海量分布式电源接入 配电网运控面临新挑战

分布式电源大规模接入给配电系统带来更多不确定性、随机性，系统运行方式更复杂，传统确定性规划难以适应新型电力系统构建，配电网规划需要向多场景概率性规划转变。

刚刚发布的《2030年碳排放达峰行动方案》明确了风电、光伏、新型储能、氢能等行业发展目标，这意味着未来将有大量分布式电源接入配网。随着大量分布式电源采用逆变器等与配电网相连，在提高配电网灵活性的同时也加大了其运行控制难度。

在业内人士看来，新参与者的出现，使得电力调度需从传统的“源随荷动”转变为“源荷互动”，而协调控制这些众多的分布式电源，需要通过技术不断升级改造配电网，以确保源网荷储多要素协调互动。

分布式电源支持力度加大

今年是我国支持分布式电源发展最有力的一年，一系列支持分布式发展的政策紧锣密鼓地出台。4月发布的《2021年能源工作指导意见》中提出，推动分布式能源、微电网、多能互补等智慧能源与智慧城市、园区协同发展;6月《能源领域5G应用实施方案》明确重点开展分布式能源管理、虚拟电厂等典型业务场景 5G 深度应用;7月下发的《“十四五”循环经济发展规划》中重点工程之一是园区循环化发展工程，积极利用余热余压资源，推行热电联产、分布式能源及光伏储能一体化系统应用;尤其是今年6月发布的《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，更是直接引爆分布式光伏的发展。

除了政策频出外，今年与分布式电源有关的项目也密集涌现。例如，山东启动整县分布式光伏规模化开发、江苏59个县(市、区)入选全国屋顶分布式光伏开发试点、北京国电电力秦皇岛海港区整区屋顶分布式光伏项目入选国家试点、国家能源集团浙江舟山电厂两处分布式光伏项目开工建设、国能津能热电公司31.7兆瓦屋顶分布式光伏发电项目取得行政审批局备案证明等。

受访的业内人士认为，政策频出和项目层出不穷均表明，在实现碳达峰碳中和目标的大背景下，分布式电源正成为我国电力系统的一块重要“拼图”，将在电力结构中发挥至关重要的作用。

分布式交互设备大量接入配网

随着风电“下乡”、光伏整县推进，“十四五”分布式电源占比将大幅增加。最具代表的是分布式光伏，今年1-9月我国分布式新增光伏并网容量超过集中式。以山东为例，近年来分布式光伏发电接入数量呈“井喷式”增长。截至目前，山东全省分布式光伏总数量60.49万户，较2020年底增长了23%，总容量18051兆瓦，较2020年底增长了20.5%。“随着整县分布式光伏工作的启动，未来一段时间，将有更大规模的分布式光伏接入配电网，传统的无源配电网成为有源配电网。”国网设备管理部配电处主管刘日亮表示。

在中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿看来，通过发展建筑光储直柔，可助力零碳电力系统建设。以建筑光伏为例，我国城镇屋顶光伏预测总装机容量为8.3亿千瓦，预测发电量为1.23万亿千瓦时，是未来建筑运行和私家车用电量的1/3。“我国农村屋顶光伏预测装机总量为19.7亿千瓦，预测发电量为2.95万亿千瓦时，可满足生活、生产、交通用能，且余1万亿千瓦时。农村光伏+直流微网可实现85%农村的电气化，替代燃煤、燃油、燃气和秸秆，每年剩余的1万亿千瓦时可根据电力系统供需平衡状况，作为调峰电力送入电网。”

分布式电源爆发式增长面临一个不容忽视的问题，即大量光伏逆变器、储能变流器、柔性开关、固态变压器、能源路由器等电力电子装备并网，容易引起电网电压暂降、波动与闪变、电压越限等电能质量问题，而配电网的实际情况又是覆盖面广、专业多、基础差异大，如何构建一个适应分布式交互式设备大量接入的配电网，是电网企业亟需探索的领域。

构建适应大量分布式电源的配网

国网经济技术研究院有限公司总工程师李敬如认为，分布式电源大规模接入给配电系统带来更多不确定性、随机性，系统运行方式更复杂，传统确定性规划难以适应新型电力系统构建，配电网规划需要向多场景概率性规划转变。“分布式电源单体规模较小、数量多、建设周期短，这就要求配电网提前开展升级改造和技术升级，紧密跟踪分布式光伏发展形势，优化并网服务、交易结算、运维调控等方面的管理模式。”

“以云边协同核心理念为基础，构建支撑分布式电源接入中低压一体化是未来分布式电源接入的解决方案。”珠海许继电气有限公司副总经理张维认为，与此同时，需同步考虑分布式电源接入配电网的影响，利用5G网络开展微网的自主运行，实现“计划性孤岛”。此外，配电系统还要具备区分电网侧故障以及分布式电源侧故障的能力，实现毫秒级故障快速处理，全面支撑分布式电源消纳及管理。

业内人士认为，应对大量分布式电源并网，区域多层级微电网群可提升供电可靠性、灵活性与经济性。未来，微电网将从单一微电网向多微电网集群形态转变，形成群观群控，从交流为主微电网向直流、交流混合微电网的形态转变。构建适应大量分布式电源的配网，目前亟需建立分布式电源规划、接入、运维管理标准及测控管理手段。