構建縣域新型電力系統服務新能源高質量發展

■ 國網諸城市供電公司 張 琦 李 明 唐艷萍 宋建偉 宋 超

2021年以來，國網諸城市供電公司立足諸城整縣開發現狀，創新“政策、管理、技術”三個引導，打造縣級新型電力系統示范區，服務新能源高質量發展。通過政策上的五大突破、管理上的六項首創、技術上的七個率先，全力破解新能源發展面臨的政策之困、管理之困和安全之困。

建設背景

2022年3月，國網諸城市供電公司受兩大背景因素驅動，率先在山東省內啟動新型電力系統縣級建設。

一是適應自身新能源發展需要。2021年6月，諸城入選全國首批整縣屋頂光伏開發試點。分布式光伏迅猛發展帶來整縣開發配套政策、規劃不健全；光伏并網模式不科學、并網服務管理機制不完善；源網協調不夠、分布式光伏“看不見、控不了”、消納能力不足、過電壓、反向重過載安全隱患突出等系列問題，最終都需要通過構建新型電力系統來系統性的解決。

二是中央及各級電網公司的工作部署。2021年3月，習近平總書記在中央財經第9 次會議上提出構建新型電力系統，為能源電力發展指明了科學方向。國家電網公司印發構建新型電力系統行動方案，為此做出工作部署。2022年，國網山東省電力公司“兩會”明確提出要“積極打造新型電力系統領先示范，打造諸城整縣屋頂分布式光伏示范縣”。國網濰坊供電公司主動揭榜，將諸城確定為“新型電力系統縣級示范區”。

國網諸城市供電公司迅速響應，成立雙示范工作專班，組織發建、運檢、營銷、調控等部門聚力攻堅、率先開展路徑研究和頂層設計，以“新型電力系統縣級示范區”建設為試點，加快構建源、網、荷、儲協調互動的新型電力系統。

整體思路

建設高質量的新型電力系統示范區，離不開科學先進的建設方案支撐。自2022年上半年開始，國網諸城市供電公司多方聚力、系統謀劃新型電力系統建設。

明確原則，理順建設路徑。立足整縣光伏開發實際，把解決好分布式光伏發展帶來的適應性問題作為主要原則，以《濰坊諸城新型電力系統規劃建設方案》為指引，通過實施四新融合的14項重點任務，打造整村光伏開發、智慧用能服務、源網荷儲一體化、新能源數字化監控等4 類示范場景，推動電網建設和運行管理的“內核”革新，適應新能源高速發展和終端用能多樣化帶來的“外核”挑戰。

系統謀劃，科學編制方案。為確保建設速度和成效，國網諸城市供電公司堅持方案編制與系統建設同步推進、互相驗證，多次邀請省市公司業務主管部門和山東省電力行業協會、中國能源研究會、天津大學科研團隊給與專業指導，持續提升方案編制質量。2022年11月底，《濰坊諸城新型電力系統規劃建設方案》經市縣公司聯合發布，順利通過中國能源研究會組織評審，被院士專家評委一致認定達到“國內領先水平”，國網山東省電力公司錢平總經理給與“創建了縣級新型電力系統構建模式”的高度評價。

2023年6月，中國能源研究會會長理事長史玉波、中國工程院院士江億一行前來諸城調研新型電力系統建設，對該公司在縣級新型電力系統示范區建設實踐中敢闖、敢干、敢試給與了充分肯定，也進一步堅定了國網諸城供電公司建好新型電力系統示范區的信心和決心。

創新成果

創新政策引導，護航新能源健康發展，取得5大突破

針對于光伏發展配套政策、規劃不健全的問題，國網諸城市供電公司聯合當地政府加快配套政策機制建設：（1 ）促成發改和供電“兩個專班”合署辦公，建立周五召開聯席會議機制。實現了諸城光伏項目的備案審批與電網的并網服務同頻共振，統一受理、統一答復、共化風險。（2 ）聯合當地政府搭建光伏開發建管平臺，建立了開發企業“準入備案、統一管理、執法督察、評估退出”機制。明確光伏企業需經發改局審查備案、統一管理，同時發改局會聯合供電、應急、綜合執法等部門，定期開展光伏項目現場核查，發現問題嚴肅查處，有效規范光伏開發市場秩序。（3 ）促請政府先后出臺了整縣光伏開發實施方案、分布式光伏暫行管理辦法等5 項政策文件。涵蓋光伏開發、設計、施工、驗收和并網運行全過程，為整縣光伏的健康發展提供全方位的政策保障。（4 ）主導編制了整縣光伏專項規劃，配套發布235 個社區的三階六色分布式光伏消納地圖。徹底解決分布式光伏超規劃建設、造成的局部反向重過載的問題，2021年以來，諸城市的反向重過載問題“零”新增。（5 ）促請政府將分布式光伏配建儲能，納入了《分布式光伏平價上網申報材料清單》，作為發改局審批平價上網手續的硬性條件。同時積極服務國家電投10 萬千瓦/20.4 萬千瓦?時獨立儲能示范項目投產送電，諸城新型儲能裝機達到了12.5 萬千瓦、裝機容量和調峰能力濰坊第一。最大程度提升與新能源發展規模相適應的系統調節能力。

創新管理引導，規范新能源有序發展，實現6項首創

國網諸城市供電公司針對分布式光伏并網模式不科學、并網服務和管理機制不完善等問題，不斷補齊管理短板，努力探索規范管理路徑。（1 ）組建新能源數字化監控中心。日常負責對分布式光伏進行統一管理、集中監控，電網調峰時實現對分布式光伏進行遠程柔性控制、群調群控。（2 ）印發《分布式光伏開發項目并網全流程管理工作方案》，明確了整縣光伏四類場景、五種模式的并網服務流程，并網流程時限壓縮了三分之一。（3 ）細化發布《分布式光伏并網服務告知書》，指導開發企業及時發起發用電合同、調度協議、并網驗收等流程。（4 ）完善分布式光伏并網和調度協議體系，發布并簽署《低壓分布式光伏并網補充協議》和《380 伏多點并網光伏項目調度協議》，為分布式光伏調峰和電壓越限的治理提供依據。2022年春節，國網諸城市供電公司高質量完成低壓分布式光伏參與電網調峰工作，山東省能監辦發文在全省推廣典型經驗。（5 ）編制了分布式光伏并網建設，規范和指導分布式光伏并網工程的設計，固化推廣屋頂光伏“集中匯集、升壓并網”建設模式。2021年，試點驗證“交流匯集、升壓并網”和“直流匯集、升壓并網”兩種模式，有效地拓展了分布式光伏的開發空間，同時解決低壓分布式光伏引發的反向重過載、過電壓等問題。目前分布式光伏“集中匯集、升壓并網”的模式已經在山東省內全面推廣。六是研發“5G 基站+光伏項目”部署導航小工具，精準引導5G 基站部署。有效指導開發企業合理安排開發時序，引導通信部門合理安排5G 基站布點，保障分布式光伏項目與電網調度的通訊暢通。

創新技術引導，保障新能源安全發展，突出7個率先

針對海量分布式光伏并網帶來的消納能力不足、“看不見、控不了”、過電壓、反向重過載等安全隱患和問題，選取諸城市舜王街道前九臺、政務服務中心作為新型電力系統“試驗田”，探索解決光伏并網的安全問題。

應用“低壓柔性直流互聯”技術，實現多個公變之間的功率平衡。通過柔直設備，對前九臺村1 號和2 號臺區低壓側進行聯絡，實現了兩個臺區的發電、用電負荷互濟，既有效解決了2 號臺區的反向重載問題，又提升了消納能力。

建成了黨政機關“光儲充用一體”微電網，拓展分布式光伏消納空間。通過微電網智慧管理系統，可以對政務中心光伏、儲能、充電樁及可控負荷進行協同控制，實現微電網平滑接入大電網和獨立自治運行。微電網投運后，政務中心辦公用可實現“全時段”不間斷供電，有效提升政務中心的供電可靠性。同時，促進光伏年發電就地消納，實現了辦公樓宇“低碳”辦公。

試點驗證“戶用分布式光伏”和“10千伏分布式光伏”發電功率柔控技術，徹底解決分布式光伏“看不見、控不了”問題。通過“光伏逆變器+規約轉換器+智能終端”“AGC+遠動+5G+縱向加密”多合一裝置，分別實現對戶用分布式光伏、整村開發10 千伏光伏電站柔性控制。目前，諸城27 座10 千伏光伏電站全部實現柔性控制，5 639 戶低壓分布式光伏實現柔性控制，“柔性可調”光伏數量和比例全省最高。

試點應用“電能質量全時監測”技術，對戶用分布式光伏和10 千伏光伏電站，分別采用光伏并網開關和新型網源開關，對電壓、諧波等12 項數據進行分鐘級在線監測、分析，精準指導電能質量管控與治理。

試點應用了“無功電壓調節治理”技術，對分布式光伏過電壓問題進行自動治理。通過在臺區智能融合終端上嵌入分布式資源控制系統，在光伏逆變器上安裝采集控制終端，過電壓時由自動控制逆變器增加感性無功輸出，實現過電壓的秒級治理。

建成規模最大的“5G ＋可信WLAN”電站群，通過應用“5G ＋可信WLAN”技術，驗證了分布式電源末端通訊的新模式，為海量光伏“群調群控”提供傳輸支撐。

試點應用“智慧型低頻低壓減載”技術，拓展功率方向在線監測功能，在電網緊急狀態下，保障呈現“電源”特性線路持續運行，縮小停電范圍。

建設成效

服務諸城整縣光伏高質量發展

從分布式光伏裝機規模來看，“十四五”以來，諸城分布式光伏新增裝機34 萬千瓦，比2020年及以前的總量還要多。其中，農村屋頂光伏新增裝機17.69 萬千瓦，惠及農村居民7 675戶，每年戶均增收2 400 元。諸城37 個并網和在建工商業和整村屋頂光伏開發項目全部采用“集中匯集、升壓并網”模式，較400 伏低壓接入模式，多開發6 萬千瓦，年增加經濟效益1 700 萬元。

從分布光伏發展質量來看，諸城全部分布式光伏實現“可觀可測可調可控”，一半以上的分布式光伏實現了“柔性可調”“柔性可調”的比例全省最高；新增的分布式光伏項目全部在可開放容量允許的區域內開發；臺區反向重過載“零”新增；低壓光伏并網引起的過電壓問題，實時監測、及時治理，前九臺等3 個無功電壓治理試點村，光伏過電壓問題實現秒級自動治理。

奉獻新型電力系統建設“諸城經驗”

為管理提質提供諸城方案。國網諸城市供電公司入選國家電網公司數字化示范縣，濰坊諸城新型電力系統示范、高滲透率自治供電網格示范入選國網山東省電力公司2023年配電網規劃試點示范。《政企協同搭建分布式光伏開發建設管理平臺》榮獲國網山東省電力公司2022年度優秀社會責任根植項目。《新型電力系統網絡安全實證基地建設》入選國網山東省電力公司2023年可持續性管理項目庫示范項目。首次實現兩類創新項目同時入選國網山東省電力公司管理創新計劃，其中《以“光伏開發建設平臺”為核心的整縣分布式光伏全流程管理》作為唯一縣公司課題入選國網山東省電力公司2023年度管理創新示范項目，《基于源網荷儲區域自治的縣域新型電力系統建設與實踐》順利入選國網山東省電力公司2023年管理創新推廣項目計劃。

為科技創新提供諸城樣板。《降低分布式光伏對臺區線損影響的措施探索》獲評“2022年首屆能源行業高價值專利（技術）成果，《基于“5G+可信WLAN”的分布式光伏電站接入》入圍中國通信學會2022年度電力通信科技成果，《電網數字資產智能監測處置系統》獲評中電聯“電力調度創新應用優秀成果”，《儲能電站典型接網模式研究》入選省公司配電網專題研究課題，《加快電網調度轉型升級，提升整縣光伏“觀測調控”穿透指揮能力》入選省公司建設新型電力系統提質增效典型案例。

源網荷儲一體化示范項目

為系統建設提供諸城示范。2022年12月，山東省能源局面向全省推廣諸城整縣開發經驗，對該公司構建光伏開發建設管理平臺、創新聯席會議等做法進行了全面介紹。國網諸城市供電公司作為唯一受邀縣供電企業，分別于2023年8月，在山東省泰山科技論壇（分布式能源電力系統論壇）做《分布式電源高滲透率下區域供電自治技術探索與應用》經驗分享。2023年9月，在中國電力規劃發展論壇做《縣域新型電力系統建設的探索與實踐》專題報告。多次承接中國能源研究會、中國電科院、山東省能源局、國網省市和兄弟公司調研參觀，縣級新型電力系統示范區建設經驗受到各級領導和院士專家高度評價。打造縣級新型電力系統示范區，服務能源高質量發展做法多次被國家電網報、大眾日報、山東省能源局官網和國網、省市公司網站等媒體宣傳報道60 余次。

問題及對策

農村電網作為配網末端，面對大量分布式新能源接入，最容易出現電網安全和消納能力不足兩大問題。其中對過電壓、反向重過載、防孤島及諧波方面問題可以通過技術措施來解決，例如國網諸城市供電公司對電壓越限問題采取無功電壓調試技術來解決，對臺區反向重過載通過應用低壓柔直互聯技術來解決，對部分分布式光伏防孤島保護功能不滿足標準要求，電網停電時存在反送電風險，影響其他用戶和檢修人員安全，國網諸城市供電公司通過廣泛加裝光伏分界開關，光伏分界開關通過防孤島功能自動分閘，實現電網和光伏用戶之間“硬隔離”，對諧波等電能質量問題，國網諸城市供電公司試點安裝了電能質量監測裝置，可以對12 種諧波進行有效監測。對于消納能力不足的問題，可以通過“集中匯集、升壓并網、配置儲能”來提升消納空間，試驗了搭建微電網、臺區自治等模式，以此促進分布式光伏等新能源的自發自用、就地消納。

安全和消納問題，除了技術措施，更重要的是通過健全配套政策和規范管理，加強源端引導，消除潛在隱患。例如國網諸城市供電公司推動政府制定的《分布式光伏管理暫行辦法》等5項政策文件，明確了光伏設計、施工、驗收和并網運行全過程的標準規范，確保光伏入網設備滿足安全要求。促請政府出臺《整縣分布式光伏開發工作指導辦法》、編制分布式光伏并網典型設計，推廣屋頂光伏“集中匯集、升壓并網”建設模式，拓展分布式新能源開發空間。政企協同開展新型儲能布局規劃，支持用戶側配套儲能、分布式儲能發展，政府將分布式光伏配建儲能納入了《分布式光伏平價上網申報材料清單》，為下一步諸城的分布式光伏項目配套儲能，提出了具體要求。

除了安全和消納兩大突出問題，分布式新能源的大規模開發和并網，基本不參與電力系統調節，大量擠占集中式光伏消納空間。比如，山東省集中式光伏10%電量參與市場，平均上網電價約0.37 元。而分布式光伏不參與市場，電量上網享受標桿電價0.394 9 元，較集中式光伏高0.024 9元。集中式光伏配置儲能、上網電價低、參與電力系統調節（棄光），分布式光伏未配置儲能、上網電價高、基本不參與電力系統調節（棄光），明顯不公平、不合理，影響新能源發展生態。

建議

研究出臺分布式光伏參與電力市場政策。分布式光伏發展速度快、規模大，未公平承擔電力系統調節責任。對全額上網的分布式光伏，建議10 千伏光伏電站參照集中式光伏，推動其部分電量參與市場，或分布式光伏執行分時電價，光伏大發時段調低上網電價，分布式光伏上網電價與標桿電價價差形成的資金池，作為新型儲能容量補償費，推動該類光伏與集中式光伏公平承擔系統調節責任。對“自發自用、余電上網”和全部自用分布式光伏，推動其繳納靈活性調節基金，用于支持新型儲能建設，促使其公平承擔系統調節責任，獲得合理收益，推動能源轉型成本合理疏導、公平分攤。

推動出臺分布式儲能、云儲能政策。分布式儲能既是解決用戶過電壓的有效手段，緩解反向重過載問題，也能提高光伏消納能力。分布式儲能不需要建設升壓裝置，安全性較集中式儲能運行更安全。推動出臺政策，明確分布式儲能可聚合為云儲能，享受獨立儲能政策，促進光伏和儲能協調發展，保障開發企業取得合理收益。

下步舉措

國網諸城市供電公司將緊緊圍繞“保安全”和“促消納”兩個核心，重點在“分布式新能源+儲能”、區域供電自治和新型有源配網調度三大方向，持續深化濰坊諸城新型電力系統示范區建設，爭創全國縣級新型電力系統示范。

打造“分布式新能源+儲能”規模化發展示范。推廣“整村光伏+儲能”模式，建設“光充一體化車棚+屋頂光伏+配套儲能”的農村屋頂光伏項目，聚合形成虛擬電廠，解決“新能源高速發展”與“電網承載和消納能力”適應性問題。

打造“區域供電自治”現代智慧配電網示范。建設“臺區、線路、鄉鎮”三級的區域供電自治示范工程，聚合分布式電源、儲能、微電網等可調節資源，對外接受調度發電、用電調控策略，對內實現計劃發用電、有功和無功控制，推進“配電網二次技術革新”和“現代智慧配電網發展”。

打造“全景感知、柔性控制、網源協同”的新型有源配網調度示范。依托新能源數字化監控中心，對分布式光伏、微電網、自治單元等新要素，進行調度運行監視、電壓調節、重過載管控、電網調峰等協同管理，實現配網側各類新要素“安全管理”和“觀測調控”。