专家报告 | 舒印彪院士等：新型配电网的形态、特征及关键技术
专家报告 | 舒印彪院士等：新型配电网的形态、特征及关键技术
在国家“双碳”目标驱动下，配电网正经历前所未有的变革。本文由舒印彪院士等多位专家撰写，深入探讨了新型配电网的形态、特征及关键技术，为未来配电网的发展提供了重要参考。
研究背景
在国家“双碳”目标驱动下，配电网面临巨大变革，是新型电力系统建设的主战场。2022年1月，国家发展改革委和国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》，明确提出要创新电网结构形态和运行模式，加快配电网改造升级，提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性；2024年3月发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》指出，要适度超前规划建设配电网，持续优化网架结构，加快配电网建设改造和智慧升级，强化源网荷储协同发展。在现实需求与政策导引的双重激励下，科学分析配电网发展的前进方向，是工程与学术界面临的重要问题。因此，本文明确了新型配电网的基本概念与发展形态，归纳了新型配电网的基本要求和典型特征，梳理了新型配电网构建关键技术，为配电网的后续的发展建设及相关研究提供借鉴和参考。
未来配电网面临的挑战与变革
伴随我国新型电力系统建设持续深入，配用电体系正步入一场前所未有的变革：大量分布式发电、新型用能、存储和调控装备接入配电网，控制对象扩展到源网荷储的各个环节，控制规模指数级增长；大量弱可控和强不确定性电源替代常规电源；传统放射状网络难以支撑区域内功率的多向流动，供电能力和新能源消纳能力不足日益凸显；大量电力电子设备代替传统电能转换与传输设备，造成供需不平衡、电压越限、谐波超标等问题，导致电力安全运行和电能质量进一步恶化；虚拟电厂、综合能源服务商等利益主体日趋多元，源网荷储角色定位和行为特征发生重大改变，在配电网规划和电力装备升级等问题上多方博弈的态势进一步加深，给配电网协同控制和市场建设带来新的挑战。
在能源清洁低碳转型的大背景下，受配用电技术发展、用户需求和政策机制等多元驱动力的共同作用，我国配电网在物理形态、运行形态和产业形态等方面均发生了持续而重大的系统性演变，逐渐表现出有源化趋势加速、向资源高效配置平台转变、产业创新高质量发展和数智化转型深化四个主要发展趋势。
论文重点内容
新型配电网的基本要求和典型特征
作为新型电力系统的重要组成部分，新型配电网需要满足安全可靠、清洁低碳和经济高效三方面基本要求。在此基础上，本文认为新型配电网将演变为各类先进技术广泛应用的创新平台、多种需求互动的服务平台，具备互动化、绿色化、柔性化、数智化四大典型特征。
互动化是发展方向，新型配电网一方面将变成源网荷储融合互动、适应多种互动需求的服务平台，另一方面将由原来依托大电网承载电力、分配电能的单向从属关系变为相互支撑、协同发展的灵活互动关系。
绿色化是核心目标，新型配电网是深度低碳配电网，既要广泛应用节能降耗技术，又要助力再电气化水平提升。
柔性化是关键基础，新型配电网将由弱连接、辐射状结构发展为多层分区、闭环运行的柔性互联网络。
数智化是必由之路，新型配电网将建成广泛互联、友好便捷、协同高效的数智化平台，更好地支撑多元主体灵活互动。
新型配电网发展思路
新型配电网应当遵循分层分区平衡优化资源配置、以科技创新推动绿色发展、以开放共享实现互利共赢和以市场机制激发各方活力的发展思路。其中，分层分区平衡是一种高效的资源配置模式，要在配电网发展过程中建立尽量在本电压等级内实现负荷和本地分布式电源平衡的新理念，分布式电源功率尽量减少跨电压等级上送。分层分区平衡理念将对配电网规划和运行产生重大影响，重构配电网形态，重塑运行模式。
新型配电网构建关键技术
在运行方面着重突破智慧互动技术，加快推进源网荷储协同优化调度、主配微协同互动及主动支撑技术进步，不断深化配用电体系的数智化应用。
在产业方面广泛应用绿色节能技术，确保全系统运行节能高效，推动装备制造全链条绿色低碳，建立绿色节能标准体系。
在规划建设方面全面攻克柔性组网技术，实现配电网柔性互联经济可靠，科学合理构建平衡单元，大幅提升配电网的容灾能力和安全韧性。
在电力市场层面加快研究市场构建技术，重构电力市场理论基础和交易规则，建立价格激励机制，实现电碳市场协同。
结语
本文围绕新型配电网的形态、特征及关键技术三个方面系统性阐述了新型配电网构建的核心问题，旨在为未来新型配电网构建提供有益的观点和研究思路。研究表明构建新型配电网需要积极应对当前各类技术经济性挑战，持续开展配用电领域基础性、前瞻性、系统性研究，加强重点领域关键技术攻关，重构电力市场理论基础和交易规则，主动破解“安全-低碳-经济”三角矛盾，不断完善新型配电网构建的基础理论、技术方法与路线图。
团队介绍
舒印彪院士带领的新型电力系统构建团队依托于怀柔实验室，承担国家重大专项项目，面向清洁低碳安全高效能源体系构建和“碳达峰、碳中和”战略目标，开展新型电力系统战略性、前瞻性、系统性研究，提出新型电力系统形态演进路径，创新源、网、荷、政策与市场的体系构建技术，推进能源绿色低碳转型。
作者介绍
舒印彪，中国电机工程学会理事长，中国工程院院士，教授级高级工程师，长期从事能源电力发展战略、电网运行与电力系统规划、超/特高压输电重大工程建设和关键技术研发工作，获得国家科学技术进步奖特等奖、国家科学技术进步奖一等奖等多个奖项。
汤涌，博士，教授级高级工程师，博士生导师，973首席科学家，获国务院政府特殊津贴，首批“新世纪百千万人才工程”国家级人选，主要研究方向为电力系统稳定与控制、电力系统仿真与分析，获得国家科技进步奖一等奖、省部级科技进步奖等多个奖项。
张正陵，硕士，教授级高级工程师，现任中国可再生能源学会理事、并网专委会副主任委员，中国电机工程学会动能经济专委会副主任委员。长期从事能源电力发展规划、电力系统运行分析、电力工程项目前期等专业工作，获得国家科技进步奖、中国电力科技进步奖、国家能源局软科学成果奖、国网公司科技进步奖等多个奖项。
张风营，博士，正高级工程师，主要研究方向为电力系统规划、电网运行分析等。
杨霖，博士，正高级工程师，主要研究方向为配用电技术。
仲悟之，博士，教授级高级工程师，主要研究方向为电力系统运行分析与控制。
顾卓远，博士，正高级工程师，主要研究方向为电力系统稳定与控制。