吴俊宏：新型城市配电网绿色发展趋势与典型业态

编者按：在“双碳”背景下分布式能源领域贯彻新发展理念，以“双碳背景下能源安全新思维——新型分布式综合能源保障”为主题的“第十八届中国分布式能源国际论坛”于2022年12月8日在北京采用线上的形式召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，中国能源网副总经理张葵叶出席大会并为大会主持。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

主持人 张凯：前四位发言嘉宾发言内容的重点还是在乡村振兴与可再生能源发展的结合点，最后一位嘉宾发言内容更加偏向于新型城镇化，大家都知道随着新型城镇化的推进，绿色清洁能源的发展，分布式电源的接入，包括像电动汽车及储能装置的快速发展，为了满足电力系统对灵活性需求以及多元供电模式的需求，配电网将发挥越来越重要的作用，尤其在给电力系统提供灵活性的方面，除此之外，新型城镇化的趋势下，配电网还有哪些新兴业务可以挖掘，下面有请来自中国能源研究学会配售电中心的吴俊宏主任，题目是《新型城市配电网绿色发展趋势与典型业态》，有请吴主任。

吴俊宏：谢谢主持人，谢谢会议邀请。今天上午聆听了几位专家关于农村能源的一些发展研究，还是很有感触的。我们在这块也有挺多研究成果的，本来我也想分享一些关于乡村振兴和农村能源如何发展的一些事，但是会议的主题给我的定位是城市配电网，所以我今天重点讲一下城市配电网的事。在这之前我想感触一下，我们认为乡村振兴和分布式之间的协同发展，刚才几位专家讲到点子上了，我们觉得乡村里面的新能源也罢，分布式能源也罢，重点并不是在于因为能源而发展能源，否则就失去了意义，而是要怎么去真的帮助到乡村振兴，怎么帮助到乡村产业，可能只有这么思考才能解决刚才几位专家谈到的商业模式和投资积极性的一些的问题，当然这个任务也非常艰巨。

进入我的主题，讲“新型城市配电网绿色发展趋势与典型业态”。讲到城市配电网的发展，我相信这个话题在电力行业，特别是配电网行业的这些专家以及相关机构来讲不是一个新鲜的话题。配电网一直以来是城市电力发展很核心的一个点，在讲到这个点很可能多人会想到我们怎么去加强配电网的安全可靠供电，所以这几年我们也参与了很多项目，也发现了行业里面不少关于配电网的发展，其实很多都专注于两方面去考虑，一方面如何加强配电网的安全供电可靠，这里面一方面大家也在借助国外典型配电网的发展，比如新加坡花瓣式的配电网网架结构，大家觉得这个很不错，可靠性很高。一些先进的城市，比如上海地区也发展了一些新的配电网架结构，比如钻石型的配电网，但是这些都是站在我们如何通过配电网架的加强去提高配电网安全供电能力，这个非常重要。配电网发展到另外一个层面，其实就是我们所谓的配电自动化，当然高大上一点，我们可以说配电网数字化，待会儿我也会跟大家讲到。

配电自动化的趋势，重点还是为了解决我们怎么利用先进的传控技术、通信技术，让我们配电网在安全运行，在互动上能够得到更好的发挥。

除了这些之外，配电网还应该怎么去发展?这也是我们今天和大家需要重点分析的。今天和大家分析的主要分为三部分，因为时间比较短，今天的PPT做得也比较短，所以简要和大家分析一下，我对于新型城市配电网未来发展趋势以及重点发展的一些看法。

先说绿色经济安全的发展要求，我们城市的配电网毫无疑问也会在“双碳”目标，也会在新型电力系统发展的总体目标下进行发展，但是在“双碳”目标，以及新型电力系统下，实际上我们整个电力行业会面临很大的压力，不只是大家看到的机会，当然机会也很多，比如新能源的建设，但是压力也很大，这方面的压力其实就来源于我们要建设、要运行、要并网这么多新能源，怎么样才能够让我们的电力系统安全稳定，而且不只是让电力系统安全稳定，还要让电力系统在安全稳定的条件下还能够供电，相对用电的电力使用成本能够比较有经济性。

所以我觉得整个新型电力系统的建设，最关键的是面临一个成本上升的压力，即便是刚才我一开始和大家分享的，我们配电网为了加强安全供电，我们把以前比较原始的单环网结构逐步进行加强，变成了花瓣型，变成了钻石型，甚至其他一些网架结构。单从这些层面来讲，实际上也会加强我们配电网的投入，加强配电网投入最后也会造成我们电力使用成本的上升。但是这部分使用成本的上升，我觉得相比于整个新型电力系统建设面临的压力来讲还是小的。

未来我们这么多可再生能源接入新型电力系统的情况下，为了保证电力系统实施的平衡，不管是有功还是无功，为了保证这么多新能源能够通过我们的电网输送到用户端，实际上我们电力系统要付出的其他成本是相当可观的。这方面就是我们常说的辅助服务成本，我们行业都知道现在的辅助服务，可能更多是集中在电源侧，可能更多集中在两个细则去考核。但是这个将来也会面向所有的主体去提供一个公平的义务，而且随着新能源的增加，这部分的成本会越来越高，而且可能是一个突发式的上涨。

另外一块就是我们电网建设的成本，我们要建设这么多去适应电源结构，去适应我们的复合发展，我们电网建设毫无疑问需要有很大投资，如果我们不以一个更加新型的理念去发展我们的电力系统和新型配电系统的话，最终我们会面临一个成本很大的上升压力的问题。所以我一直以来的观点都是新型电力系统发展的核心问题，其实并不是我们所谓的技术创新性，而是我们如何考虑经济成本的问题，这个才是我们新型电力系统需要考虑的核心问题。

在这个问题下我们再去考虑电力系统、配电网怎么建设，我们的机制怎么去适应，我们的电源和用户怎么去发展，这样才可能有一个比较好的目标。

在我们城市配电网新的发展要求下，有三大方面是我们必须考虑的重点，第一个重点是我刚才一直在强调的，在“双碳”目标下，我们的能源结构是绿色化发展的。而在绿色化发展的情况下，实际上我们也提出了对我们的配电网的新的要求，首先配电网里面，毫无疑问，相比于我们好几年前单端潮流的模式会发生很大的变化，可能配电网本身就会有不少的新能源，这里既包括分布式新能源，甚至还有集中型新能源。

这种情况下会对我们整个输配电设备运行的灵活性有一个很高的要求。同时由于刚才很多专家也谈到了绿电的使用，因为大家都对绿电有需求，在相关绿电的计量和绿电的可追溯性上，对我们相关的车控装置和通信装置也有了新的一些要求。这是第一个绿色化的背景。

第二个背景就是我们的互动化，互动化也是这几年我们一直在谈配送电端的商业模式创新里面一个很重要的基础，这个也是这一轮电力体制改革以后放开了我们售电业务这块，允许我们售电公司出现，允许我们用户参与电力市场交易，允许我们以其他新的一些模式，比如需求响应、蓄力电场等模式和整个电力市场进行互动之后得出新的一些关于我们用户端的能源业态。

以前我们很简单，用户用电向电网公司报装一个容量就可以了，电网公司给我们供电就行了，我们也不管电价，反正就按照默认电价来。但是在现在的背景下，我们不可避免地用户需要和我们电力市场进行互动，为什么要做这么一个事?本质来讲也是希望通过电力市场机制的建设以及和用户的互动去提升我们整个电力系统运行的效率，降低电力使用的成本，所以我们的广大用户也需要理解这么一个行为，不是现在给大家添麻烦，而是通过互动的模式降低我们自己的电力使用成本。

需要互动的情况下，对我们配电网来讲，也有了跟以前不一样的发展要求，包括我们要双向的灵活配置，包括我们要对用电需求准确性的把握，包括我们对于灵活性资源调节能力的把握等等，都是将来我们配电网里面需要面临的和以前配电网不一样的模式。

最后一点也是我们配电网需要考虑的，我们不只是要绿色化发展，还要互动化，归根结底我们也是需要一个安全供电的保障，特别是现在我们看到国际形势风云突变，当我们看到俄乌战争对于当地电力设施的摧毁情况下，对于当地部门不管是工业还是民业供电保证的情况下，其实我们自己也会反思，我们怎样才能更加安全地保障我们一些用户的供电，在一些极端情况下的供电，当然这种极端情况不一定指战争，也可能指恶劣天气等等。但是这一系列都是我们电力人需要考虑的，怎样才能让我们的配电网能够得到更加安全供电的保障措施。当然这里面也会有很多的手段的出现，包括我们在配电网里应用到电源和储能，我们通过网价的灵活调节，也包括我们对于数字化技术的利用，通过数字化让我们配电网的整个监控和整个动态判断、决策的判断能够起到更好的作用，用机器代替人力去判断，用智能化代替专家做一些决策。这就是我们将来城市配电网发展需要面临的三个主要背景。

在这个背景下，电力数字化有了一个很重要的发展背景目标，首先我们需要支持电力资产安全与高效提升，通过数字化技术，我们以安全为核心，降低电力资产的运行风险，延长使用寿命，提高我们的安全性和运营效率，这是最关键的，通过数字化方式支持电力资产得到安全与高效的提升。

第二是支持新能源的并网和消纳，这个主要针对新能源侧一些新型数字化技术的应用，通过提高我们的发电预测能力，通过和我们外部电力系统状态判断的互动，去支持新能源的消纳。当然支持这个消纳确实有一个很重要的措施，就是通过源网荷储协调互动去提升进一步的消纳。

昨天和行业里面的一些老专家讨论这个事情的时候，老专家提出一个观点，我也是非常认同的。以前我们是源随荷动，就是说反正负荷该怎么用就怎么用，电源通过自己的调节去满足你的稳定。现在我们提源网荷互动，是希望通过大家互动让电力系统稳定，但是将来会怎样，将来可能是荷随源动，也就是说我们负荷的生产和使用，可能也会更多考虑我们电源，特别是可再生能源出力的经济性和特性去做这一调节，这都是针对将来，不管是电力系统还是配电网提出的要求。

同时我们要支持电力的交易与认证，待会儿我们的互动话题也会谈到分布式发电交易的问题。分布式发电交易里面，其实一个最关键的是对于分布式绿电的交易，一方面因为政策也支持绿电的分布式交易，另外一方面分布式绿电交易带来的价值，相比于一般的电力来讲更强，因为其实你就可以获得它的绿色环境价值，不管是以绿证的形式还是以直接环境认证的形式去认定这个事，不管怎么样，通过绿电的分布式交易，它得到的这个价值是更强的。要实现这个，就对我们数字化的要求提出了新的目标，怎样才能让我们的绿电交易通过数字化的方式达到可追溯、不容易篡改的目标，以前很多专家谈到了区块链的理念去支持，但这只是其中一种可行的方案，但是不是一定要做的方案，这个有待于我们以后发展和认证。

我们整个配电网的发展要支持用户经济高效地使用电力，配电网我们直接和我们用户端打交道。现在供电公司给用户的一些电费账单和APP上，都能看到对我们用电能力的一些分析，这些可能还比较初级，但是也有更高级的应用，我们看到国外也有更高级的配电网数字化运行商给用户更高级的用电能效判断，这一系列其实都是未来配电网发展的局势。

所以配电网除了要提高可靠性之外，数字化配电网毫无疑问是我们重要的发展要求，而数字化配电网既是进一步提升供电可靠性的重要措施手段，其实也是加强它和新能源的发展，加强我们源荷互动的一个重要的方式方法。

数字化配电网主要包括哪些层面?各家机构对它的理解和说法也都不一样，我们这几年也很重视电力数字化、配网数字化相关的研究和发展，我们也经常和行业里面的相关机构做交流。我们觉得这三点是大家比较容易理解的三点，第一个是设备数字化，第二个是作业数字化，第个三是决策数字化。什么概念呢?对于我们很多搞配电网传统的电力人来讲，谈配电网数字化想法很简单，我们搞配网自动化就行了，我们在配网终端通过加装置，通过通讯装置，通过配网自动化系统，进行终端数据的上传，同时在配电网如果发生故障的时候，通过馈线自动化等一系列自动化的措施方法，能够最快地减少故障、排除故障、恢复供电，这是我们传统做电力行业的人对配电网数字化的一个理解。

实际上经过这几年大家的摸索、探索、实践，配网数字化已经有了一些新的理念。刚才我说的那些肯定是基础，毫无疑问是我们配电网数字化还需要做的，并且要进一步加强的事。其他包括作业数字化、决策数字化，比如说在生产方面，我们通过作业数字化的方式把我们以前一些人工开票的方式通过计算机的手段，用数字化的方式进行替代，不光是短期来讲可以提高人的效率，从长期来讲，从我们对于整个配电网的管理来讲也比手抄的相关方式更加高效。

决策数字化是什么意思?在我们通过数字化的方式进行配电网管理的时候，会替代以前根据我们经验或者根据我们对于这个事情的一些判断做出相关决策，比如一个设备是不是需要检修，是不是需要更换，以前我们可能会根据设备自己的建设周期进行判断，但这里面也许会出现一些失误，突然忘记了或者怎么样，通过配电网数字化，不只是能够从信息技术去让这些相关的管理得到精准化，也能让它的状态判断得到更加精准化。所以配电网数字化通过这三个层面的数字化发展，就能够很好地支撑整个配电网的安全供电的发展。

除了配电网数字化之外，对城市配电网来讲，更关键的是一些新兴业务的发展。我们今天在讨论城市配电网的时候，我们的视角不能只是站在作为电网公司或者作为供电公司的视角去讨论这个事，第二部分重点是站在电网公司的视角去讨论，但是实际上整个城市配电网的发展因为有了现在的“双碳”目标，因为有了现在的能源体制机制的改革，也因为有了我们用户需要更绿色、更经济、更安全供电的这些实际的需求，所以我们配电网侧一定会有更多新兴业务的发展，但这些新兴业务现在已经有了，而且这些新兴业务的主导方其实更加开放，不只是面向供电公司，还有新型的售电公司，甚至其他一些综合能源服务的主体。

我分析几个典型的配电网的模式，第一个，将来我们的配电网实际上是源网荷储融合发展的一个城市配电网。但这里的配电网，源网荷储负荷来讲，不一定只有电力负荷，可能还包含了用能用热负荷，上个专家在分享非洲一些案例的时候就提到了三联供，非洲的案例，方案主要是以我们电来制冷制热的方案，的确未来整个新型电力系统里面，也包括未来整个综合能源系统里面，电始终是我们的核心，而且在绿色发展的情况下，电这个核心的重要地位是越来越明显的。

对城市配电网来讲，我们要满足用户冷和热的需求，我们也可以和城市热网，甚至一些局部地方建设集中供冷的冷网相结合，达到互补的目标。这里面对于配电网接入的这些分布式电源、储能、电动汽车的管控和管理，以及和其他供能单元的结合耦合，去进行更优化的源网荷储的互动管理，是非常重要的。这个已经在很多地区都有雏形了，特别是在上海地区，很多局部地区都有雏形，比如说上海的虹桥商务区，其实就是一个典型的集中供冷供热供电的这么一个网，当然这个供电是电网公司在供电，但这里面也是有耦合可以优化的空间的。

第二类是我们的微电网。刚才和大家分享源网荷储一体化的时候，可能有一些听众会觉得是不是这就是微电网的雏形?的确也是，源网荷储一体化在配电网末端以这种电源为基础的源网荷储一体化发展的时候，我们可以进一步优化它朝着微电网的模式去做，我这里为什么说叫进一步优化呢?大家刚才看到的图，我们做一般有源的配电网的时候，可能我们在整个电网管理体系还可以做得相对简单一点，也就是说还是以我们传统电网做配电业务为主的管理体系，在里面新增加了分布式电源，同时和其他的冷热源进行耦合，但是它的供电主体仍然是我们电网公司。

所以在有些地方来讲，我们是不是能够做进一步的创新，把供电的业务也做了，微电网实际上就是这么一个典型的模式。供电业务这一块我们也看到行业里面做了非常多的案例，我们也参与了很多，实际上配电业务相对灵活一点，既可以是传统电网公司做配电业务，也可以是新型配电公司做配电业务，各自的目标不一样，应用场景也不一样。除了这个管理方面，我和大家重点说一下微电网技术方面的特点。微电网的特点首先肯定具备供电的特点，大家可以看到微电网这个基本的技术图，首先它是需要面向网里面的用户进行供电，用户我们会充分挖掘它的可调节能力和微电网的分布式能源和储能进行互动，为什么要互动呢?这恰恰是我们微电网的核心，通过互动让整个微电网的单元变成可关、可控、可调节，在这种情况下整个微电网面向大电网的并网点，我们也常说为公共连接点PCC点，也可说成并网点，从这个角度讲，并网点的功率是可调节的，可以根据电网的调度指令，可根据电力市场的情况进行调节。相比以前分散的这些不可调节的负荷，分散的这些不可调节的分布式可再生能源，就有了一个更好的对于电力系统的友好性，有助于让我们电力系统能够得到更加经济、更加安全的运行。

最后和大家分享的是虚拟电厂的业态。我一直认为，虚拟电厂的思路其实是和微电网一致都，技术逻辑都是希望通过管理分布式电源，管理负荷储能，让整个单元做到功率可控，从而在可控的条件下响应电力市场和调度，我一直认为这两者的技术逻辑是一样的，但是从物理结构上是不一样的，微电网其实是构建了自己的一个局部配电网的结构，通过物理结构统一的连接点和外部电网进行互动，但是虚拟电厂不需要这样，所有的电源、用户，储能可以分散在电网各个部分，它是通过我们信息技术，通过物联网技术，通过集控平台，让整个虚拟电厂单元进行调节，虽然它并不是电厂，实现一个类似于电厂的功率可升可降的效果。

举个例子，比如说这个时候在我们电力市场价格信号下，在调度要求下，虚拟电厂需要多发10兆瓦的电，怎么去实现?对传统电源来讲无非就是发电功率多一点就行了，但虚拟电厂为了发这10兆瓦的电，可以增加储能的放电功率，可以减少我们用户负荷的使用功率，当然用户的使用负荷也包括了电动汽车等等。也就是说我们少用10兆瓦的电跟我们发10兆瓦的电其实是一回事。所以虚拟电厂就通过这一类的先进的信息手段去实现将来我们配电网侧新兴业态的发展。

因为时间关系，关于配电网的发展业态理念和相关案例就做以上简单分享。最后和大家强调一下，我们对于城市配电网发展的几点建议。第一，要重视“网”的作用，刚才我讲了那么多，不光是传统的配电自动化，还是新兴的配电网业务，对于网来讲都是基础的。我们可以建立起一个更加安全、更加开放的配电网去适应我们新型城市配电网的发展。这种情况下，我们需要通过市场机制去进一步完善，比如说刚才提到的虚拟电厂，大家也听说了，很多地方的虚拟电厂的实际项目都还是在建的，虚拟电厂实际的项目公司都在组建，但是很多地方还没有一个很明确的虚拟电厂的营收机制，这个营收机制可能就跟我们的市场机制相关，还有后边分布式发电交易相关的内容，其实也是和市场机制明确相关的。协调机制涉及到源网荷储几方的协调，到底各方在这里面是怎样的一个主体，有哪些责任和义务，所以大家都要在公平公正的原则下去做。安全是我们做所有业务的一个基础，在这个基础上，我们需要进一步完善各种支持政策，有专家也谈到了一些补贴方面的政策，当然不一定是补贴，为了支持这些商业模式能够发挥效益，我们在相关的一些机制上，包括税收机制上可以做一些完善。

最后一点是很关键的，我们的新型电力系统、新型城市配电网中的各种新的一些发展模式，一定需要更加开放的态度，鼓励社会资本参与进来，因为只有这样，一方面能够解决资金的压力，另一方面更多助力参与进来，通过竞争的方式也能够提高效率。而且大家集思广益，可能在模式上创新，不管是技术模式还是商业模式创新，才能让城市配电网未来发展得到更好、更健康的一个发展模式。

谢谢主持人，我的分享到这里就结束了。