张天光：中国配电网发展的挑战与机遇

本刊记者 张化冰

导语：配电网投资建设模式及市场化机制需要进一步完善，这是中国配电网发展问题的根本所在，也是中国配电网发展问题的挑战所在。随着“新质生产力”的提出、中国式现代化的深化、国家支持政策的出台、市场机制与科技创新的推动，配电网面对新要求、新挑战的同时，也将迎来高质量发展的巨大新机遇。

配电网作为重要的公共基础设施，在保障电力供应、支撑经济社会发展、服务改善民生等方面发挥着重要作用。为推动新形势下配电网高质量发展，助力构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，国家发展改革委、国家能源局于2月6日发布《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）。《指导意见》在什么背景情况下出台？配电网高质量发展面临哪些新要求、新挑战？《指导意见》的发布，对配电网高质量发展将起到哪些指导性作用？配电网高质量发展又将迎来什么样的新机遇？

中电联电力发展研究院（技经中心）作为中电联的智库机构及国家能源局重要智力支撑单位，近年来持续参与配电网研究及咨询，参与编制《配电网规划设计技术导则》等行业标准，完成北京、上海、浙江、新疆等18个省（区、市）配电网建设改造“十三五”规划咨询，持续开展配电网工程定额制修订，2023年在国家能源局的组织下参与了《新形势下配电网高质量发展的指导意见》的起草，既见证了中国配电网建设取得的显著成就，也深刻感受到配电网发展面临着诸多新要求、新挑战和新机遇。《电力设备管理》杂志在《指导意见》发布之际，专访中电联电力发展研究院（技经中心）院长张天光。

配电网高质量发展面临新要求新挑战

配电网作为连接能源电力与千家万户的“最后一公里”，承担着广泛的政治、经济和社会责任。“十三五”以来，在《关于加快配电网建设改造的指导意见》和《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）》等政策文件指导下，通过加强统筹规划、健全标准体系、提升供电能力、优化网架结构、提高装备水平、加强配电自动化建设等一系列行动举措，中心城市（区）配电网智能化建设和应用水平大幅提高，城镇地区供电能力和供电安全水平显著提升，乡村地区电网薄弱等问题得到有效解决。

张天光就此表示，当前中国电力可靠性和电能质量已达到较高水平，用户平均供电可靠率达到99.89%以上，全国综合电压合格率达到99.86%以上，配电网建设改造行动卓有成效。但在加快建设新型能源体系、构建新型电力系统的新形势下，配电网作为新型电力系统的重要组成部分，仍将面临更高新要求，在多方面迎接更多的新挑战。

挑战一：新能源的大规模发展已对中国配电网安全稳定带来新挑战

张天光表述，党的二十大提出加快发展方式绿色转型，积极稳妥推进碳达峰碳中和，加快规划建设新型能源体系。在能源加速绿色低碳转型的大趋势下，中国新能源呈现爆发式、规模化发展态势。2023年全球可再生能源新增装机5.1亿千瓦，其中中国的贡献率在50%以上，截至2023年底可再生能源总装机量达到29.20亿千瓦，同比增长13.9%。作为新能源领域的翘楚，光伏投资2023年大幅增长，占比达38.4%并首次登顶，其累计装机规模已成为仅次于火电的中国第二大电源；风电在2023年新增装机75.9GW，同比增长102%，2023年底正式超越水电成为中国第三大电源，且近两年中国风电整机的年产能均达到100GW 左右，大幅高于新增装机规模，仅就产能而言未来也仍具备高增长空间。

“分布式新能源发展迅速，且具有开发建设规模及时序难以准确预测、发展布局及出力特性与负荷不协调等特点，在就近接入、就地消纳以及配电网安全稳定运行等方面带来了新挑战。”张天光表示。

挑战二：电气化进程对配电网供电保障能力提出了新要求

张天光指出，随着中国电气化进程持续推进，在中央及各级政府的大力支持下，相关部门从工业、交通、建筑和农业农村等领域进一步推广电能替代发展，持续提高终端电气化率：“充电设施、港口岸电、电锅炉、电采暖等不断增加，预计2025年全国电能占终端能源消费比重将提高到31.2%。”

以新能源汽车为例，截至2024年1月中国新能源车保有量已达2041万辆，充电桩保有量886万台。据中国科学院院士欧阳明高预测，2025年新能源汽车市占率将接近50%，到2030年保有量将会达到1亿辆左右。但充电桩大部分为随车私桩，公共充电桩保有量为278万台、车桩比仅为7.34；具备公共快充性能的直流桩保有量为121万台、车桩比也仅为16.87，未来对充电设施有巨大需求：“部分城市商业中心区、居民小区、农村地区的配变容量不足、入户线容量不够，难以支撑大规模充电设施接入、冬季取暖、电动车下乡等需要，亟须进一步提升配电网承载力及灵活性，为保障用电需求和大规模车网互动提供坚实的物理基础。”

挑战三：多元要素驱动的配电网面临保供和保安全的新挑战

此外，在“双碳”驱动的背景下，分布式新能源及新型负荷的广泛接入、新业态新模式的蓬勃发展，带来配电网从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统的根本转变，源荷双侧不确定性及配电网潮流双向概率化特征趋于显著。据国家电网与南方电网统计，六成分布式光伏接入台区出现潮流反送，一些台区变压器短时反向功率达到变压器容量的2倍以上，配电网反向重满载、电压越限、电网调峰等问题更加突出，配电网监测、控制、调度、运维的复杂性日益增加，这意味着多元要素驱动的中国配电网形态及场景正在发生重大变革。

而配电网中的要素多元化，使得配电网将呈现更强的“系统化”特征，对其灵活配置与自治平衡能力要求越来越高。张天光认为，目前配电自动化系统是一个主从式集中控制系统，而系统化特征亟需配电网智能化水平进一步提升。

“对于解决好终端之间的对等通信与数据安全交换问题、支持分布式自治控制功能，尚未形成强大的能力。”他说：“一是可观、可测、可控、可调能力仍显不足，配电网自动化终端整体有效覆盖率不足30%，中压分布式电源监控终端覆盖率不足20%，部分低压台区终端重复配置；二是无线专网建设存在政策性障碍，光纤专网覆盖不足，无线公网承载涉控业务存在安全风险，距离状态实时感知、系统自我诊断、网络高度自愈的目标仍有不少差距。”

张天光进而指出，已经困扰国人多年的电力保供安全也反映出，主配网、城农网发展协调性仍需加强，这不仅是由于在全球变暖的大趋势下极端天气频发所引起配电网故障多发的表象，也在一定程度上反映出相较主网配电网仍需加快发展的本质。

挑战四：配电网投资建设模式及市场化机制面临新的挑战

张天光强调指出，以上的诸多问题都表明配电网投资仍显不足：“一是中压网络结构尚不完善，城网存在无效联络或过度联络现象；而农网主要采用辐射型弱联络、线路分段较少，特别是边远地区的网架结构依然薄弱；二是局部地区电网供电能力、站间转供能力不足，存在季节性主（配）变重满载、线路重过载等问题；三是高层住宅小区双电源供电占比尚不足五成，老旧小区、城中村配电设施老化、设计标准偏低，主配网城农网发展协调性、网架韧性及抵御灾害能力仍需进一步加强。”

他特别指出，随着配电网要素日益多元、系统化特征日趋显著，安全运行管理复杂性大幅增加，负荷峰谷差进一步拉大，延续传统的配电网发展模式将大幅增加配电网建设投入、降低系统整体经济性。而配电网海量灵活性资源能够有效应对电力系统日益加剧的源荷双侧不确定性，支撑大电网安全运行，提升系统整体经济性。

“鉴于目前受技术及机制限制，需求侧响应远未被充分激活，尚未充分发挥其应有作用。而且配电网投资效益相对较低，多元化主体投资积极性不高，投资结构有待进一步优化，新能源消纳、成本分摊、现货市场、辅助服务市场等机制都有待于进一步的探索。”张天光说：“配电网投资建设模式及市场化机制需要进一步完善，这是中国配电网发展问题的根本所在，也是中国配电网发展问题的挑战所在。”

配电网高质量发展迎来新机遇

在习近平新时代中国特色社会主义思想的引领下，随着“新质生产力”的提出、中国式现代化的深化、国家支持政策的出台、市场机制与科技创新的推动，配电网面对新要求、新挑战的同时，也将迎来高质量发展的巨大新机遇。

就此张天光强调，新时代、新形势赋予了配电网发展新使命：“党的二十大要求推动绿色发展、积极稳妥推进碳达峰碳中和、加快规划建设新型能源体系，配电网作为新型电力系统的重要组成，肩负着保障电力安全可靠供应、支撑能源清洁低碳转型的重要任务。习近平总书记在中共中央政治局第十一次集体学习时强调，发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点，为新时代配电网赋予了新使命。配电网发展要以数字化、网络化、智能化等新技术为支撑，以科技创新为核心驱动力，以海量数据为关键要素，以深化高技术应用为主要特征，实现从传统向现代升级、从数字向智慧升级。”

党的二十大指出，中国式现代化是人口规模巨大的现代化，是全体人民共同富裕的现代化，是物质文明和精神文明相协调的现代化，是人与自然和谐共生的现代化。张天光认为，实现中国式现代化对配电网发展给予了新期望：“人口规模巨大的现代化，需要持续加强配电网规划建设，提高供电保障能力，确保供电可及性、充裕性；共同富裕的现代化，需要持续提升供电服务水平，缩小区域间、城乡间差距，确保供电均衡性，增进民生福祉；物质文明和精神文明相协调的现代化，需要配电网主动适应用电结构调整，满足个性化用能需求；人与自然和谐共生的现代化，需要配电网进一步提高承载能力，支撑大规模新要素便捷接入，推动能源清洁转型。”

早在2021年发布的《“十四五”能源领域科技创新规划》，紧密围绕国家能源发展重大需求和能源技术革命重大趋势规划部署重大科技创新任务，其中储能技术装备与系统集成、分布式储能与分布式电源协同、源网荷储一体化设计及运行、多元用户友好智能供需互动、智能传感与智能量测、能源大数据与云计算等技术的集中攻关与示范试验，为配电网高质量发展、提升承载能力及灵活性、源网荷储协调优化调度、提高多要素互动交易水平等提供了重要保障。

2023年6月2日，国家能源局组织11家研究机构编制而成的《新型电力系统发展蓝皮书》发布，在其总体框架与重点任务中提出：优化加强配电网网架结构，合理配置布点容量，不断丰富配电网调节手段，加快配电网一、二次融合和智能化升级，持续提升配电网灵活性和承载力，满足分布式新能源规模化开发需要。

2024年2月6日，国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》，全面推动新形势下配电网高质量发展，明确了2025年和2035年两阶段发展目标，并提出了补齐电网短板、提升承载能力、强化全程管理、加强改革创新、加强组织保障五个方面具体措施，通过多措并举部署重点任务，全面保障配电网建设发展提质增效。

对此张天光表示，历年来相关国家政策文件的出台，逐步明确了过去、当前和未来一段时期配电网的主要发展目标和任务举措，为推动新形势下配电网高质量发展奠定了坚实基础；而创新研究部署则提供了配电网发展的新保障，电力市场改革正在激发配电网发展新动能。

“伴随电力市场化改革的持续推进，分布式新能源、新型储能、充电设施、微电网、虚拟电厂等新主体、新业态的市场准入，以及出清、结算体系的逐步建立，与之相适应的交易品种和交易规则正在加紧研究制定，多样化资源平等参与市场交易的新动能将得以有效激发。”他说：“一方面为配电网增加调节资源创造了有利条件，有助于减少配电网安全稳定运行压力，降低配电网加强网架的建设投资；另一方面促进配电网拓展应用场景、增加服务功能，推动其从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变。”

对于未来中国配电网的发展，张天光提出了自己的建议：

强化规划统筹，营造良好环境

强化能源电力规划衔接，按照输配协调原则，统筹确定分布式电源发展策略、储能优化布局方案、配电网发展目标等，推动纳入各地能源电力规划。推动电网规划方案及时纳入经济社会发展总体规划，电网空间布局规划分级、分类纳入国土空间规划，从源头保障站址、廊道等电网建设资源。

坚持协调发展，加强配网建设

坚持“强简强”理念，统筹上下级电网发展。优化完善高压网架，逐步形成以链式结构为主、其他类型网架合理配置的网架结构；适度超前、因地制宜、差异化构建简洁清晰的中压目标网架；城市电网按照“一城一网”原则合理设置中压线路分段点和联络点，支撑故障快速自愈；农村电网按照“一乡一策”原则适度增强站间或线间联络，提高负荷转供能力。深化配电网工程定额管理和造价管控，进一步推广工程标准化、模块化，降低投资成本、提高投资效益。

增强配网能力，提升网架韧性

推动配电网格局从被动依附大电网的单向配送网络，向主配微协同、源网荷储一体的双向有源系统升级，构建分层分群电网格局，服务微电网规模化发展，引导新业态规范化发展，塑造配电网“强健躯干”，可靠承载多元用户。合理提高核心区域和重要用户的相关线路、变电站建设标准，加强对雨雪冰冻气象变化规律的研究，差异化提高局部规划设计和灾害防控标准，提升配电网综合防灾能力。

注重技术进步，加快数智赋能

围绕提升配电网智能化水平，合理配置监测终端、巡检终端，加快设备状态智能监测分析、设备缺陷智能辨识、电网灾害智能感知等技术应用，进一步拓展网络通信、大数据、自动控制等技术的应用范围，持续提升配电自动化有效覆盖率。加快配电网数字化智能化赋能升级，全面提升可观可测、可调可控能力，广泛承载多元要素、多种能源，支撑源网荷储协同高效运行，推动配电网安全、绿色、高效发展。

强化科技创新，优化科研布局

不断迭代完善现代智慧配电网科研框架，深化配电网分层分群形态演进、源网荷储协同规划运行、新型储能优化布局及高效利用、微电网协调发展、源网荷储协同调控、分散资源聚合互动、可持续交易运营模式等关键技术研究。完善分布式新能源、新型储能、微电网、虚拟电厂等新要素、新主体的涉网技术标准，研究制定主动支撑、配网自愈、网络安全等相关标准，健全覆盖全要素、涵盖全过程、与国行标相衔接的现代智慧配电网标准体系。

加强政策引导，培育新兴主体

健全市场交易机制，突出电力市场化改革对能源供需平衡的作用，进一步推动电力市场主体向多元化过渡，为各类新元素创造良好的市场环境，支持分布式新能源、新型储能、电动汽车和微电网等新兴市场主体独立平等参与电力交易。通过优化完善终端用户分时电价、灵活性调节电源电价以及输配电价等电价制度，充分利用经济导向信号，引导用户用电行为和配电网经营行为，调动各方投资建设新型储能、充电设施、虚拟电厂等新业态的积极性并取得合理收益，进一步推动新型领域的绿色低碳转型。

张天光呼吁，社会各界要抓住历史机遇，以更加开放的姿态、更加创新的思维、更加务实的举措推动配电网高质量发展，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系作出更大贡献，政府、企业、社会各界要共同努力、形成合力，共同推动中国配电网高质量发展，迈上新台阶。他说：“时不我待，只争朝夕”。