构建县域新型电力系统服务新能源高质量发展

■ 国网诸城市供电公司 张 琦 李 明 唐艳萍 宋建伟 宋 超

2021年以来，国网诸城市供电公司立足诸城整县开发现状，创新“政策、管理、技术”三个引导，打造县级新型电力系统示范区，服务新能源高质量发展。通过政策上的五大突破、管理上的六项首创、技术上的七个率先，全力破解新能源发展面临的政策之困、管理之困和安全之困。

建设背景

2022年3月，国网诸城市供电公司受两大背景因素驱动，率先在山东省内启动新型电力系统县级建设。

一是适应自身新能源发展需要。2021年6月，诸城入选全国首批整县屋顶光伏开发试点。分布式光伏迅猛发展带来整县开发配套政策、规划不健全；光伏并网模式不科学、并网服务管理机制不完善；源网协调不够、分布式光伏“看不见、控不了”、消纳能力不足、过电压、反向重过载安全隐患突出等系列问题，最终都需要通过构建新型电力系统来系统性的解决。

二是中央及各级电网公司的工作部署。2021年3月，习近平总书记在中央财经第9 次会议上提出构建新型电力系统，为能源电力发展指明了科学方向。国家电网公司印发构建新型电力系统行动方案，为此做出工作部署。2022年，国网山东省电力公司“两会”明确提出要“积极打造新型电力系统领先示范，打造诸城整县屋顶分布式光伏示范县”。国网潍坊供电公司主动揭榜，将诸城确定为“新型电力系统县级示范区”。

国网诸城市供电公司迅速响应，成立双示范工作专班，组织发建、运检、营销、调控等部门聚力攻坚、率先开展路径研究和顶层设计，以“新型电力系统县级示范区”建设为试点，加快构建源、网、荷、储协调互动的新型电力系统。

整体思路

建设高质量的新型电力系统示范区，离不开科学先进的建设方案支撑。自2022年上半年开始，国网诸城市供电公司多方聚力、系统谋划新型电力系统建设。

明确原则，理顺建设路径。立足整县光伏开发实际，把解决好分布式光伏发展带来的适应性问题作为主要原则，以《潍坊诸城新型电力系统规划建设方案》为指引，通过实施四新融合的14项重点任务，打造整村光伏开发、智慧用能服务、源网荷储一体化、新能源数字化监控等4 类示范场景，推动电网建设和运行管理的“内核”革新，适应新能源高速发展和终端用能多样化带来的“外核”挑战。

系统谋划，科学编制方案。为确保建设速度和成效，国网诸城市供电公司坚持方案编制与系统建设同步推进、互相验证，多次邀请省市公司业务主管部门和山东省电力行业协会、中国能源研究会、天津大学科研团队给与专业指导，持续提升方案编制质量。2022年11月底，《潍坊诸城新型电力系统规划建设方案》经市县公司联合发布，顺利通过中国能源研究会组织评审，被院士专家评委一致认定达到“国内领先水平”，国网山东省电力公司钱平总经理给与“创建了县级新型电力系统构建模式”的高度评价。

2023年6月，中国能源研究会会长理事长史玉波、中国工程院院士江亿一行前来诸城调研新型电力系统建设，对该公司在县级新型电力系统示范区建设实践中敢闯、敢干、敢试给与了充分肯定，也进一步坚定了国网诸城供电公司建好新型电力系统示范区的信心和决心。

创新成果

创新政策引导，护航新能源健康发展，取得5大突破

针对于光伏发展配套政策、规划不健全的问题，国网诸城市供电公司联合当地政府加快配套政策机制建设：（1 ）促成发改和供电“两个专班”合署办公，建立周五召开联席会议机制。实现了诸城光伏项目的备案审批与电网的并网服务同频共振，统一受理、统一答复、共化风险。（2 ）联合当地政府搭建光伏开发建管平台，建立了开发企业“准入备案、统一管理、执法督察、评估退出”机制。明确光伏企业需经发改局审查备案、统一管理，同时发改局会联合供电、应急、综合执法等部门，定期开展光伏项目现场核查，发现问题严肃查处，有效规范光伏开发市场秩序。（3 ）促请政府先后出台了整县光伏开发实施方案、分布式光伏暂行管理办法等5 项政策文件。涵盖光伏开发、设计、施工、验收和并网运行全过程，为整县光伏的健康发展提供全方位的政策保障。（4 ）主导编制了整县光伏专项规划，配套发布235 个社区的三阶六色分布式光伏消纳地图。彻底解决分布式光伏超规划建设、造成的局部反向重过载的问题，2021年以来，诸城市的反向重过载问题“零”新增。（5 ）促请政府将分布式光伏配建储能，纳入了《分布式光伏平价上网申报材料清单》，作为发改局审批平价上网手续的硬性条件。同时积极服务国家电投10 万千瓦/20.4 万千瓦•时独立储能示范项目投产送电，诸城新型储能装机达到了12.5 万千瓦、装机容量和调峰能力潍坊第一。最大程度提升与新能源发展规模相适应的系统调节能力。

创新管理引导，规范新能源有序发展，实现6项首创

国网诸城市供电公司针对分布式光伏并网模式不科学、并网服务和管理机制不完善等问题，不断补齐管理短板，努力探索规范管理路径。（1 ）组建新能源数字化监控中心。日常负责对分布式光伏进行统一管理、集中监控，电网调峰时实现对分布式光伏进行远程柔性控制、群调群控。（2 ）印发《分布式光伏开发项目并网全流程管理工作方案》，明确了整县光伏四类场景、五种模式的并网服务流程，并网流程时限压缩了三分之一。（3 ）细化发布《分布式光伏并网服务告知书》，指导开发企业及时发起发用电合同、调度协议、并网验收等流程。（4 ）完善分布式光伏并网和调度协议体系，发布并签署《低压分布式光伏并网补充协议》和《380 伏多点并网光伏项目调度协议》，为分布式光伏调峰和电压越限的治理提供依据。2022年春节，国网诸城市供电公司高质量完成低压分布式光伏参与电网调峰工作，山东省能监办发文在全省推广典型经验。（5 ）编制了分布式光伏并网建设，规范和指导分布式光伏并网工程的设计，固化推广屋顶光伏“集中汇集、升压并网”建设模式。2021年，试点验证“交流汇集、升压并网”和“直流汇集、升压并网”两种模式，有效地拓展了分布式光伏的开发空间，同时解决低压分布式光伏引发的反向重过载、过电压等问题。目前分布式光伏“集中汇集、升压并网”的模式已经在山东省内全面推广。六是研发“5G 基站+光伏项目”部署导航小工具，精准引导5G 基站部署。有效指导开发企业合理安排开发时序，引导通信部门合理安排5G 基站布点，保障分布式光伏项目与电网调度的通讯畅通。

创新技术引导，保障新能源安全发展，突出7个率先

针对海量分布式光伏并网带来的消纳能力不足、“看不见、控不了”、过电压、反向重过载等安全隐患和问题，选取诸城市舜王街道前九台、政务服务中心作为新型电力系统“试验田”，探索解决光伏并网的安全问题。

应用“低压柔性直流互联”技术，实现多个公变之间的功率平衡。通过柔直设备，对前九台村1 号和2 号台区低压侧进行联络，实现了两个台区的发电、用电负荷互济，既有效解决了2 号台区的反向重载问题，又提升了消纳能力。

建成了党政机关“光储充用一体”微电网，拓展分布式光伏消纳空间。通过微电网智慧管理系统，可以对政务中心光伏、储能、充电桩及可控负荷进行协同控制，实现微电网平滑接入大电网和独立自治运行。微电网投运后，政务中心办公用可实现“全时段”不间断供电，有效提升政务中心的供电可靠性。同时，促进光伏年发电就地消纳，实现了办公楼宇“低碳”办公。

试点验证“户用分布式光伏”和“10千伏分布式光伏”发电功率柔控技术，彻底解决分布式光伏“看不见、控不了”问题。通过“光伏逆变器+规约转换器+智能终端”“AGC+远动+5G+纵向加密”多合一装置，分别实现对户用分布式光伏、整村开发10 千伏光伏电站柔性控制。目前，诸城27 座10 千伏光伏电站全部实现柔性控制，5 639 户低压分布式光伏实现柔性控制，“柔性可调”光伏数量和比例全省最高。

试点应用“电能质量全时监测”技术，对户用分布式光伏和10 千伏光伏电站，分别采用光伏并网开关和新型网源开关，对电压、谐波等12 项数据进行分钟级在线监测、分析，精准指导电能质量管控与治理。

试点应用了“无功电压调节治理”技术，对分布式光伏过电压问题进行自动治理。通过在台区智能融合终端上嵌入分布式资源控制系统，在光伏逆变器上安装采集控制终端，过电压时由自动控制逆变器增加感性无功输出，实现过电压的秒级治理。

建成规模最大的“5G ＋可信WLAN”电站群，通过应用“5G ＋可信WLAN”技术，验证了分布式电源末端通讯的新模式，为海量光伏“群调群控”提供传输支撑。

试点应用“智慧型低频低压减载”技术，拓展功率方向在线监测功能，在电网紧急状态下，保障呈现“电源”特性线路持续运行，缩小停电范围。

建设成效

服务诸城整县光伏高质量发展

从分布式光伏装机规模来看，“十四五”以来，诸城分布式光伏新增装机34 万千瓦，比2020年及以前的总量还要多。其中，农村屋顶光伏新增装机17.69 万千瓦，惠及农村居民7 675户，每年户均增收2 400 元。诸城37 个并网和在建工商业和整村屋顶光伏开发项目全部采用“集中汇集、升压并网”模式，较400 伏低压接入模式，多开发6 万千瓦，年增加经济效益1 700 万元。

从分布光伏发展质量来看，诸城全部分布式光伏实现“可观可测可调可控”，一半以上的分布式光伏实现了“柔性可调”“柔性可调”的比例全省最高；新增的分布式光伏项目全部在可开放容量允许的区域内开发；台区反向重过载“零”新增；低压光伏并网引起的过电压问题，实时监测、及时治理，前九台等3 个无功电压治理试点村，光伏过电压问题实现秒级自动治理。

奉献新型电力系统建设“诸城经验”

为管理提质提供诸城方案。国网诸城市供电公司入选国家电网公司数字化示范县，潍坊诸城新型电力系统示范、高渗透率自治供电网格示范入选国网山东省电力公司2023年配电网规划试点示范。《政企协同搭建分布式光伏开发建设管理平台》荣获国网山东省电力公司2022年度优秀社会责任根植项目。《新型电力系统网络安全实证基地建设》入选国网山东省电力公司2023年可持续性管理项目库示范项目。首次实现两类创新项目同时入选国网山东省电力公司管理创新计划，其中《以“光伏开发建设平台”为核心的整县分布式光伏全流程管理》作为唯一县公司课题入选国网山东省电力公司2023年度管理创新示范项目，《基于源网荷储区域自治的县域新型电力系统建设与实践》顺利入选国网山东省电力公司2023年管理创新推广项目计划。

为科技创新提供诸城样板。《降低分布式光伏对台区线损影响的措施探索》获评“2022年首届能源行业高价值专利（技术）成果，《基于“5G+可信WLAN”的分布式光伏电站接入》入围中国通信学会2022年度电力通信科技成果，《电网数字资产智能监测处置系统》获评中电联“电力调度创新应用优秀成果”，《储能电站典型接网模式研究》入选省公司配电网专题研究课题，《加快电网调度转型升级，提升整县光伏“观测调控”穿透指挥能力》入选省公司建设新型电力系统提质增效典型案例。

源网荷储一体化示范项目

为系统建设提供诸城示范。2022年12月，山东省能源局面向全省推广诸城整县开发经验，对该公司构建光伏开发建设管理平台、创新联席会议等做法进行了全面介绍。国网诸城市供电公司作为唯一受邀县供电企业，分别于2023年8月，在山东省泰山科技论坛（分布式能源电力系统论坛）做《分布式电源高渗透率下区域供电自治技术探索与应用》经验分享。2023年9月，在中国电力规划发展论坛做《县域新型电力系统建设的探索与实践》专题报告。多次承接中国能源研究会、中国电科院、山东省能源局、国网省市和兄弟公司调研参观，县级新型电力系统示范区建设经验受到各级领导和院士专家高度评价。打造县级新型电力系统示范区，服务能源高质量发展做法多次被国家电网报、大众日报、山东省能源局官网和国网、省市公司网站等媒体宣传报道60 余次。

问题及对策

农村电网作为配网末端，面对大量分布式新能源接入，最容易出现电网安全和消纳能力不足两大问题。其中对过电压、反向重过载、防孤岛及谐波方面问题可以通过技术措施来解决，例如国网诸城市供电公司对电压越限问题采取无功电压调试技术来解决，对台区反向重过载通过应用低压柔直互联技术来解决，对部分分布式光伏防孤岛保护功能不满足标准要求，电网停电时存在反送电风险，影响其他用户和检修人员安全，国网诸城市供电公司通过广泛加装光伏分界开关，光伏分界开关通过防孤岛功能自动分闸，实现电网和光伏用户之间“硬隔离”，对谐波等电能质量问题，国网诸城市供电公司试点安装了电能质量监测装置，可以对12 种谐波进行有效监测。对于消纳能力不足的问题，可以通过“集中汇集、升压并网、配置储能”来提升消纳空间，试验了搭建微电网、台区自治等模式，以此促进分布式光伏等新能源的自发自用、就地消纳。

安全和消纳问题，除了技术措施，更重要的是通过健全配套政策和规范管理，加强源端引导，消除潜在隐患。例如国网诸城市供电公司推动政府制定的《分布式光伏管理暂行办法》等5项政策文件，明确了光伏设计、施工、验收和并网运行全过程的标准规范，确保光伏入网设备满足安全要求。促请政府出台《整县分布式光伏开发工作指导办法》、编制分布式光伏并网典型设计，推广屋顶光伏“集中汇集、升压并网”建设模式，拓展分布式新能源开发空间。政企协同开展新型储能布局规划，支持用户侧配套储能、分布式储能发展，政府将分布式光伏配建储能纳入了《分布式光伏平价上网申报材料清单》，为下一步诸城的分布式光伏项目配套储能，提出了具体要求。

除了安全和消纳两大突出问题，分布式新能源的大规模开发和并网，基本不参与电力系统调节，大量挤占集中式光伏消纳空间。比如，山东省集中式光伏10%电量参与市场，平均上网电价约0.37 元。而分布式光伏不参与市场，电量上网享受标杆电价0.394 9 元，较集中式光伏高0.024 9元。集中式光伏配置储能、上网电价低、参与电力系统调节（弃光），分布式光伏未配置储能、上网电价高、基本不参与电力系统调节（弃光），明显不公平、不合理，影响新能源发展生态。

建议

研究出台分布式光伏参与电力市场政策。分布式光伏发展速度快、规模大，未公平承担电力系统调节责任。对全额上网的分布式光伏，建议10 千伏光伏电站参照集中式光伏，推动其部分电量参与市场，或分布式光伏执行分时电价，光伏大发时段调低上网电价，分布式光伏上网电价与标杆电价价差形成的资金池，作为新型储能容量补偿费，推动该类光伏与集中式光伏公平承担系统调节责任。对“自发自用、余电上网”和全部自用分布式光伏，推动其缴纳灵活性调节基金，用于支持新型储能建设，促使其公平承担系统调节责任，获得合理收益，推动能源转型成本合理疏导、公平分摊。

推动出台分布式储能、云储能政策。分布式储能既是解决用户过电压的有效手段，缓解反向重过载问题，也能提高光伏消纳能力。分布式储能不需要建设升压装置，安全性较集中式储能运行更安全。推动出台政策，明确分布式储能可聚合为云储能，享受独立储能政策，促进光伏和储能协调发展，保障开发企业取得合理收益。

下步举措

国网诸城市供电公司将紧紧围绕“保安全”和“促消纳”两个核心，重点在“分布式新能源+储能”、区域供电自治和新型有源配网调度三大方向，持续深化潍坊诸城新型电力系统示范区建设，争创全国县级新型电力系统示范。

打造“分布式新能源+储能”规模化发展示范。推广“整村光伏+储能”模式，建设“光充一体化车棚+屋顶光伏+配套储能”的农村屋顶光伏项目，聚合形成虚拟电厂，解决“新能源高速发展”与“电网承载和消纳能力”适应性问题。

打造“区域供电自治”现代智慧配电网示范。建设“台区、线路、乡镇”三级的区域供电自治示范工程，聚合分布式电源、储能、微电网等可调节资源，对外接受调度发电、用电调控策略，对内实现计划发用电、有功和无功控制，推进“配电网二次技术革新”和“现代智慧配电网发展”。

打造“全景感知、柔性控制、网源协同”的新型有源配网调度示范。依托新能源数字化监控中心，对分布式光伏、微电网、自治单元等新要素，进行调度运行监视、电压调节、重过载管控、电网调峰等协同管理，实现配网侧各类新要素“安全管理”和“观测调控”。