国网保定供电公司:加快分布式新能源低碳高效发展

夏梦季节，河北省保定市徐水区同庄村，一排排屋顶光伏板映着蓝色空白云，排列整齐。这是徐水一个规模较大、知名度较高的分布式光伏发电村。从2016年开始，乘着分布式新能源发电进村入户的“东风”，同庄村不少同乡的空闲置屋顶陆续披上了光伏“铠甲”。

位于保定市徐水区同庄村屋顶的户用分布式光伏板。王艳照片

在距同庄村7公里的徐水区大王店镇长城汽车产业园，数百亩光伏板叠放形成闪闪发光的银蓝色“海洋”，蔚为壮观。

光伏板不仅是澎湃动力的来源，也是推动二氧化碳峰值排放和碳中和目标的体现。作为目前我国碳排放占比最大的单一行业，其减排效果将直接影响二氧化碳排放峰值和碳中和目标的进度。以低碳高效新能源为重要引擎，推动能源电力行业向绿色转型升级势在必行。

新能源和新变化

分布式新能源渗透率逐步提高

在河北保定，得益于自然资源优势和新能源产业的集群效应，新能源发展方兴未艾。二氧化碳排放峰值和碳中和目标，必将推动新能源产业发展更上一层楼。

作为世界自然基金会确定的全国首批两个低碳试点城市之一，保定目前拥有光电、风电、节电、储电、输变电、电力电子等特色产业体系。2020年12月18日至19日，保定市人民政府与华北电力大学联合举办“3060”新时代能源电力创新发展大会，并发布“3060”新时代能源电力创新发展保定宣言，承诺“到2025年”。全市单位GDP二氧化碳排放量较2005年下降约65%，非化石能源占可支配能源消费比重达25%。风电方面，与此同时，保定市还出台了《关于促进中国电力谷新能源电力产业发展的一揽子政策》，从鼓励科技攻关、加强中国电力谷产业支撑等9个方面助力新能源发展。

光伏电站位于保定市涞源县斜山村。严

事实上，自2008年1月第一家新能源厂并网以来，保定市新能源装机容量已连续13年快速增长。其中，分布式新能源更为突出。以光伏为例，分布式光伏装机容量从2014年的13万千瓦激增至2020年的130.5万千瓦，6年间增长了1000倍。到2021年，仅4月分布式光伏装机容量就相当于2020年全年。当大量分布式新能源发电系统接入后，电网呈现出“分布式新能源渗透率”的新变化。

这里的“分布式新能源渗透率”是指分布式新能源装机容量与平均最大负荷的比值。受当前分布式新能源输出等不可控、不可控因素影响，渗透率越高，越难维持电力供需平衡，电网运行风险越大，对用户供电的不利影响越大。

截至2020年底，分布式新能源在国网保定供电公司辖区渗透率达到23.31%，在国网公司地级供电公司中排名靠前。

按照目前的发展规模和速度，预计到“十四五”末，保定电网分布式新能源装机容量将达到406万千瓦，较2020年增长212%，渗透率将超过50%。

新形势新挑战

传统电网面临着运行和管理的双重压力

国网保定供电公司工作人员在富平县平阳镇李岩头村检查光伏电站设备运行情况。刘忠宇摄

分布式新能源的高渗透率意味着电网面临一系列新的挑战。

首先，这是对电力生产和消费动态平衡的挑战。电网是一个超大规模时变能量平衡系统，发电、输电、用电瞬间完成，时刻保持动态平衡。电网企业根据电力大数据分析、天气预报、负荷预测，对次日用户用电趋势做出更为准确的预测，然后根据这一预测辅助实时微调，实现发电量与用电量的精准平衡。这种发电和用电模式被称为“源跟着负载走”。

新能源大规模接入后，改变了原来“源随负荷”的生产消费模式。分布式新能源发电具有随机性、波动性和输出调节能力弱的特点。特别是在冬季，一旦有足够的光照但负荷需求较少，分布式新能源的产量就高，而火电机组由于需要优先保障民生的基本供暖需求，不能因此而减产，这就可能导致供大于求，造成“生产平衡的丧失”。

其次，是对电网抗风险能力的挑战。风、霜、雨、雪、异物损坏、设备故障、系统干扰...电网始终面临着外部环境和内部因素叠加带来的运行风险。目前，经过多年的技术积累和实践经验形成的电网运行技术和管理模式，可以保证传统电网“从容不迫”地防范和化解运行风险。

然而，分布式新能源的高渗透率改变了传统电网，将电力从“单向传输”模式转变为复杂的“双向传输”。配电网的有功特性日益明显，电网的运行特性和指标参数也发生了新的变化。传统继电保护对有源配电网的适应性不足，降低了电网的抗风险能力。只有与时俱进，加快构建适合主动配电网的技术和管理模式，才能使电网在新形势下足够强大。

最后，这是对高质量供电和安全用电的挑战。电网肩负着保障经济社会发展的重任，安全稳定运行是首要前提。持续稳定的优质电能对经济社会发展具有重要意义，尤其是对精密加工、半导体芯片等行业。但当大量分布式新能源集中接入后，接入区域的电压会升高，直接影响附近区域的电能质量，对电网的安全运行构成挑战。

同时，分布式新能源接入也可能影响人身安全。以停电检修作业为例，作业人员工作前必须完全隔离电源方向。传统电网来电方向单一，而分布式新能源接入导致配电网呈现“多电源”特征，来电方向复杂，接线广，大大增加了现场触电防控难度。

新的机会和举措

积极探索新型分布式新能源管理模式

挑战孕育机遇。2017年以来，国网保定供电公司着力解决分布式新能源快速发展带来的一系列问题和挑战，积极探索分布式新能源管理新模式。

220kv羽泉变电站位于保定市涞源县。刘忠宇摄

可测量的试水技术可以为电力供需平衡提供支持。感知是决策的前提，负荷预测是电力生产与消费动态平衡的关键。早期分布式新能源的出力无法收集，对第二天负荷的影响无法评估，导致负荷预测精度降低，增加了第二天电量平衡的难度，甚至导致电力供应不足或供过于求。

2020年以来，国网保定供电公司应用“用电信息采集系统”的HPLC宽带电力载波技术，感知分布式新能源用户的运行信息，实现了分布式新能源运行数据的全景观测，提高了分布式新能源出力预测的准确性，进一步提高了负荷预测精度，有效缓解了分布式新能源发电随机性对电力供需平衡的影响。

实施可调可控试点，提高电网安全稳定运行能力。“过去分布式新能源并网线路端电压过高，用了很多调压方式，都不起作用。自从应用分布式新能源可控技术后，它终于可以实现有效的调压了！”国家电网保定供电公司控制中心值班人员王淑环说。

是国网河北电力“基于5G的户用分布式新能源输出控制系统”，自2019年6月在保定市徐水区试点。目前已经实现了低压并网分布式新能源的可调可控。该系统能够将分布式新能源的无功出力调控在一定范围内，保证新能源并网电压的稳定和合格，提高电网抗风险能力。下一步，国网保定供电公司将持续推进系统应用的广度和深度，提升分布式新能源高渗透率下电网安全稳定运行水平。

畅通新能源输送渠道，提升分布式新能源接受能力。为保证分布式新能源的健康发展，需要科学合理地规划建设布局和装机容量。国网保定供电公司在分布式新能源领域推广应用集中式新能源站管理经验，完善电网承载能力计算分析机制，根据计算结果定制承载能力区域位图，定期更新及时发布，为分布式新能源有序接入提供科学指导。

国网保定供电公司员工开展治超线路工作。李伯钧

在承载能力较弱的地区，国网保定供电公司一方面持续开展电力线路治超，迅速“疏通”因重过载问题而“拥堵”的新能源输送通道；另一方面，大力建设新能源输送“高速公路”。2020年7月，保定涞源220千伏羽泉输变电工程竣工投产。这条新建的电力“高速公路”可以有效缓解保定西北部山区新能源接入压力。

面对分布式新能源加速发展的新形势、新挑战，国网保定供电公司将继续积极探索、大胆创新，努力打造可借鉴、可复制、可推广的分布式新能源低碳高效发展“保定模式”，为实现二氧化碳排放峰值和碳中和目标贡献力量。