县域海岛“山海协同”零碳电网建设的初步探索与实践

■ 国网舟山供电公司 梁帅伟

国网象山县供电公司 乔月辉

象山概况

地理特点。象山地区三面环海，滩涂资源丰富，适于建设渔光、农光光伏电站，同时东部外海面积宽阔且风力资源丰富，适于建设大规模的海上风电场，宁波大市海上风电建设项目均规划在象山。象山共有大小岛屿505座，居全省首位，目前南田岛、檀头山岛、花岙岛、韭山列岛等9座岛屿为有人居住岛屿。

产业特点。象山北部发展民宿餐饮旅游业，打造“斑斓西沪港”；东部发展一区多园的临港重工业和高端制造业，打造“时尚东海岸”；南部发展绿色水产养殖、远洋捕捞产业，打造“风情石浦港”；西部发展影视旅游、民宿度假产业，打造“潮隐西海岸”。

需求与挑战

能源发展方面

目前，象山县供电公司220 kV及以下电源总装机101万kW，其中清洁能源装机95万kW，占比高达94%。在并网类型方面，清洁能源装机中光伏总装机56.69万kW，风电总装机37.25万kW，初步形成了以风光为主体的能源供应体系。在中低压配网层面，清洁能源总装机9.222万kW，其中分布式光伏总装机8.822万kW，占比95.66%，目前10 kV线路反向负载率在0～80%区间内的线路已有26回，约占总线路条数的10%；低压分布式光伏并网容量超过台区容量20%的有84个，约占总台区数量的5%。

综上所述，一方面大规模海上风电、集中式滩涂光伏并网规模体多量大，但因上位规划的缺失导致并网线路多次建设，极大浪费通道资源。另一方面中低压配网局部区域分布式光伏过快发展，给电网带来了功率不平衡、电能质量、反送电风险、经济运行以及弃光问题，同时也给配网检修施工作业增加了倒送电安全风险。

电网承载方面

象山电网受地理条件、产业发展以及能源布局等因素影响，表现为源少荷散、源荷发展不均等特点，分析如下：（1）象山海岸线绵长，历来为台风侵袭的重灾区，现仍有53回线路防风能力未满足要求，电网防灾应急保电任务重。（2）山区、海岛现有55回线路长度超过15 km，占比20%，发生故障时巡视排查时间长，恢复供电周期与城网相比差距较大。（3）象山南部海岛区域供电相对独立，配电自动化终端覆盖不足，发生故障无法快速定位处理，供电可靠性不高。（4）岛内电网设备的巡视、运维作业是常规人工运维方式，受海岛天气、岛内交通影响较大，存在运维成本高、运维效率低下等问题，数字化运维管理手段匮乏。（5）本地分布式光伏资源潜力尚未充分发掘，部分区域配网消纳能力不足导致清洁能源发展受限，同时区域内的产业发展亟需绿电支撑，全社会电气化水平和能源综合利用效率有待加强。

综上所述，为推动能源低碳转型和保障电网运行安全，亟需提升大型能源并网能力、分布式新能源消纳能力、海岛电网防灾保电能力、源荷深度融合能力，建设“山海协同”零碳电网新型电力系统。

新型电力系统建设思路

提升大规模清洁能源并网送出能力

根据象山清洁能源示范岛建设规划，提前研究象山南部大规模海上风电和集中式的滩涂光伏、水面光伏清洁能源集中跨海送出方案，将大容量清洁能源直接送至象山北部和宁波市负荷中心。通过统筹能源规划、源侧储能、并网线路建设计划，系统性论证送出廊道资源和消纳范围，推动源网荷储同步规划、建设和投运，保障电力系统安全稳定运行。

提升分布式能源消纳能力

（1）选取分布式光伏并网容量超过25%的20个台区试点，在配变侧和低压线路侧安装微型化感知模块，通过配变侧综合治理装置和低压线路侧光伏接入调节装置，解决台区功率跌落、过电压等问题，保障供电质量。（2）选取光伏装机容量已经超过馈线额定容量30%的12回中压线路，安装60套配网宽频同步量测终端，将线路电压、电流等电气量接入I区主站，通过动态实时监测和全网感知，实现配网薄弱点评估、电能质量溯源和辅助故障定位。（3）试点安装中压光伏控制器和低压光伏智能并网断路器，将光伏监控信息接入配电自动化和调度自动化系统，实现光伏实时监测和可调可控，降低反送电安全风险。（4）政企携手共建能源数据中心，对800家规上企业用能数据进行采集、分析和应用，接入点位预计可达2400余个，建设双碳智治应用平台，拓展电力数据在辅助政府决策、产业转型分析等领域的应用

提升海岛电网防灾保电能力

（1）选取高塘岛架空线路，试点应用薄壁离心复合型电杆替代传统水泥直线杆，与转角钢管杆搭配使用，提升海岛架空线路防风等级。（2）对有变电站布点的大型海岛，如南田岛、高塘岛两座相邻岛屿，结合跨海段线路通道建设站间配网联络，对海岛上的终端变提供保安电源。对由分支线供电的小型海岛，如花岙岛、崇馋岛、对面山岛，通过建设分支联络线路补强网架，提高海岛负荷转供能力。（3）对中型海岛檀头山岛，应对单线单变的檀头变上级电网故障情况下全岛失电风险，试点10 kV“分布式光伏+储能”的并网型微电网运行模式，并通过EMS将系统运行数据通过“光纤+微波”的方式传送至调度自动化主站和配电自动化主站，满足离网状态下系统能够带正常负荷持续运行24 h的要求。（4）对跨海、山区等12回长距离中压线路发生故障跳闸后无法快速处理的问题，安装北斗遥控断路器、星光级摄像枪机、故障行波测距定位装置，对故障点精准定位和隔离，快速恢复非故障段负荷。（5）在南部区域的檀头变、鹤岛变、新桥变设置无人值守机场，打造对变电站出线15 km半径的全自动化线路通道巡视体系，通过数字化手段提高运维巡视效率。（6）对接入光伏比例较高的重要敏感用户，试点应用10 kV有载调压变压器，通过自治型光伏并网逆变器和台区侧储能设施，形成低压侧微网系统，构建台区级保供电模式。

提升源荷深度融合能力

定性定量分析10 kV线路承载新能源的能力，编制《象山县全电压等级新能源消纳能力分析评估报告》，促成县发改局发文执行，指导分布式光伏电源选址和接入点优化制定，促进源荷协调发展。

结合5家优质企业用电特点，从光伏屋顶、客户侧储能建设方面入手，打造分布式光伏就地消纳工程，依据客户需求推动绿电交易。

对农业大棚通过改造加装风冷取暖系统和安装厂房屋顶光伏，实现种植、存储、运输的电气化和光充一体的低碳运行，降低人工和用电成本。

开展农排“共享电表”建设，辅助政府开展乡村数字化、低碳化治理，实现乡镇能效数据分析。

围绕全景式低碳场景，建设“零碳村落”、全电景区、全电民宿建设，推广绿色低碳生活方式。

利用沿海滩涂养殖业广阔水域面积建设光伏，利用养殖废固、废水沼气发电，推进农业电气化、绿色低碳发展。