張天光：中國配電網發展的挑戰與機遇

本刊記者 張化冰

導語：配電網投資建設模式及市場化機制需要進一步完善，這是中國配電網發展問題的根本所在，也是中國配電網發展問題的挑戰所在。隨著“新質生產力”的提出、中國式現代化的深化、國家支持政策的出臺、市場機制與科技創新的推動，配電網面對新要求、新挑戰的同時，也將迎來高質量發展的巨大新機遇。

配電網作為重要的公共基礎設施，在保障電力供應、支撐經濟社會發展、服務改善民生等方面發揮著重要作用。為推動新形勢下配電網高質量發展，助力構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，國家發展改革委、國家能源局于2月6日發布《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）。《指導意見》在什么背景情況下出臺？配電網高質量發展面臨哪些新要求、新挑戰？《指導意見》的發布，對配電網高質量發展將起到哪些指導性作用？配電網高質量發展又將迎來什么樣的新機遇？

中電聯電力發展研究院（技經中心）作為中電聯的智庫機構及國家能源局重要智力支撐單位，近年來持續參與配電網研究及咨詢，參與編制《配電網規劃設計技術導則》等行業標準，完成北京、上海、浙江、新疆等18個省（區、市）配電網建設改造“十三五”規劃咨詢，持續開展配電網工程定額制修訂，2023年在國家能源局的組織下參與了《新形勢下配電網高質量發展的指導意見》的起草，既見證了中國配電網建設取得的顯著成就，也深刻感受到配電網發展面臨著諸多新要求、新挑戰和新機遇。《電力設備管理》雜志在《指導意見》發布之際，專訪中電聯電力發展研究院（技經中心）院長張天光。

配電網高質量發展面臨新要求新挑戰

配電網作為連接能源電力與千家萬戶的“最后一公里”，承擔著廣泛的政治、經濟和社會責任。“十三五”以來，在《關于加快配電網建設改造的指導意見》和《配電網建設改造行動計劃（2015—2020年）》等政策文件指導下，通過加強統籌規劃、健全標準體系、提升供電能力、優化網架結構、提高裝備水平、加強配電自動化建設等一系列行動舉措，中心城市（區）配電網智能化建設和應用水平大幅提高，城鎮地區供電能力和供電安全水平顯著提升，鄉村地區電網薄弱等問題得到有效解決。

張天光就此表示，當前中國電力可靠性和電能質量已達到較高水平，用戶平均供電可靠率達到99.89%以上，全國綜合電壓合格率達到99.86%以上，配電網建設改造行動卓有成效。但在加快建設新型能源體系、構建新型電力系統的新形勢下，配電網作為新型電力系統的重要組成部分，仍將面臨更高新要求，在多方面迎接更多的新挑戰。

挑戰一：新能源的大規模發展已對中國配電網安全穩定帶來新挑戰

張天光表述，黨的二十大提出加快發展方式綠色轉型，積極穩妥推進碳達峰碳中和，加快規劃建設新型能源體系。在能源加速綠色低碳轉型的大趨勢下，中國新能源呈現爆發式、規模化發展態勢。2023年全球可再生能源新增裝機5.1億千瓦，其中中國的貢獻率在50%以上，截至2023年底可再生能源總裝機量達到29.20億千瓦，同比增長13.9%。作為新能源領域的翹楚，光伏投資2023年大幅增長，占比達38.4%并首次登頂，其累計裝機規模已成為僅次于火電的中國第二大電源；風電在2023年新增裝機75.9GW，同比增長102%，2023年底正式超越水電成為中國第三大電源，且近兩年中國風電整機的年產能均達到100GW 左右，大幅高于新增裝機規模，僅就產能而言未來也仍具備高增長空間。

“分布式新能源發展迅速，且具有開發建設規模及時序難以準確預測、發展布局及出力特性與負荷不協調等特點，在就近接入、就地消納以及配電網安全穩定運行等方面帶來了新挑戰。”張天光表示。

挑戰二：電氣化進程對配電網供電保障能力提出了新要求

張天光指出，隨著中國電氣化進程持續推進，在中央及各級政府的大力支持下，相關部門從工業、交通、建筑和農業農村等領域進一步推廣電能替代發展，持續提高終端電氣化率：“充電設施、港口岸電、電鍋爐、電采暖等不斷增加，預計2025年全國電能占終端能源消費比重將提高到31.2%。”

以新能源汽車為例，截至2024年1月中國新能源車保有量已達2041萬輛，充電樁保有量886萬臺。據中國科學院院士歐陽明高預測，2025年新能源汽車市占率將接近50%，到2030年保有量將會達到1億輛左右。但充電樁大部分為隨車私樁，公共充電樁保有量為278萬臺、車樁比僅為7.34；具備公共快充性能的直流樁保有量為121萬臺、車樁比也僅為16.87，未來對充電設施有巨大需求：“部分城市商業中心區、居民小區、農村地區的配變容量不足、入戶線容量不夠，難以支撐大規模充電設施接入、冬季取暖、電動車下鄉等需要，亟須進一步提升配電網承載力及靈活性，為保障用電需求和大規模車網互動提供堅實的物理基礎。”

挑戰三：多元要素驅動的配電網面臨保供和保安全的新挑戰

此外，在“雙碳”驅動的背景下，分布式新能源及新型負荷的廣泛接入、新業態新模式的蓬勃發展，帶來配電網從傳統的“無源”單向輻射網絡向“有源”雙向交互系統的根本轉變，源荷雙側不確定性及配電網潮流雙向概率化特征趨于顯著。據國家電網與南方電網統計，六成分布式光伏接入臺區出現潮流反送，一些臺區變壓器短時反向功率達到變壓器容量的2倍以上，配電網反向重滿載、電壓越限、電網調峰等問題更加突出，配電網監測、控制、調度、運維的復雜性日益增加，這意味著多元要素驅動的中國配電網形態及場景正在發生重大變革。

而配電網中的要素多元化，使得配電網將呈現更強的“系統化”特征，對其靈活配置與自治平衡能力要求越來越高。張天光認為，目前配電自動化系統是一個主從式集中控制系統，而系統化特征亟需配電網智能化水平進一步提升。

“對于解決好終端之間的對等通信與數據安全交換問題、支持分布式自治控制功能，尚未形成強大的能力。”他說：“一是可觀、可測、可控、可調能力仍顯不足，配電網自動化終端整體有效覆蓋率不足30%，中壓分布式電源監控終端覆蓋率不足20%，部分低壓臺區終端重復配置；二是無線專網建設存在政策性障礙，光纖專網覆蓋不足，無線公網承載涉控業務存在安全風險，距離狀態實時感知、系統自我診斷、網絡高度自愈的目標仍有不少差距。”

張天光進而指出，已經困擾國人多年的電力保供安全也反映出，主配網、城農網發展協調性仍需加強，這不僅是由于在全球變暖的大趨勢下極端天氣頻發所引起配電網故障多發的表象，也在一定程度上反映出相較主網配電網仍需加快發展的本質。

挑戰四：配電網投資建設模式及市場化機制面臨新的挑戰

張天光強調指出，以上的諸多問題都表明配電網投資仍顯不足：“一是中壓網絡結構尚不完善，城網存在無效聯絡或過度聯絡現象；而農網主要采用輻射型弱聯絡、線路分段較少，特別是邊遠地區的網架結構依然薄弱；二是局部地區電網供電能力、站間轉供能力不足，存在季節性主（配）變重滿載、線路重過載等問題；三是高層住宅小區雙電源供電占比尚不足五成，老舊小區、城中村配電設施老化、設計標準偏低，主配網城農網發展協調性、網架韌性及抵御災害能力仍需進一步加強。”

他特別指出，隨著配電網要素日益多元、系統化特征日趨顯著，安全運行管理復雜性大幅增加，負荷峰谷差進一步拉大，延續傳統的配電網發展模式將大幅增加配電網建設投入、降低系統整體經濟性。而配電網海量靈活性資源能夠有效應對電力系統日益加劇的源荷雙側不確定性，支撐大電網安全運行，提升系統整體經濟性。

“鑒于目前受技術及機制限制，需求側響應遠未被充分激活，尚未充分發揮其應有作用。而且配電網投資效益相對較低，多元化主體投資積極性不高，投資結構有待進一步優化，新能源消納、成本分攤、現貨市場、輔助服務市場等機制都有待于進一步的探索。”張天光說：“配電網投資建設模式及市場化機制需要進一步完善，這是中國配電網發展問題的根本所在，也是中國配電網發展問題的挑戰所在。”

配電網高質量發展迎來新機遇

在習近平新時代中國特色社會主義思想的引領下，隨著“新質生產力”的提出、中國式現代化的深化、國家支持政策的出臺、市場機制與科技創新的推動，配電網面對新要求、新挑戰的同時，也將迎來高質量發展的巨大新機遇。

就此張天光強調，新時代、新形勢賦予了配電網發展新使命：“黨的二十大要求推動綠色發展、積極穩妥推進碳達峰碳中和、加快規劃建設新型能源體系，配電網作為新型電力系統的重要組成，肩負著保障電力安全可靠供應、支撐能源清潔低碳轉型的重要任務。習近平總書記在中共中央政治局第十一次集體學習時強調，發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點，為新時代配電網賦予了新使命。配電網發展要以數字化、網絡化、智能化等新技術為支撐，以科技創新為核心驅動力，以海量數據為關鍵要素，以深化高技術應用為主要特征，實現從傳統向現代升級、從數字向智慧升級。”

黨的二十大指出，中國式現代化是人口規模巨大的現代化，是全體人民共同富裕的現代化，是物質文明和精神文明相協調的現代化，是人與自然和諧共生的現代化。張天光認為，實現中國式現代化對配電網發展給予了新期望：“人口規模巨大的現代化，需要持續加強配電網規劃建設，提高供電保障能力，確保供電可及性、充裕性；共同富裕的現代化，需要持續提升供電服務水平，縮小區域間、城鄉間差距，確保供電均衡性，增進民生福祉；物質文明和精神文明相協調的現代化，需要配電網主動適應用電結構調整，滿足個性化用能需求；人與自然和諧共生的現代化，需要配電網進一步提高承載能力，支撐大規模新要素便捷接入，推動能源清潔轉型。”

早在2021年發布的《“十四五”能源領域科技創新規劃》，緊密圍繞國家能源發展重大需求和能源技術革命重大趨勢規劃部署重大科技創新任務，其中儲能技術裝備與系統集成、分布式儲能與分布式電源協同、源網荷儲一體化設計及運行、多元用戶友好智能供需互動、智能傳感與智能量測、能源大數據與云計算等技術的集中攻關與示范試驗，為配電網高質量發展、提升承載能力及靈活性、源網荷儲協調優化調度、提高多要素互動交易水平等提供了重要保障。

2023年6月2日，國家能源局組織11家研究機構編制而成的《新型電力系統發展藍皮書》發布，在其總體框架與重點任務中提出：優化加強配電網網架結構，合理配置布點容量，不斷豐富配電網調節手段，加快配電網一、二次融合和智能化升級，持續提升配電網靈活性和承載力，滿足分布式新能源規模化開發需要。

2024年2月6日，國家發展改革委、國家能源局聯合印發《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》，全面推動新形勢下配電網高質量發展，明確了2025年和2035年兩階段發展目標，并提出了補齊電網短板、提升承載能力、強化全程管理、加強改革創新、加強組織保障五個方面具體措施，通過多措并舉部署重點任務，全面保障配電網建設發展提質增效。

對此張天光表示，歷年來相關國家政策文件的出臺，逐步明確了過去、當前和未來一段時期配電網的主要發展目標和任務舉措，為推動新形勢下配電網高質量發展奠定了堅實基礎；而創新研究部署則提供了配電網發展的新保障，電力市場改革正在激發配電網發展新動能。

“伴隨電力市場化改革的持續推進，分布式新能源、新型儲能、充電設施、微電網、虛擬電廠等新主體、新業態的市場準入，以及出清、結算體系的逐步建立，與之相適應的交易品種和交易規則正在加緊研究制定，多樣化資源平等參與市場交易的新動能將得以有效激發。”他說：“一方面為配電網增加調節資源創造了有利條件，有助于減少配電網安全穩定運行壓力，降低配電網加強網架的建設投資；另一方面促進配電網拓展應用場景、增加服務功能，推動其從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變。”

對于未來中國配電網的發展，張天光提出了自己的建議：

強化規劃統籌，營造良好環境

強化能源電力規劃銜接，按照輸配協調原則，統籌確定分布式電源發展策略、儲能優化布局方案、配電網發展目標等，推動納入各地能源電力規劃。推動電網規劃方案及時納入經濟社會發展總體規劃，電網空間布局規劃分級、分類納入國土空間規劃，從源頭保障站址、廊道等電網建設資源。

堅持協調發展，加強配網建設

堅持“強簡強”理念，統籌上下級電網發展。優化完善高壓網架，逐步形成以鏈式結構為主、其他類型網架合理配置的網架結構；適度超前、因地制宜、差異化構建簡潔清晰的中壓目標網架；城市電網按照“一城一網”原則合理設置中壓線路分段點和聯絡點，支撐故障快速自愈；農村電網按照“一鄉一策”原則適度增強站間或線間聯絡，提高負荷轉供能力。深化配電網工程定額管理和造價管控，進一步推廣工程標準化、模塊化，降低投資成本、提高投資效益。

增強配網能力，提升網架韌性

推動配電網格局從被動依附大電網的單向配送網絡，向主配微協同、源網荷儲一體的雙向有源系統升級，構建分層分群電網格局，服務微電網規模化發展，引導新業態規范化發展，塑造配電網“強健軀干”，可靠承載多元用戶。合理提高核心區域和重要用戶的相關線路、變電站建設標準，加強對雨雪冰凍氣象變化規律的研究，差異化提高局部規劃設計和災害防控標準，提升配電網綜合防災能力。

注重技術進步，加快數智賦能

圍繞提升配電網智能化水平，合理配置監測終端、巡檢終端，加快設備狀態智能監測分析、設備缺陷智能辨識、電網災害智能感知等技術應用，進一步拓展網絡通信、大數據、自動控制等技術的應用范圍，持續提升配電自動化有效覆蓋率。加快配電網數字化智能化賦能升級，全面提升可觀可測、可調可控能力，廣泛承載多元要素、多種能源，支撐源網荷儲協同高效運行，推動配電網安全、綠色、高效發展。

強化科技創新，優化科研布局

不斷迭代完善現代智慧配電網科研框架，深化配電網分層分群形態演進、源網荷儲協同規劃運行、新型儲能優化布局及高效利用、微電網協調發展、源網荷儲協同調控、分散資源聚合互動、可持續交易運營模式等關鍵技術研究。完善分布式新能源、新型儲能、微電網、虛擬電廠等新要素、新主體的涉網技術標準，研究制定主動支撐、配網自愈、網絡安全等相關標準，健全覆蓋全要素、涵蓋全過程、與國行標相銜接的現代智慧配電網標準體系。

加強政策引導，培育新興主體

健全市場交易機制，突出電力市場化改革對能源供需平衡的作用，進一步推動電力市場主體向多元化過渡，為各類新元素創造良好的市場環境，支持分布式新能源、新型儲能、電動汽車和微電網等新興市場主體獨立平等參與電力交易。通過優化完善終端用戶分時電價、靈活性調節電源電價以及輸配電價等電價制度，充分利用經濟導向信號，引導用戶用電行為和配電網經營行為，調動各方投資建設新型儲能、充電設施、虛擬電廠等新業態的積極性并取得合理收益，進一步推動新型領域的綠色低碳轉型。

張天光呼吁，社會各界要抓住歷史機遇，以更加開放的姿態、更加創新的思維、更加務實的舉措推動配電網高質量發展，為構建清潔低碳、安全高效的能源體系作出更大貢獻，政府、企業、社會各界要共同努力、形成合力，共同推動中國配電網高質量發展，邁上新臺階。他說：“時不我待，只爭朝夕”。