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双碳目标下我国配电网形态快速演进的思考
陈维江1，靳晓凌2，吴鸣3，吕军1，张翼1，宁昕1，刘海涛3，李健2，吕广宪3，谢光龙2，卢卫疆4
（1. 国家电网有限公司, 北京市 西城区 100031
DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.240349
面对日益严峻的气候变化挑战，世界上许多国家都在大力推动能源转型，以风电、光伏为代表的新能源正快速发展，终端用能的电气化水平不断提升。能源生产低碳化、能源消费电气化，推动配电网形态不断演进。我国碳达峰到碳中和时间跨度仅为发达国家的1/2，配电网面临补短板、保增长、促转型的多重使命，分布式新能源、电动汽车等源荷新要素规模跃变进一步加速，形态演进的程度更加剧烈，亟需探索和构建支撑高比例分布式资源的配电网新形态新模式。
配电网变革演进是新型电力系统构建的主战场，政产研用各相关利益主体宜建立系统思维运用系统方法，协同源网荷储各要素有序友好地推进配电网规划、建设和运营。本文对双碳目标下我国配电网形态的演进过程进行了深入思考，基于现有与中远期可预见的技术发展趋势，从城市、园区、农村3类场景入手，分析研判了配电网网络架构、技术管控、商业运营3种形态演进路径和目标。
1）城市配电网形态演进。
城市人口、产业的聚集度高，建筑密度高、负荷密度大，但土地资源紧缺，分布式新能源发展空间缺乏。从负荷特性来看，城市电气化水平不断提高，随着产业结构调整，特别是第三产业和居民生活用电比重逐步提升，负荷尖峰化特征更加突出，日峰谷差率上升。城市场景下，分布式新能源较少，负荷侧资源灵活调控是关键。
城市配电网将向着“大电网主导、负荷柔性化调控、新型储能灵活配置的配用电系统”演进，以大电网为主导，以柔性互动为关键，市场激励机制下用户用能形式多元化，虚拟电厂、共享储能等新模式，云大物移智链等新技术广泛应用，需求侧资源调节能力大幅提升，有效降低系统建设冗余度，大幅提升配电网的运营潜力。
2）园区配电网形态演进。
随着分布式新能源加快发展，园区积极利用厂房屋顶安装分布式光伏，并配置储能装置以满足部分电力需求、降低用电成本。从能源消费侧来看，园区的工业、建筑用户多样，能源消耗量大、负荷密度高，用能方式多元化，集合了电、热、冷、气等多种终端能源消费形式，各类能源负荷特性有较强的互补性，具备能源综合利用的条件。
园区配电网将向着“大电网支撑、多能互补型的综合能源系统”演进，以大电网为支撑，以多能互补平台配置为关键，根据园区资源情况，发展以电为核心且集成多种能源形式的综合能源系统，实现园区内多种能源互补互济，能源生产和能源消费高度定制化、数智化，形成清洁低碳、安全高效的全新综合能源形态。
3）农村配电网形态演进。
农村地区风能、太阳能等可再生能源资源丰富，屋顶、滩涂等资源可观，分布式新能源快速发展，特别是分布式光伏在农村地区已经形成规模效应。由于用电高峰与光伏出力在时间上不匹配，且用电需求低，分布式新能源的本地消纳水平有限，作为“源”的特征日益突显。
农村配电网将向着“分布式新能源和储能主导，与大电网互联的新型局域电力系统”演进，以资源合理利用、经济高效配置、电力安全供应为目标，电源以本地分布式新能源为主，配备相应储能装置，就地就近分层接入电网，将源网荷储聚合管控，具备一定的区域自平衡和自调节能力，与大电网互联互济，形成新型电力系统的重要组成部分。
配电网作为新型电力系统构建的主战场，与经济社会高质量发展和新技术变革紧密相关，双碳目标下我国配电网形态将快速演进。本文是对我国城市、园区、农村3类场景配电网形态演进的宏观思考，以方向探索和问题研判为主，分析了三类场景下配电网的网络架构、技术管控和商业运营3种形态演进的驱动力、关键环节、形态特征和宏观目标，探索了配电网的“系统化”演变特点。
引文信息
陈维江，靳晓凌，吴鸣，等．双碳目标下我国配电网形态快速演进的思考[J]．中国电机工程学报，2024，44(17)：6811-6817．
CHEN Weijiang，JIN Xiaoling，WU Ming，et al．Thinking on the rapid evolution of distribution network form under the carbon peaking and carbon neutrality goals[J]．Proceedings of the CSEE，2024，44(17)：6811-6817(in Chinese)．
作者介绍
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责编：朱腾翌
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