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國家電網(wǎng)有限公司學(xué)習(xí)貫徹黨的二十屆三中全會精神暨2024年年中工作會議要求，“提高配電網(wǎng)可靠性和承載力，制定加快推進(jìn)配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案，持續(xù)深化配電網(wǎng)建設(shè)改造三年行動”“深化數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范成果應(yīng)用”。本刊記者圍繞配電網(wǎng)形態(tài)將發(fā)生怎樣的變化、如何進(jìn)一步夯實(shí)配電網(wǎng)供電保障的技術(shù)基礎(chǔ)、如何增強(qiáng)配電網(wǎng)的靈活調(diào)控能力等方面采訪了中國電科院院士盛萬興。
《國家電網(wǎng)》：隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，配電網(wǎng)正逐步由單純接受、分配電能給客戶的電力網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲融合互動、與上級電網(wǎng)靈活耦合的電力網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)的形態(tài)還將發(fā)生什么變化？
盛萬興：隨著新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，大規(guī)模分布式電源、充電樁等客戶側(cè)設(shè)備接入電網(wǎng)，配電網(wǎng)成為連接能源生產(chǎn)和消費(fèi)、電網(wǎng)和客戶雙向交互的終端平臺。配電網(wǎng)具有電能配送、源荷平衡、多能互補(bǔ)等核心功能，呈現(xiàn)出分布式電源、脈沖型負(fù)荷、電力電子設(shè)備高比例接入的特點(diǎn)，在數(shù)理上表現(xiàn)出電源、負(fù)荷、時空狀態(tài)不確定性的特征。配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行工況、運(yùn)營環(huán)境更加復(fù)雜，物理形態(tài)和功能形態(tài)等層面將發(fā)生深刻變化。
分布式新能源滲透率快速增加，配電網(wǎng)系統(tǒng)化、有源化趨勢明顯。以分布式光伏為例，其開發(fā)利用形式豐富多樣，屋頂光伏、農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)等方案因地制宜，能夠有效促進(jìn)城鄉(xiāng)電網(wǎng)低碳轉(zhuǎn)型。截至6月底，全國分布式光伏裝機(jī)3億千瓦，約占煤電裝機(jī)25%，分布式光伏已成為中國光伏新增裝機(jī)的“主力軍”。配電網(wǎng)在物理形態(tài)上從傳統(tǒng)“無源”單向輻射網(wǎng)絡(luò)向“有源”雙向交互系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)變。
海量分布式資源廣域分散接入，配電網(wǎng)向多能互補(bǔ)平臺轉(zhuǎn)變。截至6月底，全國新能源汽車保有量達(dá)2473萬輛，充電基礎(chǔ)設(shè)施達(dá)1024萬臺，客戶側(cè)儲能總功率70萬千瓦。未來配電網(wǎng)將滿足新能源汽車、數(shù)據(jù)中心、儲能等各類新型主體接入運(yùn)行需求，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ａ抠Y源集聚、源荷高效協(xié)同的資源優(yōu)化配置平臺。
新興業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，供用能需求日益多元化、個性化和互動化。隨著新能源快速增長和電力市場化改革的不斷深入，虛擬電廠、負(fù)荷聚合商、零碳園區(qū)、綜合能源服務(wù)等新業(yè)態(tài)蓬勃興起，構(gòu)建電網(wǎng)—客戶雙向互動、友好共生的供需協(xié)同體系上升為國家戰(zhàn)略需求。配電網(wǎng)加快演變?yōu)樾屡d業(yè)態(tài)交易運(yùn)營的關(guān)鍵樞紐。
能源電力信息物理融合特征更加鮮明，信息技術(shù)支撐配電網(wǎng)安全高效運(yùn)行作用更加凸顯?！按笤莆镆浦擎湣钡葦?shù)字技術(shù)在配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、檢修等環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，驅(qū)動配電網(wǎng)生產(chǎn)管理、業(yè)務(wù)運(yùn)營及服務(wù)模式發(fā)生根本性變革，數(shù)智化技術(shù)賦能賦效的潛力價值倍增。
《國家電網(wǎng)》：配電網(wǎng)作為重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，在保障電力供應(yīng)、支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、服務(wù)改善民生等方面發(fā)揮重要作用。人民群眾對供電服務(wù)質(zhì)量的期望值越來越高。如何進(jìn)一步夯實(shí)配電網(wǎng)供電保障的技術(shù)基礎(chǔ)？
盛萬興：配電網(wǎng)直接服務(wù)城鄉(xiāng)客戶，肩負(fù)保障社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人民生活水平的重要任務(wù)。經(jīng)過多年持續(xù)建設(shè)改造，我國配電網(wǎng)的供電服務(wù)能力和供電可靠性得到很大提升。但受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和投資能力等影響，東、中、西部配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)、供電可靠性等差異明顯，局部地區(qū)電網(wǎng)供電能力、站間轉(zhuǎn)供能力不足，季節(jié)性變壓器重滿載問題多發(fā)，鄉(xiāng)村地區(qū)抵御自然災(zāi)害設(shè)防水平相對較低。為落實(shí)電力安全可靠供應(yīng)任務(wù)，國家發(fā)展改革委、能源局印發(fā)的《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》強(qiáng)調(diào)，全面提升供電保障能力，提高裝備能效和智能化水平，強(qiáng)化應(yīng)急保障能力建設(shè)。一是加快推進(jìn)城中村配電網(wǎng)改造、農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升，科學(xué)補(bǔ)強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)。二是加快老舊和高耗能設(shè)備設(shè)施更新改造，進(jìn)一步拓展網(wǎng)絡(luò)通信、大數(shù)據(jù)、自動控制等技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高電網(wǎng)感知控制能力。三是合理提高核心區(qū)域和重要客戶的相關(guān)線路、變電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，差異化提高局部規(guī)劃設(shè)計(jì)和災(zāi)害防控標(biāo)準(zhǔn)，提升電網(wǎng)綜合防災(zāi)能力。
為進(jìn)一步夯實(shí)供電保障的技術(shù)基礎(chǔ)，需要聚焦配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安全、電力設(shè)備可靠、應(yīng)急保障提升等關(guān)鍵方向。突破配電網(wǎng)薄弱區(qū)段精準(zhǔn)辨識技術(shù)，統(tǒng)籌配電網(wǎng)容量、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與抗災(zāi)減災(zāi)要求的適應(yīng)性，系統(tǒng)分析評估現(xiàn)有配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對配電網(wǎng)承載能力的影響，統(tǒng)籌考慮城鄉(xiāng)配電網(wǎng)差異化供電需求，因地制宜應(yīng)用網(wǎng)架改造、儲能布局等方案，提升配電網(wǎng)保供電能力；深化以可靠性為中心的配電設(shè)備精益化管理支撐技術(shù)研究，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等在配電網(wǎng)數(shù)據(jù)價值挖掘方面的技術(shù)優(yōu)勢，提升配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)智能感知、運(yùn)行監(jiān)測分析能力；建立氣象預(yù)報(bào)—電網(wǎng)管控聯(lián)動體系，推進(jìn)應(yīng)急移動電源和供電搶修裝備的研發(fā)應(yīng)用，提升災(zāi)害、故障等場景下配電網(wǎng)的韌性水平，增強(qiáng)配電網(wǎng)在故障保護(hù)和快速復(fù)電方面的綜合應(yīng)急能力，強(qiáng)化極端惡劣天氣安全保供保障技術(shù)措施，支撐配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。
《國家電網(wǎng)》：近年來能源轉(zhuǎn)型速度不斷加快，分布式電源滲透率、新能源汽車消費(fèi)比例和電能占終端消費(fèi)的比重不斷提高。新能源發(fā)展對配電網(wǎng)承載力提升提出了更高要求，如何應(yīng)對？
盛萬興：“雙碳”目標(biāo)下，高比例分布式新能源和規(guī)?；潆娫O(shè)施接入已成為配電網(wǎng)發(fā)展變化的鮮明標(biāo)志。然而，分布式電源裝機(jī)在部分地區(qū)已超出負(fù)荷消納水平，帶來設(shè)備反向重過載、電壓越限、功率越級反送等承載力問題；新能源汽車快充等新型負(fù)荷單體功率較大，造成局部短時大功率沖擊。為滿足海量分布式資源接入配電網(wǎng)的需求，應(yīng)堅(jiān)持系統(tǒng)思維、問題導(dǎo)向，精準(zhǔn)評估配電網(wǎng)綜合承載能力，推動分布式能源科學(xué)布局、有序開發(fā)、就近接入、就地消納；開展充電負(fù)荷密度分析，引導(dǎo)充電設(shè)施科學(xué)合理接入中低壓配電網(wǎng)；結(jié)合源網(wǎng)荷儲運(yùn)行特性和協(xié)同互動需要，優(yōu)化新型儲能配置建設(shè)。
在此基礎(chǔ)上，需要重點(diǎn)探索支撐承載力提升的技術(shù)創(chuàng)新，推動分布式新能源發(fā)展從“量變”到“質(zhì)變”。例如，通過數(shù)智化引領(lǐng)賦能配電網(wǎng)承載能力提升，更好適應(yīng)參與主體多元化、電網(wǎng)形態(tài)復(fù)雜化、運(yùn)行方式多樣化等發(fā)展趨勢。利用先進(jìn)的數(shù)字傳感、物聯(lián)技術(shù)，支撐配電網(wǎng)各類測控對象的隨需接入；通過人工智能等技術(shù)與電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)深度融合，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)全環(huán)節(jié)海量可調(diào)節(jié)分散資源的協(xié)調(diào)控制；通過數(shù)智化基礎(chǔ)設(shè)施搭建電網(wǎng)—客戶協(xié)同互動體系，為社會化分散的清潔能源發(fā)電單元尋找參與電力生產(chǎn)的最佳時機(jī)和最大出力，從而適應(yīng)產(chǎn)—消關(guān)系深刻變化要求，提升各類分布式能源參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的積極性。
《國家電網(wǎng)》：隨著分布式可再生能源、新型儲能、新能源汽車等新要素的大規(guī)模接入，電網(wǎng)調(diào)峰難度增大，電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加，對配電網(wǎng)靈活性提出了更高要求。如何進(jìn)一步推動電網(wǎng)和客戶互動協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)配電網(wǎng)的靈活調(diào)控能力？
盛萬興：實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)和客戶互動協(xié)同，既有客觀需求，又有內(nèi)在復(fù)雜性。例如，配電網(wǎng)參與利益主體多、新興業(yè)態(tài)多，需要面向各類市場主體搭建開放共享平臺、制定公平準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、提供普惠服務(wù)，探索構(gòu)建權(quán)責(zé)對等、地位平等的市場機(jī)制，通過商業(yè)模式創(chuàng)新激發(fā)各方活力。從技術(shù)創(chuàng)新層面來看，國際上普遍認(rèn)為，突破電網(wǎng)和客戶資源協(xié)同互操作技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)海量分布式發(fā)電、充電等“長尾”資源最優(yōu)管控和協(xié)同互動的關(guān)鍵。
我國在“十四五”首批國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”專項(xiàng)中設(shè)立了項(xiàng)目“配電網(wǎng)業(yè)務(wù)資源協(xié)同及互操作關(guān)鍵技術(shù)”。在該項(xiàng)目支持下，我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)圍繞信息互操作、設(shè)備靈活接入、業(yè)務(wù)高效協(xié)同三大技術(shù)開展攻關(guān)，突破新能源、電網(wǎng)、負(fù)荷數(shù)據(jù)共享機(jī)制與安全交互方法，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)、跨應(yīng)用、跨角色的信息互操作；突破終端設(shè)備統(tǒng)一信息模型及安全接入機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備即插即用；突破多業(yè)務(wù)資源并發(fā)優(yōu)化調(diào)控與安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)供用電資源高效協(xié)同與靈活互動。通過創(chuàng)新攻堅(jiān)，團(tuán)隊(duì)攻克了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，建立了跨域跨應(yīng)用的配電網(wǎng)信息互操作理論體系，構(gòu)建了面向電網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的“設(shè)備—數(shù)據(jù)—業(yè)務(wù)”信息物理融合模型。團(tuán)隊(duì)開發(fā)了系列化軟件定義智能終端與動態(tài)可伸縮的分布式物聯(lián)管理平臺，建設(shè)青島、福州兩個十萬量級終端接入規(guī)模的電力系統(tǒng)供需協(xié)同互動示范區(qū)，構(gòu)建“物理—信息—業(yè)務(wù)—模式—生態(tài)”典型協(xié)同場景，實(shí)現(xiàn)分布式電源、充電樁100%可接入、能協(xié)同，滿足電網(wǎng)對海量客戶側(cè)設(shè)備接入數(shù)據(jù)共享與靈活管控需求，大幅提升配電網(wǎng)安全可靠供電能力、運(yùn)行效率與服務(wù)質(zhì)量。
《國家電網(wǎng)》：當(dāng)前，國家提出要加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，推動實(shí)體經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合，實(shí)現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力加快發(fā)展。配電網(wǎng)既要面對日益多元化、個性化和互動化的客戶需求，也要應(yīng)對支撐主配微網(wǎng)多級協(xié)同、推動能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。如何進(jìn)一步提升配電網(wǎng)數(shù)字化、智能化技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)多方共贏？
盛萬興：實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字轉(zhuǎn)型勢在必行、相融并進(jìn)。為系統(tǒng)性探索配電網(wǎng)數(shù)智化技術(shù)在支撐實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)等方面發(fā)揮的作用，創(chuàng)新信息—物理深度融合的技術(shù)路線，我依托國家自然科學(xué)企業(yè)聯(lián)合基金重大項(xiàng)目“新型配電系統(tǒng)形態(tài)演化與安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)理論及方法”、中國科學(xué)院學(xué)部咨詢評議項(xiàng)目“‘雙碳’目標(biāo)驅(qū)動能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略研究”等，提出了設(shè)備級與系統(tǒng)級“兩支撐”、通信與信息安全“兩保障”的數(shù)智化技術(shù)發(fā)展路線。
在設(shè)備級支撐層面，通過先進(jìn)電子材料與裝備技術(shù)，支撐建設(shè)高比例電力電子化配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)客戶設(shè)備的靈活接入、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時精準(zhǔn)感知與高效控制。在系統(tǒng)級支撐層面，通過“云大物移智鏈”等信息技術(shù)，支撐建設(shè)數(shù)據(jù)驅(qū)動型配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)配用電資源智能化管控指揮與互動服務(wù)。在通信保障層面，構(gòu)建天地一體化的通信網(wǎng)絡(luò)，滿足配電網(wǎng)本地、區(qū)域和廣域通信需求。在信息安全保障層面，構(gòu)建“設(shè)備—通信—主站”梯級信息安全防護(hù)體系，保障配電網(wǎng)設(shè)備—通道—主站全環(huán)節(jié)信息安全。
其中，在設(shè)備級數(shù)智化技術(shù)應(yīng)用層面，重點(diǎn)突破新材料與元器件、芯片、電子技術(shù)以及裝備技術(shù)等。例如，攻關(guān)寬禁帶高效率半導(dǎo)體材料與元器件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高頻功率轉(zhuǎn)換、低開關(guān)損耗與大電流密度的功率變換；研制電力電子設(shè)備與信息物理融合裝備，實(shí)現(xiàn)高效電能轉(zhuǎn)換與存儲、快速控制保護(hù)與智能化能量路由。在系統(tǒng)級數(shù)智化技術(shù)應(yīng)用層面，聚焦數(shù)據(jù)采集與建模、自動控制、大數(shù)據(jù)/云計(jì)算/區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、人工智能等。例如，突破“群內(nèi)自治—群間協(xié)同—輸配協(xié)調(diào)”集群自動控制技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)協(xié)同管控；發(fā)展統(tǒng)籌分布式源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)資源的大數(shù)據(jù)/云計(jì)算/區(qū)塊鏈技術(shù)，支撐全場景態(tài)勢感知與信息交互；攻關(guān)配電設(shè)備智能運(yùn)檢與自動仿真人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“信息—物理—人在回路”智能化轉(zhuǎn)型。
通過數(shù)智化技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，將有力推動傳統(tǒng)配電網(wǎng)升級換代，實(shí)現(xiàn)政府、電網(wǎng)、客戶多方共贏。對政府而言，數(shù)智化配電網(wǎng)將促進(jìn)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施升級，實(shí)現(xiàn)電、熱、冷、氣等多種能源協(xié)同互濟(jì)，提升能源系統(tǒng)的整體利用效率，支撐經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。對電網(wǎng)而言，通過物理系統(tǒng)與數(shù)智基礎(chǔ)設(shè)施融合發(fā)展，能夠支撐多元化源荷靈活接入，促進(jìn)高滲透率分布式清潔能源就地消納，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)價值挖掘、平臺業(yè)務(wù)拓展和品牌信譽(yù)提升。對客戶而言，依托數(shù)智化技術(shù)形成電網(wǎng)和客戶的雙向互動平臺，可以拓展微電網(wǎng)、儲能、虛擬電廠等開放共享的市場化新業(yè)態(tài)，提供優(yōu)質(zhì)的綜合能源服務(wù)、新能源汽車服務(wù)，提升民生供電保障能力，滿足多元化、互動化、個性化的用能需求。
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