能源风向标｜主微配网从“物理连接”走向“智能协同”

科技日报记者 都芃

电网高质量发展有了最新“路线图”。国家发展改革委、国家能源局日前联合印发的《关于促进电网高质量发展的指导意见》提出，到2030年，初步建成以主干电网和配电网为重要基础、智能微电网为有益补充的新型电网平台。

新型电网平台这一提法尤为值得关注，它好比电力系统的“智慧大脑”，可通过数字化、智能化技术，实现主配微网从“物理连接”到“智能协同”的跨越。建设新型电网平台是发展新型电力系统的必然要求。

那么，新型电网平台有何特点？在能源绿色低碳转型进程加快、新能源大规模高比例接入的背景下，新型电网平台建设要克服哪些难题？

将“不可控”资源化为可靠电力供应

在中电联电力发展研究院能源研究部主任韩超看来，新型电网平台最大的特点是主配微网协同。

主网是电力系统的骨干网络，是连接大型发电厂与配电网、承担跨区域大容量电能传输和调度的核心部分，好比“高速公路”。配电网是电力系统中连接主网与终端用户的关键环节，承担着电能降压、分配和配送的任务，如同“城市内部道路”。微电网则是一种集成了分布式电源、储能系统、用电负荷、配电设施及智能控制系统的小型独立电力系统，更像是社区内部的独立交通网络。

在新型电网平台中，上述三者承担着不一样的角色，共同支撑起新型电力系统。主网是筑牢电力安全保障根本、夯实全国统一电力市场的物理基础，发挥着支撑清洁能源资源广域调配，保障集中式新能源供给消纳的重要作用。配电网在增强保供能力的基础上，承担多元化源荷开放接入、双向互动、即插即用等职能，要满足分布式新能源大规模发展的需要。微电网作为具有自平衡和自调节能力的电力新业态网络载体，支持多元主体接入，能够融入终端用户绿色用能场景，促进新能源就近开发、就地消纳，提升电网末端供电可靠水平。

为何要强调主配微网协同？韩超说：“当前，新能源开发建设具有点多面广的鲜明特征，随着大规模新能源在各电压等级接入电网，电网的枢纽平台作用日益凸显。主配微网协同是适应新能源渗透率逐步提高的必然选择。”随着风电、光电等新能源的大规模接入，传统电网信息不互通、调度不灵活的局限性愈发明显。主配微网协同能将这些“不可控”的资源，通过“可控”的协同网络，转化为稳定可靠的电力供应。

主配微网协同还是强化公共基础设施保障民生的现实所需。“电网一头连接类型多样的电力生产设施，一头连接特性不一的用电负荷主体。”中国电力企业联合会规划发展部主任张琳说。保障居民用电需求，需要进一步强化电网公共属性，增强主网、配电网与微电网交互能力，促进电力供给和用户需求精准对接。

需克服高比例新能源接入挑战

在新型电网平台建设中，如何应对高比例新能源接入给电网带来的挑战是急需解决的问题之一。

在张琳看来，当前，我国能源生产和消费呈现出清晰的电气化趋势，未来对电力的需求将呈刚性增长。而目前新能源发展中的源荷逆向分布矛盾仍较为显著，西部、北部新能源基地远离东部、南部负荷中心，需建设更远距离、更大容量的输电通道。同时，分布式新能源爆发式增长，要求配电网需从传统单向辐射网络向有源双向交互系统转变，提升开放接入与协调互动能力。而新能源出力波动性、随机性和低惯性的特征，导致系统净负荷曲线陡峭化、复杂化，又对电网的规划与运行模式提出了系统性变革要求。

建设新型电网平台，在技术层面同样面临挑战。目前，我国电网技术创新已经走在全球前列，新型电网平台建设已有坚实基础。我国特高压1000千伏交流和±800千伏、±1100千伏直流输电技术实现全面突破，掌握具有自主知识产权的特高压核心技术和全套装备制造能力；大电网仿真、运行控制及安全防御等方面取得了一批引领世界电网技术的重大成果。但着眼新型电力系统建设目标，新型电网平台在部分关键核心技术上仍需进一步突破。例如，面向“沙戈荒”、高海拔、深远海等场景，大容量柔性直流、新能源孤岛送出、低频输电等关键技术还需要持续创新。

多措并举保障平台安全运行

在韩超看来，应从三方面应对高比例新能源接入给新型电网平台带来的挑战。

第一，要着力实现主配微网交互响应。统筹推进主网建设，坚持全国“一盘棋”，科学优化全国电力流向，推动输电通道定位逐步由保供应为主，向保供应与调结构并重转变。分层分区优化特（超）高压交流网架，加强区域电网跨区联络，加大具备互补特性和互济潜力的省间互联，推动区域内各级电网协调发展。加快建设新型配电系统，推动配电网向有源双向交互系统转变，加强配电网与主网灵活耦合。

第二，要结合新能源就近消纳新业态发展需要，因地制宜建设微电网，推动微电网向智能化微能量管理单元转变，加强智能微电网对多品种能源的配置功能，完善配套接入系统标准，支持灵活切换并入配电网运行和孤岛运行模式，实现微电网和配电网的功率协调和故障协同处理。

第三，要大力促进源网荷多主体协调发展。准确把握新型电力系统技术特性和发展规律，推动各类电源和多元负荷依托电网平台实现高效互动。建立全面考虑源、荷双端不确定性和电网调节能力的新型平衡模式，实现高水平电力供需协同。发展系统友好型新能源电站，鼓励水电扩机增容，加强抽水蓄能、调峰气电、直挂式新型储能布局，部署新一代煤电，探索核电参与日内调峰，满足电网在高比例新能源下的灵活运行需要。

在技术层面，韩超建议，要加快输变电支撑技术升级。比如，创新应用特高压柔性直流输电技术，突破深远海域风电集群柔性低频输电技术；开展大开断容量高性能交流开关技术研发及应用；深化高比例可再生能源及电力电子设备接入的交直流保护技术应用；超前谋划新型高端电力电子器件、新型超导电力设备、远距离大功率无线输电等电网前沿交叉领域技术攻关。

人工智能、大数据、边缘计算等先进数字技术的发展为建设新型电网平台提供了强大助力。韩超建议大力推动“云大物移智链边”技术与新型调度控制技术深度融合，加快推进大数据、人工智能技术在运行方式生成、电网潮流调整、供需协同互动等领域的应用。加强电网状态感知研究，部署海量资源高效可观可测、可调可控关键技术路线。探索量子计算、大模型在新型电力系统规划和稳定分析中的应用。

“有效应对风险挑战，需要行业主管部门建立健全工作机制，协调解决新型电网平台建设过程中的重大问题。地方政府需履行属地责任，明确目标任务，制定落实举措。电网企业要提高投资效益和资源调配能力，推动规划项目按期落地实施，防范化解电网安全风险。各类并网主体应履行主体责任，共同保障电力可靠供应与电网安全运行。”韩超说。

来源：科技日报