孫吉昌：建設(shè)新型農(nóng)村配電網(wǎng) 賦能鄉(xiāng)村振興

■ 本刊編輯部 耿立宏 馮義華

為深入學(xué)習(xí)貫徹黨中央鄉(xiāng)村振興發(fā)展戰(zhàn)略，更好地服務(wù)于新時代“三農(nóng)”工作，自從黨中央明確提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”以來，中國電機工程學(xué)會農(nóng)電專委會主任委員孫吉昌，帶領(lǐng)中國電機工程學(xué)會農(nóng)電專委會積極探索和研究新形勢下農(nóng)村電網(wǎng)智能化發(fā)展方向的特點和規(guī)律，深入基層一線大力開展調(diào)查研究，通過組織舉辦“建設(shè)新型農(nóng)村配電網(wǎng)·助力農(nóng)村清潔能源發(fā)展利用”等論壇活動，有針對性地提出了科學(xué)發(fā)展建議和對策，為國家相關(guān)部門科學(xué)制訂新型能源體系建設(shè)和發(fā)展的相關(guān)政策提供了科學(xué)依據(jù)，有力推動了農(nóng)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步和管理升級。

踐行雙碳目標(biāo) 深刻認(rèn)識配電網(wǎng)支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要意義

孫吉昌介紹，建設(shè)新型電力系統(tǒng)，是加強生態(tài)文明建設(shè)、保障國家能源安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出的重大部署，也是踐行“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略和落實“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。當(dāng)前，國內(nèi)能源電力企業(yè)正積極探索與行業(yè)轉(zhuǎn)型和地方經(jīng)濟社會發(fā)展相適應(yīng)的新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑。

我國地域遼闊，各地資源稟賦、負(fù)荷特性、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)各具特色，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)路徑選擇也各有差異和側(cè)重。新形勢下，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及時代的不斷進(jìn)步，我國配電網(wǎng)也逐漸步入了智能化發(fā)展時代，智能配電網(wǎng)建設(shè)步伐在不斷加快，目前智能配電網(wǎng)也已實現(xiàn)大面積覆蓋，這對促進(jìn)我國電網(wǎng)快速穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。當(dāng)前，農(nóng)村配電網(wǎng)發(fā)展步伐還相對落后，“雙碳”戰(zhàn)略背景下，加快新型農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)與研究顯得尤為重要，對于促進(jìn)農(nóng)村快速穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。

在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，建設(shè)新型電力系統(tǒng)是一道必答題。而配電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電網(wǎng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)的末端環(huán)節(jié)，在能源轉(zhuǎn)型的背景下，配電網(wǎng)愈發(fā)成為了電網(wǎng)發(fā)展的前沿陣地。推動配電網(wǎng)綠色智慧轉(zhuǎn)型，既是承接新型電力系統(tǒng)建設(shè)的應(yīng)有之義，也是更好地踐行“雙碳”目標(biāo)、推動電網(wǎng)安全、綠色、經(jīng)濟高效發(fā)展的必然選擇。

國家能源局提出，分布式智能電網(wǎng)是“以實現(xiàn)分布式新能源規(guī)模化開發(fā)和就地消納為目標(biāo)的智能電網(wǎng)，主要領(lǐng)域在配電網(wǎng)”，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進(jìn)，將形成“分布式”與“大電網(wǎng)”兼容并存的電網(wǎng)格局，凸顯了配電網(wǎng)發(fā)展的重要性。黨中央和國家部委的決策部署，為配電網(wǎng)發(fā)展提供了新機遇、指明了新方向。

在國家電網(wǎng)公司2023年職代會上，辛保安董事長提出，要加快建設(shè)現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)，更好地適應(yīng)分布式能源、電動汽車等發(fā)展需要。在近期發(fā)布的《新型電力系統(tǒng)與新型能源體系》專著中，辛保安董事長對電網(wǎng)理論、形態(tài)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、組織創(chuàng)新進(jìn)行了前瞻性的論述，明確了電網(wǎng)“五化”路徑，指導(dǎo)配電網(wǎng)從傳統(tǒng)向現(xiàn)代升級、從數(shù)字向智慧升級。國家電網(wǎng)公司對現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)的細(xì)致安排，為配電網(wǎng)實踐探索確立了重點。

建設(shè)新型農(nóng)村配電網(wǎng)將是未來發(fā)展的主攻方向

孫吉昌介紹，自從國家確立“雙碳”目標(biāo)后，國家能源局、各級政府、各電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)高度重視，積極推進(jìn)，很多民營企業(yè)、民間資本也踴躍參與，全國可再生能源裝機定量迅猛增長，截至2023年12月底，全國累計發(fā)電裝機容量約29.2 億千瓦，同比增長13.9%。其中，太陽能發(fā)電裝機容量約6.1 億千瓦，同比增長55.2%，占比21%；風(fēng)電裝機容量約4.4億千瓦，同比增長20.7%，占比15%，而且增長速度不減。可再生能源的迅猛發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)提供了更多的清潔能源，另一方面由于其固有的物理特性，也給電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定帶來巨大的壓力。尤其是農(nóng)村電網(wǎng)，矛盾突顯。由于可再生能源（特別是分布式能源）的主要發(fā)展空間在農(nóng)村，而農(nóng)村電網(wǎng)又相對薄弱，線路長，經(jīng)徑小，變壓器定量小，電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)手段少，大量分布式能源接入農(nóng)村配電網(wǎng)后帶來的過載、過壓、諧波超限，供電質(zhì)量下降等問題突出，盡管各級電網(wǎng)公司采取了很多措施，但接入能力受限、電量就地就近無法消納問題仍無法解決，已經(jīng)影響農(nóng)村可再生能源發(fā)展和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

但可發(fā)展再生能源是國家確定的實行“雙碳”目標(biāo)的重要舉措，必須持續(xù)推進(jìn)。為系統(tǒng)解決可再生能源發(fā)展、電網(wǎng)安全穩(wěn)定供電、可再生能源消納等系統(tǒng)性問題。近期，國家能源局組織相關(guān)單位編寫了《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》和《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》明確了電力系統(tǒng)今后的發(fā)展方向。特別是“藍(lán)皮書”，為今后電力系統(tǒng)發(fā)展理清了思路，其提出的舉措也比較客觀。

孫吉昌介紹，推進(jìn)數(shù)字化，智能化，建設(shè)新型電力系統(tǒng)是全國電力系統(tǒng)今后幾十年發(fā)展方向。農(nóng)村電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的一部分，又是可再生（分布式）能源接入的主要環(huán)節(jié)，如何發(fā)展建設(shè)新型農(nóng)村配電網(wǎng)將是未來十年甚至更長時間的主攻方向。孫吉昌認(rèn)為，至少在未來的十年，農(nóng)村能源和農(nóng)村電網(wǎng)將處于新能源持續(xù)發(fā)展、接入受限、消納困難、技術(shù)上創(chuàng)新突破，電網(wǎng)不斷完善提升等矛盾和問題的交織期，發(fā)展新能源不能等，只能在發(fā)展中解決問題，在創(chuàng)新中推動發(fā)展。這個期間的主要表現(xiàn)為：可再生能源仍處于快速增長期；農(nóng)村配電網(wǎng)接入能力處于不斷提升期；新型配電網(wǎng)的逐步形成期；由傳統(tǒng)電網(wǎng)向主動式電網(wǎng)轉(zhuǎn)變期；源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)同發(fā)展的過渡期；適應(yīng)可再生（分布式）能源市場化發(fā)展的電力市場完善期；儲能技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破及廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)型期。這些情況交織在一起，更需要我們從事發(fā)供、用電的工程技術(shù)人員，潛心研究，創(chuàng)新突破，解決好發(fā)展中的問題，為可再生能源發(fā)展、新型電力系統(tǒng)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

加強行業(yè)研究 提高農(nóng)村新型配電網(wǎng)智能化水平

2023年7月4日，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家鄉(xiāng)村振興局三部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于實施農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程的指導(dǎo)意見》。意見提出，到2025年，農(nóng)村電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加堅強，裝備水平不斷提升，數(shù)字化、智能化發(fā)展初見成效；供電能力和供電質(zhì)量穩(wěn)步提高，東部地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)供電可靠率、綜合電壓合格率、戶均配變?nèi)萘糠謩e不低于99.94%、99.9%、3.5 千伏·安，中西部和東北地區(qū)分別不低于99.85%、99.2%、2.3 千伏·安，各地結(jié)合實際差異化制定本區(qū)域發(fā)展目標(biāo)；農(nóng)村電網(wǎng)分布式可再生能源承載能力穩(wěn)步提高，農(nóng)村地區(qū)電能替代持續(xù)推進(jìn)，電氣化水平穩(wěn)步提升，電力自主保障能力逐步提升。

到2035年，基本建成安全可靠、智能開放的現(xiàn)代化農(nóng)村電網(wǎng)，農(nóng)村地區(qū)電力供應(yīng)保障能力全面提升，城鄉(xiāng)電力服務(wù)基本實現(xiàn)均等化，全面承載分布式可再生能源開發(fā)利用和就地消納，農(nóng)村地區(qū)電氣化水平顯著提升，電力自主保障能力大幅提高，有力支撐鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。

當(dāng)前，隨著新型電力系統(tǒng)與新型能源體系的不斷建設(shè)與發(fā)展，新型農(nóng)村配電網(wǎng)呈現(xiàn)以下特點：

清潔能源接入：新型配電網(wǎng)鼓勵清潔能源的接入，如太陽能和風(fēng)能等可再生能源。隨著可再生能源技術(shù)的成熟和成本的降低，清潔能源在配電網(wǎng)中的比例逐漸增加。

分布式電源接入：新型配電網(wǎng)支持分布式電源的接入，如分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)和電動車充電樁等。分布式電源的接入可以提高電網(wǎng)的靈活性和可靠性，實現(xiàn)能源的多樣化和優(yōu)化利用。

微電網(wǎng)建設(shè)：微電網(wǎng)是一種小范圍的電力系統(tǒng)，獨立運行或與主電網(wǎng)連接。新型配電網(wǎng)鼓勵微電網(wǎng)的建設(shè)，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)、島嶼和工業(yè)園區(qū)等場景中，提供可靠的電力供應(yīng)和應(yīng)對突發(fā)情況。

孫吉昌介紹，農(nóng)村電網(wǎng)必須從傳統(tǒng)的供電網(wǎng)向智能化的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，應(yīng)該將農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)建設(shè)成為農(nóng)村電能替代和清潔能源供暖的主要能源網(wǎng)；成為新能源和可再生能源分散接入并就地消納的平臺；成為綜合能源利用和源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展的紐帶；成為電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；成為支撐智慧農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要力量；成為實現(xiàn)城鄉(xiāng)服務(wù)均等化的服務(wù)平臺。

孫吉昌指出，新時代的農(nóng)村電網(wǎng)如何適應(yīng)、保障和助力農(nóng)村發(fā)展，給供電企業(yè)和農(nóng)電科技工作者提出了新的課題。農(nóng)電工程技術(shù)人員、相關(guān)院校科研機構(gòu)應(yīng)用科學(xué)發(fā)展的理念、先進(jìn)適用的技術(shù)，根據(jù)地域特點和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，制定差異化的標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)技術(shù)、經(jīng)濟性合理的農(nóng)村配電網(wǎng)。構(gòu)筑以（農(nóng)村）配電變壓器為核心的新型供電系統(tǒng)，實現(xiàn)配電臺區(qū)內(nèi)源、網(wǎng)、荷、儲、充一體化（智能）管控；實現(xiàn)分布式光伏的就地、就近消納；解決電動汽車下鄉(xiāng)農(nóng)村供電網(wǎng)絡(luò)能力不足問題；最大限度地減少農(nóng)村配電網(wǎng)改造工程（投資）量；為鄉(xiāng)村振興、農(nóng)村再電氣化、農(nóng)村供暖等電能替代項目提供綠色能源。

希望行業(yè)專家積極參與新型農(nóng)村配電網(wǎng)、電網(wǎng)數(shù)智化、可再生能源就地就近消納、源網(wǎng)荷儲諧同、高滲透率下農(nóng)村電網(wǎng)供電安全和供電質(zhì)量控制與研究，提升農(nóng)村電氣化水平和清潔電能替代等方面研究和技術(shù)創(chuàng)新，切實解決好發(fā)展中的問題，為可再生能源發(fā)展、新型電力系統(tǒng)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

結(jié)束語

智能配電網(wǎng)通過提高能源效率、進(jìn)行自動化的管理、利用物聯(lián)網(wǎng)，5G 等技術(shù)解決能源短缺和環(huán)境污染等問題。對于現(xiàn)在的能源發(fā)展，可再生資源等均可以運用，智能配電網(wǎng)在此方面具有很大的發(fā)展前景，發(fā)展趨勢，發(fā)展力度也不容小覷。智能配電網(wǎng)具有提高資源利用效率、低碳環(huán)保、提高居民用電安全性和可靠性、減少電力損耗等優(yōu)勢。

近年來，雖然我國大力發(fā)展經(jīng)濟和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，投入大量人力、物力、財力，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改造配套設(shè)施老化問題，但仍有30%以上國家限定淘汰的老舊線路，而且存在嚴(yán)重的老齡化現(xiàn)象。設(shè)備老化問題對智能配電網(wǎng)的運行和使用極為不安全。供電企業(yè)需要定期檢查、維修和改造，以確保供電線路的安全。設(shè)備老化也存在直接影響智能配電網(wǎng)的使用效率，影響正常工作狀態(tài)，降低了使用效率和能耗，極大地增加了配電網(wǎng)的運行風(fēng)險，對供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。

新時代背景下農(nóng)村配電網(wǎng)智能化發(fā)展是目前新型農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢，新型農(nóng)村配電網(wǎng)智能化發(fā)展是鄉(xiāng)村振興的基礎(chǔ)，其直接關(guān)系到農(nóng)村、農(nóng)業(yè)、農(nóng)民的發(fā)展。相關(guān)部門對于新型農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)要高度重視，要加強對智能技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用，提高新型農(nóng)村配電網(wǎng)智能化水平，以此來促進(jìn)配電網(wǎng)在鄉(xiāng)村振興中得到最大的發(fā)揮。

孫吉昌，任國家電網(wǎng)公司原農(nóng)電工作部主任期間，組織開展風(fēng)光儲微電網(wǎng)研究，并在河北省圍場縣御道口村、內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市陳巴爾虎旗開展了試點，研究成果獲國家電網(wǎng)公司多項科技進(jìn)步獎；圍繞做好服務(wù)“三農(nóng)”、促進(jìn)貧困地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展，積極規(guī)劃和推動農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程，突出抓好貧困地區(qū)電網(wǎng)改造，有力推動了廣大鄉(xiāng)村地區(qū)經(jīng)濟和社會的發(fā)展。

其主要科技貢獻(xiàn)成果：組織編制《三新農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略》；組織開展了“農(nóng)村低電壓治理工程”，指出十四項解決農(nóng)網(wǎng)低電壓的技術(shù)措施和方案；為適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展，組織編制了《小城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設(shè)模式》，用于指導(dǎo)經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)的城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設(shè)；為解決西部偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)困難，組織研究—35 千伏裝配式變電站典型方案、10 千伏高過載能力配電變壓器研制及應(yīng)用等；為定點扶貧縣的建檔立卡貧困村建設(shè)村級光伏電站，形成典型設(shè)計，建設(shè)236 個村級電站，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已納入“國家標(biāo)準(zhǔn)”。