用電負荷屢破紀(jì)錄 配電網(wǎng)智能化應(yīng)對“烤”驗

眼下正值三伏，各地高溫“烤”驗持續(xù)。連日來，多地最高氣溫突破40攝氏度，打破當(dāng)?shù)赜^測史最高氣溫紀(jì)錄。據(jù)國家能源局近日發(fā)布，在持續(xù)性高溫天氣影響下，最大電力負荷快速攀升，多次刷新歷史紀(jì)錄，全國目前已有多個省級電網(wǎng)負荷創(chuàng)歷史新高。在用電負荷屢創(chuàng)新高的同時，截至今年6月底，全國全口徑發(fā)電裝機容量30.7億千瓦，其中煤電11.7億千瓦，風(fēng)電與太陽能合計達11.8億千瓦，新能源發(fā)電裝機規(guī)模首次超過煤電。

一邊是用電負荷屢創(chuàng)新高，另一邊是高比例新能源大幅接入，如何有效提高電網(wǎng)對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力對于電力保供而言十分重要。作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電系統(tǒng)是促進分布式新能源并網(wǎng)消納的關(guān)鍵。

8月6日，《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024—2027年）》印發(fā)，將重點開展9項專項行動推進新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實效。其中，配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動就位列9項專項行動之中。記者近日多方調(diào)研發(fā)現(xiàn)，配電智能化正在穩(wěn)步提速，上市公司積極布局智能配電設(shè)備以及儲能、虛擬電廠等相關(guān)技術(shù)，緩解新能源消納困局，助力電力保供。

新能源大量并網(wǎng)

給配電網(wǎng)帶來新挑戰(zhàn)

智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)。在這其中，配電一頭連著能源電力，一頭連著千家萬戶，被譽為電力供應(yīng)的“最后一公里”。

過去，我國電力結(jié)構(gòu)以火電為主，配電網(wǎng)的電力全部來自于主網(wǎng)，輸入側(cè)單一，配電主要是依托人工調(diào)節(jié)。然而，隨著大量分布式光伏發(fā)電、小水電、分散式風(fēng)電等分布式電源接入電網(wǎng)，配電網(wǎng)也面臨著全新的挑戰(zhàn)。“電網(wǎng)中的電源點逐步增多，雙向潮流問題將會日益凸顯，大量分布式新能源和共享儲能系統(tǒng)的建設(shè)正在加速這一轉(zhuǎn)變，在配電網(wǎng)中體現(xiàn)得尤為明顯。”國電南自有關(guān)負責(zé)人向證券時報記者表示。

何謂雙向潮流？事實上，無論是光伏還是風(fēng)電，其發(fā)電都有波動性、隨機性強的特點，與傳統(tǒng)能源相比發(fā)電不穩(wěn)定?！爱?dāng)大量不穩(wěn)定的新能源電力接入電網(wǎng)，新型電力系統(tǒng)需要在源網(wǎng)荷儲（電源、電網(wǎng)、負荷、儲能）等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)，與電網(wǎng)進行實時雙向互動，具備實時雙向的通信功能?！蹦暇W(wǎng)科技有關(guān)負責(zé)人在接受證券時報記者采訪時表示。

例如，為了增強電網(wǎng)“削峰填谷”能力，近年來不少地方開展車網(wǎng)互動（V2G）應(yīng)用實踐。簡單而言，就是讓電動汽車化身“移動的充電寶”和小型的儲能站，通過將充放電裝置和供電系統(tǒng)相連，在電網(wǎng)用電低谷時充電、高峰時向電網(wǎng)放電。通過有序充放電，車主能獲得放電收益，電網(wǎng)也能實現(xiàn)“削峰填谷”。

然而，要實現(xiàn)車網(wǎng)互動就離不開電動汽車與供電網(wǎng)絡(luò)之間的信息流、能量流雙向互動，實現(xiàn)充電與放電的靈活調(diào)度。這也意味著，分布式電源的接入不僅讓配電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的不確定因素顯著增加，同時也使角色發(fā)展了轉(zhuǎn)變：形態(tài)上，從傳統(tǒng)的無源單向輻射網(wǎng)絡(luò)向有源雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變；功能上，則從單一供配電服務(wù)主體向源網(wǎng)荷儲資源高效配置平臺轉(zhuǎn)變。

上市公司多層面布局

推動配電智能化

“大量新能源并網(wǎng)增大了系統(tǒng)調(diào)控難度，需要通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，打通電源、電網(wǎng)、負荷、儲能各環(huán)節(jié)信息，提高電網(wǎng)管理的效率和響應(yīng)速度?！眹娔献杂嘘P(guān)負責(zé)人表示。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的背景下，推動配電網(wǎng)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型勢在必行。在這其中，上市公司“各顯神通”，從多個層面開展相關(guān)技術(shù)與業(yè)務(wù)布局。

在配用電環(huán)節(jié)，電表或許是最為人們所熟悉的部分。

南網(wǎng)科技有關(guān)負責(zé)人表示，上一代的智能電表只有“智能抄表”的功能，雖然免除了人工抄表的不便，但主要實現(xiàn)了計量功能，量測數(shù)據(jù)顆粒度和傳輸頻度難以滿足新型電力系統(tǒng)網(wǎng)荷互動需求。南網(wǎng)科技自主研發(fā)推出的帶自主可控物聯(lián)操作系統(tǒng)智能電表，能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣計算、遠程升級和高頻數(shù)據(jù)通信，可以實現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)部跨專業(yè)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用以及為用電客戶提供能效監(jiān)測、互動用電等增值服務(wù)。

“源網(wǎng)荷儲要實現(xiàn)一體化聯(lián)動，雙向通信是基礎(chǔ)。”南網(wǎng)科技有關(guān)負責(zé)人說，還是以居民用戶車網(wǎng)互動場景為例，只有安裝了具有實時雙向計量功能的電表，電網(wǎng)才能夠向電動汽車下達指令，在不同時段靈活調(diào)控電動汽車的充放電行為。

不僅如此，“物聯(lián)電表”具有拓撲自動更新與識別的功能。一旦一個電表變更了接線方式，其在拓撲上的自動識別接線也將發(fā)生變化，這些信息將自動同步到系統(tǒng)中，確保系統(tǒng)上的拓撲結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場情況保持一致，從而大幅提升了停電時間故障預(yù)判的準(zhǔn)確性，減少了搶修復(fù)電的時間，進一步提升了配電網(wǎng)應(yīng)對故障風(fēng)險的能力。

除了智能電表等智能配電設(shè)備以外，虛擬電廠和儲能也是推動配電智能化的重要方向。所謂虛擬電廠，簡單理解就是一種新型的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，通過通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)協(xié)同優(yōu)化。

“近年來，公司持續(xù)加大在虛擬電廠領(lǐng)域的布局，2020年起就啟動虛擬電廠核心技術(shù)的研究攻關(guān)。”國電南自有關(guān)負責(zé)人表示，目前公司已自主研制了虛擬電廠“云—管—邊—端”全系列產(chǎn)品，形成虛擬電廠整體解決方案。據(jù)介紹，公司研發(fā)的虛擬電廠智能管控系統(tǒng)在華能浙江虛擬電廠進行了應(yīng)用，系統(tǒng)接入并聚合了大量的工商業(yè)儲能、充電樁等靈活資源，實現(xiàn)了全國首套接入實時調(diào)度虛擬電廠的應(yīng)用示范，通過精準(zhǔn)的負荷管理和資源調(diào)度，有效緩解了局部電網(wǎng)的供需壓力。

在眾多提高配電系統(tǒng)靈活性的方式中，儲能是一種重要的調(diào)節(jié)手段。正弦電氣是一家工業(yè)自動化的公司，在看到新能源勢不可擋的發(fā)展勢頭后，選擇用戶側(cè)儲能進行布局，聚焦用戶側(cè)能源解決方案及其關(guān)鍵零部件的設(shè)計開發(fā)與銷售。

用戶側(cè)儲能有怎樣的應(yīng)用場景、可實現(xiàn)什么效果？正弦電氣有關(guān)負責(zé)人向證券時報記者介紹，以公司打造的“儲能+驅(qū)動”方案為例，在傳統(tǒng)的驅(qū)動應(yīng)用場景中，電網(wǎng)或油機通過變頻器驅(qū)動電機，實現(xiàn)傳動或工藝動作，因減速或剎車產(chǎn)生的反向能量通過發(fā)熱耗散?！叭绻谠撓到y(tǒng)中增加儲能裝置，可快速實現(xiàn)能量流動方向的控制和能量有效存儲及釋放，減少浪費和降低碳排放。”該負責(zé)人表示。

投資提速未來可期

全面智能化尚待時日

近日，國家電網(wǎng)發(fā)布消息稱，為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，國家電網(wǎng)公司全年電網(wǎng)投資首次超過6000億元，今年比去年新增711億元，創(chuàng)下歷史新高。新增投資主要用于特高壓交直流工程建設(shè)、加強縣域電網(wǎng)與大電網(wǎng)聯(lián)系、電網(wǎng)數(shù)字化智能化升級等領(lǐng)域。

在配電網(wǎng)建設(shè)投資方面，“十四五”期間，國家電網(wǎng)公司預(yù)計投入超12000億元，占電網(wǎng)建設(shè)總投資60%以上；南方電網(wǎng)公司計劃投入3200億元，占電網(wǎng)建設(shè)總投資的48%左右。

業(yè)內(nèi)人士普遍認為，電力需求的持續(xù)增長、新能源快速發(fā)展對電網(wǎng)穩(wěn)定性要求不斷提升等因素，帶動電網(wǎng)投資不斷擴張。中商產(chǎn)業(yè)研究院研報分析稱，隨著電網(wǎng)智能化進程不斷向電力需求側(cè)推進，用電、變電、配電環(huán)節(jié)將成為智能電網(wǎng)未來發(fā)展的重點，預(yù)計市場占比將持續(xù)增加。

“用戶側(cè)能源應(yīng)用是剛需、是民生、是長期存在的市場。隨著社會的不斷發(fā)展，多樣化的能源解決方案用于提升用戶的體驗需求將逐步增加?！闭劶皩ξ磥砬熬暗目捶?，正弦電氣有關(guān)負責(zé)人信心十足。該負責(zé)人還表示，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用場景未來將更加廣泛。例如，在家庭領(lǐng)域，儲能系統(tǒng)可以與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)自給自足的能源供應(yīng)；在工商業(yè)領(lǐng)域，儲能系統(tǒng)可以為企業(yè)提供穩(wěn)定的電力支持，降低用電成本；在微網(wǎng)領(lǐng)域，儲能系統(tǒng)可以作為重要的電力調(diào)節(jié)設(shè)備，保障微網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

投資不斷擴大，為相關(guān)公司業(yè)績的增長提供了堅實的支撐。財報顯示，南網(wǎng)科技2023年在智能配用電設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營收4.42億元，同比增長31.85%，主要因為公司自主研發(fā)的絲路InOS系統(tǒng)及核心模組收入增幅較大。

雖然配電網(wǎng)智能化蘊藏著廣闊的商機，但配電網(wǎng)改造是長期工程，所需投資巨大，無法一蹴而就，實現(xiàn)全面智能化尚待時日。南網(wǎng)科技有關(guān)負責(zé)人告訴記者，以智能配電設(shè)備為例，將傳統(tǒng)電表更換為新一代智能電表，意味著投資成本的增加，而且電表涉及千家萬戶，有海量的接入站點，大規(guī)模鋪開將是一筆不小的資金投入，在現(xiàn)階段還不現(xiàn)實。因此，智能配電設(shè)備更新的推進也是“有節(jié)奏”、循序漸進的。

不過，路線圖已經(jīng)繪就。根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局今年3月發(fā)布的《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，到2030年，基本完成配電網(wǎng)柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，有效促進分布式智能電網(wǎng)與大電網(wǎng)融合發(fā)展。此外，還將在具備條件地區(qū)推廣車網(wǎng)協(xié)調(diào)互動和構(gòu)網(wǎng)型新能源、構(gòu)網(wǎng)型儲能等新技術(shù)。

還是以車網(wǎng)互動為例，目前車網(wǎng)互動在各地還處于探索階段，用戶只能在集中的園區(qū)或示范點給車充放電。這正是因為在有限的資源下，相關(guān)電力基礎(chǔ)設(shè)施的鋪設(shè)還無法滲透到家家戶戶。“未來，隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進的不斷深入，對電力資源調(diào)節(jié)的需求就會越來越大，越來越多的主體會參與到系統(tǒng)調(diào)節(jié)中來，形成一個源網(wǎng)荷儲智慧聯(lián)動的體系，甚至所有的用戶都會參與到輔助服務(wù)市場和電力交易市場當(dāng)中?！蹦暇W(wǎng)科技有關(guān)負責(zé)人表示，或許是3年后、5年后，也可能是10年后，但他相信，這一天總會到來。

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