加快建设承载规模化分布式能源的新型配电系统

新型配电系统是新型电力系统形态在中低压配电网的体现，是新型电力系统建设的桥头堡。碳达峰碳中和目标为我国能源电力行业高质量发展提出了新要求。

2021年10月，国务院正式印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动等“碳达峰十大行动”，把加快建设新型电力系统作为重点任务，明确要构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，发展建设各类灵活调节电源、新型储能和抽水蓄能，加快构建全国统一电力市场体系，提升新型电力系统综合调节能力，推动清洁电力资源大范围优化配置，其中明确到2030年省级电网基本具备5%以上的尖峰负荷响应能力。

行动方案中提到的很多资源，包括自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等灵活调节资源，以及分布式“新能源+储能”、多能互补等能源利用形式，均接入中低压配电网。因此，到2030年省级电网需具备的5%以上尖峰负荷响应能力基本要依靠中低压配电网实现。

《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021-2030年）》明确提出要建设“强简有序、灵活可靠、先进适用”的配电网，支持分布式新能源在中低压配电网接入；“十四五”和“十五五”期间将分别投产2000万千瓦新型储能。配电网处于电力系统的末端，是向用户供应电能、分配电能以及接入分布式电源的重要环节。

可以说，实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军，电网是排头兵，配电网是桥头堡。在“双碳”战略和新型电力系统建设背景下，新型配电系统将接入越来越多的分布式资源，这些分布式资源包括：分布式光伏、分散式风电、燃料电池等各类分布式新能源；锂电池、超级电容、飞轮储能、储热、冰蓄冷、氢能等各类新型储能；电动汽车、换电站、可调度负荷等各类柔性负荷；光储型用户、光伏型用户、微电网、综合能源、虚拟电厂等各类能源产消者，这些产消者可能集成了不同类型的分布式新能源和新型储能；智能软开关、柔性开关、能量路由器、固态变压器、新型换流器等柔性可控智能装备。因此，新型配电系统就是承载了规模化分布式资源的中低压配电网，是电力分配消费的主体，是新型电力系统建设的桥头堡，是新型电力系统的重要组成部分。

新型配电系统是承载分布式新能源供给规模化、灵活性调节资源接入规模化、能源消费高度电气化的枢纽型平台，承担电源侧“清洁替代”和负荷侧“电能替代”的重要作用，尽可能多地接入分布式新能源，尽可能多地接入灵活性调节资源，尽可能多地用能终端电能替代。新型配电系统将来自远方的集中式新能源电能安全、可靠、经济地配送给用户，用户消费了电能才能实现新能源生产的价值。

新型配电系统中大量的分布式光伏、分散式风电、燃料电池发电等本地分布式新能源并网消纳，增加了新能源发电容量和电量，提升了新型电力系统的新能源主体地位。

新型配电系统中大量的新型储能装置、柔性负荷、微电网、综合能源、生产消费兼具型用户、各类虚拟聚合体等灵活可控资源接入，增加了新型电力系统的灵活性调节资源，提升了新型电力系统的调节能力，以应对新能源随机性、波动性、间歇性对安全可靠供电的影响。

新型配电系统中大量的电动汽车、电锅炉、电制氢、电热泵、电采暖、电排灌、电烤烟等新型用电模式，大幅提升交通、工业、建筑、农业等领域的终端用能电气化水平，增加了新型电力系统的用电负荷总量，提升了新型电力系统的新能源消纳能力和潜力。

由此可见，新型电力系统建设背景下，以助力实现“双碳”目标为目的的新型配电系统形态特征将发生很大改变，主要体现在电源、电网、设备、负荷、运营和服务等方面。

能源供给清洁化、多元化。新型配电系统分配和消纳的电能来自两个方面：一是接受来自新型电力系统主网侧的清洁能源和新能源供给，二是配电网内部日益增加的各类分布式新能源、储能和能源产消者的供给。若主网侧电能全部来自清洁能源，新型配电系统即为以新能源为主体的中低压配电网。

网架结构有源化、柔性化。分布式资源遍布配电网，电力潮流从单向变为双向。部分线路直流化，部分节点柔性化，交直流混联形态不断演进，传统放射型转变为多端多环柔性互联网络。新型配电系统网架结构和运行方式较传统配电网有较大差别。

设备电力电子化、智能化。大量电力电子装备并网，如光伏逆变器、储能变流器、柔性开关、固态变压器、能源路由器等，新型配电系统源、网、荷等环节的电力电子化进程加快。先进的配电技术装备应用越来越广泛，如先进配电自动化终端、态势感知终端、智能传感器、多旋翼无人机、一二次深度融合设备、芯片化环网柜等，配电网智能化水平不断提升。

用户负荷多样化、互动化。负荷类型多样化，包括可控、可调、可时移负荷等各类柔性负荷，以及屋顶光伏型用户、光储一体型用户、储能型用户（包括电动汽车V2G）、多能互补用户、微电网、综合能源等各类能源产消者，负荷特性愈趋复杂。随着电力市场改革推进，越来越多的用户参与需求响应和其它辅助服务，分布式资源的灵活性优势在与电网频繁互动中得以充分发挥。

运营管理数字化、集约化。新型配电系统的规划、建设、运营、管理和客户服务等业务，将更加依赖于数字配电业务核心平台和数据要素，以实现全业务场景智能运行和资源配置智慧决策，分布式资源监测、配网调度、运营监控和生产指挥等核心业务的集约化、可视化程度将不断提升。

能源服务平台化、生态化。配电网及其分布式资源是构建新型能源生态系统的核心要素，包含了源、网、荷、储、商的新型配电系统是整个能源生态系统中结构最完整、元素最丰富、最有生态效应的子系统，也是生产力和价值创造的“沃土”，是能源电力新技术、新装备、新模式和新业态的最佳实践平台，是电网企业向能源产业价值链整合商和能源生态系统服务商转型的重要载体。

建设新型配电系统，就是要强化物理电网智能化改造，以先进配电技术装备和数字化技术推动生产服务效率提升，提供更可靠、更灵活、更高效、更智能的配电网络和供电服务，满足各类分布式电源、储能设备、柔性负荷、能源产消者等分布式资源的规模发展，满足电力用户的用电需求，支撑本地分布式新能源并网消纳，支撑远方集中式新能源发电量消纳，从能源生产、能源配送、能源存储、能源消费等环节助力构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。

未来配电网有源化、用户产消化、服务多样化等变化导致对供电可靠性的要求更高，系统运行控制的难度提升，对加快数字化转型的迫切需求增大，需要在分布式新能源并网监控、中低压配电网可靠性和可控能力提升、源网荷储协同运行等方面加强新型配电系统关键技术攻关，加快实现配电技术装备的新突破、新发展，提高新型配电系统接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。

在分布式新能源和新型储能并网监控方面，对通过不同电压等级并网的分布式新能源和新型储能开展差异化监测控制，解决分布式新能源和储能并网运行的可观可测问题。

在新型配电系统可靠性提升方面，通过故障事前防范和事后快速处理，降低故障停电频次，缩短故障停电时间，缩小停电范围，保障分布式电源上网消纳通道的通畅率，夯实配电网分布式电源承载容器作用，在分布式能源“发得出”基础上实现“送得出”和全额消纳。

在新型配电系统柔性可控能力提升方面，采用基于电力电子的智能装备对配电网关键节点和重点区域进行柔性化智能化升级改造，丰富配电网调控方式，提升配电网能控水平，解决区域用电负荷、分布式能源和电动汽车等分布式资源快速增长导致的配电设备重过载、馈线负载不均衡、城市输配电增容困难、供电质量难以保障、潮流流向复杂且调控手段不足、供电可靠性降低等问题。

在新型配电系统源网荷储协同运行方面，通过多能互补的源网荷储协同运行技术，对配用电侧多类型资源互补利用场景和典型区域进行能量优化管理，优化资源利用方式，提升区域能源一次利用效率，平衡多参与主体利益诉求，解决多类型能量设备和多参与主体带来的设备冗余配置、能耗大、资源利用不充分等问题。通过生产和消费双向互动，精准控制社会可调节的用电负荷和储能资源，有效抑制光伏、风力等新能源发电带来的电网波动，在时间刻度上实现能量的柔性交互，改变刚性的实时能量交付关系，在空间刻度上实现局部能量自洽消纳和广域能量最优管理，形成全局统一调度与协同治理模式，催生内生消纳驱动力，更高效地消纳分布式新能源。

在新型配电系统电能质量监测治理方面，通过电能质量感知、问题溯源和多级协同治理，减轻或解决大规模分布式电源并网造成的电能质量问题。通过电能质量监测点优化配置和多级治理装置协调调控，缓解分布式电源接入造成的宽频域谐波谐振、变换器间环流、源网间阻抗失稳振荡、电网暂态电压不稳定等新形态电能质量问题。同时，通过调控分布式电源并网逆变器，进行谐波抑制与无功补偿，缓解低电压和谐波污染等问题。

在新型配电系统数字孪生和全景仿真方面，应用数字孪生和全景仿真技术，开发由电网物理空间、电网数字空间和感知控制通道共同构成的孪生系统，构建数字仿真+动模仿真+真型平台一体的全景仿真平台，以准确描述新型配电系统内部运行规律和外部运行特性，实现含规模化分布式资源的新型配电系统多元素、多尺度、多区域的仿真分析，提升新型配电系统对分布式新能源承载能力的精准量化评估，满足新型配电系统精准建模、多样化仿真、快速精准分析、动态规划和运行控制等需求。

在新型配电设备一二次深度融合方面，对主要配电设备一二次结构、功能、运行与环境监测进行深度融合，按照结构模块化、功能集成化、接口标准化思路，一体化设计研制一二次融合柱上开关、一二次融合柱上开关和一二次融合油浸式配电变压器等关键配电设备，提高配网关键设备状态评估数字化与透明化，解决当前对配网装备本体和环境状态感知较少，二次装备独立供应造成的责任不清晰、调试时间长、维护及互通互换难度大等问题。

在新型配电系统数字化转型支撑方面，加快建设拥有更加敏锐“五官”和更加聪明“大脑”的数字配电系统，实现分布式资源“全面可观、精确可测、高度可控”，基于全面、准确、透明的数据采集和分析，及时发现、预警新型配电系统源网荷储各环节的缺陷和风险，做出智能判断和决策，提高系统可靠性，保障分布式新能源并网消纳，同时提供更加灵活、高效、个性化的用能普惠服务以及能源交易、能效管理、节能服务等增值服务，促进源网荷储的高效互动，促进储能发展和新能源消纳。

建设新型配电系统要充分发挥分布式资源的融合作用、生产技术的支撑作用和数字电网的承载作用，推动关键技术攻关与示范应用，提供更可靠、更灵活、更高效、更智能的配电网络和供电服务，服务新能源并网消纳，支撑构建新型电力系统，助力实现碳达峰碳中和战略目标（雷金勇）。