīng)濟(jì)性將直接影響技術(shù)的可行性。如果不考慮經(jīng)濟(jì)代價(jià)，技術(shù)問題都好解決，但成本誰來承擔(dān)、投資如何回收，這是無法回避的問題。只有具備經(jīng)濟(jì)回報(bào)的技術(shù)，才是可推廣、可復(fù)制的技術(shù)。當(dāng)然，新技術(shù)的推廣應(yīng)用也需要一個(gè)過程，隨著量的加大，許多技術(shù)成本也會(huì)下降，這就需要在技術(shù)推廣應(yīng)用的初期，有一定的政策支持。
《能源評(píng)論》：對(duì)于解決經(jīng)濟(jì)性難題，有沒有比較現(xiàn)實(shí)的路徑？
王成山：對(duì)于一項(xiàng)新的技術(shù)，找到合適的場(chǎng)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(shù)的推廣及成本的下降，最終走向產(chǎn)業(yè)化。事實(shí)上，找到經(jīng)濟(jì)性和新技術(shù)性能的平衡點(diǎn)本身是解決問題的關(guān)鍵一步。
以農(nóng)村電網(wǎng)為例，相較于城市，農(nóng)村電網(wǎng)網(wǎng)架相對(duì)薄弱，但大量光伏都在農(nóng)村地區(qū)集中接入，弱網(wǎng)架承載大量分布式光伏，問題自然很多。既然農(nóng)村分布式光伏的發(fā)展符合國(guó)家新能源發(fā)展戰(zhàn)略，那么農(nóng)村電網(wǎng)必須要適應(yīng)。一種思路是靠投資加強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)，但成本過高，資產(chǎn)利用率會(huì)很低。另一種可行的思路是因地制宜，采用微電網(wǎng)形式加以解決，即通過源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化，實(shí)現(xiàn)分布式光伏的最大化就地利用。理想的狀態(tài)是，在微電網(wǎng)內(nèi)盡可能實(shí)現(xiàn)源荷的平衡，這將大幅降低分布式光伏的功率反送和對(duì)電網(wǎng)的影響。當(dāng)然，這樣做需要有負(fù)荷才可以，這又涉及農(nóng)村產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。舉例來說，河南省蘭考縣是全國(guó)首個(gè)農(nóng)村能源革命試點(diǎn)縣，目前，解決農(nóng)村能源開發(fā)利用的關(guān)鍵舉措之一，就是發(fā)展微電網(wǎng)技術(shù)，用縣域內(nèi)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(shí)現(xiàn)新能源在縣域內(nèi)的就地消納。這既避免了光伏電量上送對(duì)主網(wǎng)造成影響，也發(fā)展了相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
城市電網(wǎng)也是一樣。面對(duì)電動(dòng)汽車充電帶來的沖擊，單純靠電網(wǎng)擴(kuò)容成本過高，也不具有實(shí)施可行性，應(yīng)通過市場(chǎng)機(jī)制有序引導(dǎo)用戶的充放電行為，有效挖掘負(fù)荷側(cè)的靈活性，從而更好地滿足用戶新的用電需求。
《能源評(píng)論》：您提到農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)要采取不同策略。農(nóng)村能源革命目前看來最大的難點(diǎn)是什么？
王成山：農(nóng)村電網(wǎng)最大的特點(diǎn)是“兩弱一強(qiáng)”，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，供電可靠性有待提高，但分布式電源接入強(qiáng)度很高。這種結(jié)構(gòu)性矛盾僅依靠傳統(tǒng)的網(wǎng)架強(qiáng)化方式難以解決，所以農(nóng)村能源革命需要的是“源網(wǎng)荷儲(chǔ)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(jìn)中。當(dāng)前的難點(diǎn)在于如何平衡各方利益，設(shè)計(jì)合理的投資和運(yùn)行機(jī)制，將產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)相結(jié)合，尋找出經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)解決方案。
這里特別要強(qiáng)調(diào)，農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合。不能把分布式光伏當(dāng)成負(fù)擔(dān)，而要當(dāng)成資源，通過“光伏+產(chǎn)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(shè)結(jié)合起來。這才是推動(dòng)農(nóng)村能源革命可持續(xù)發(fā)展的路徑。
《能源評(píng)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(wǎng)荷儲(chǔ)的有序管理和組織，能夠盡可能實(shí)現(xiàn)新能源電量的就地消納，提高電力電量平衡能力，減少對(duì)主網(wǎng)的影響和依賴。第二，數(shù)字化技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，人工智能、大數(shù)據(jù)這些新技術(shù)深度融入配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，服務(wù)于系統(tǒng)優(yōu)化和用戶服務(wù)。第三，配電系統(tǒng)市場(chǎng)化機(jī)制相對(duì)成熟，用戶側(cè)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(fù)荷的多樣化供電需求。
