双碳目标下的配电侧新型电力系统的探索与实践

双碳目标下的配电侧新型电力系统的探索与实践谈竹奎2024年11月 背景与建设目标新型电力系统下配网结构演变新型电力系统下配网结构演变三三五新型网架在城市园区的应用探索新型网架在城市园区的应用探索新型网架在美丽乡村的应用探索新型网架在美丽乡村的应用探索总结与展望总结与展望一革命能源消费非化石能源消低碳化电力系统为中心革命化一、背景——双碳战略：配网是桥头堡热油车2060间歇性波动性随机性分布式能源发电量占比式变革差异性冲击性随机性终端用能电气化中国南方电网CHNAsOUTHERNPowER""河南省问题一：配电网末端弱结构掣肘了新型源荷承载能力问题二：新能源对电网有帮助吗?(分布式新能源已经成为配网的负担)问题三：依靠投资增加配电网可靠性能持续吗?离交直流相互支撑离(分布式)cCSG2020.AIIkighiske四四五五cCSG2020.AllRights二首个五端柔性互联配电网示范工程(贵州贵阳首个五端柔性互联配电网示范工程(贵州贵阳2018)线路D直流微电网2二、融合思路——蜂巢配电网微微渐公共连接公共连接微网供电边界微网供电边界功率传输线2网网微网微网C基站S,内部结构的二、融合思路——配网侧新型电力系统结构配网侧新型电力系统组成多种能源单元式承载+网格化闭环柔性互联+智慧透明的供需互动+源网荷储充协同优化新型网架新型应用=园区新型电力系统配网侧新型电力系统特征：清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、柔性灵活电动汽车“光储直柔”电动汽车“光储直柔”直流配电单元式承载—微能网中国南方电网理目奁NSsa点中压柔性发QQMMC图区离图区离圆中国南方电网二、融合思路——多层次闭环交直流混合配电结构中国南方电网变电站级单元式承载：(微能网、微电网、光储直柔)能源高效承载变电站级单元式承载：(微能网、微电网、光储直柔)能源高效承载弹性功率自治多层次网格化互联：馈线3馈线310kV馈线1续线互吐台区内互联直流层间互联台区级台区互联电网高韧性：台区互联1、DG高效接入，就地消纳2、99+1高可靠供电3、配电网交流解耦与韧性提升4、网源荷储充协同与多能互补台区内互联5、配电与电网深度互补台区内互联新型电力系统下配网结构演变新型电力系统下配网结构演变四新型网架在美丽乡村的应用探索五五cCSG2020.AllRights三、城市应用——园区新型电力系统贵州电力科创园源网荷储充规划1、屋顶光伏2、地源热泵3、分布式风机(规划中)网(多层闭环交直流混合配网):1、园区10kV交流环网1、常规园区负荷2、智能照明3、两栋光储直柔建筑4、柔性负荷聚合与改造2、氢储能微电网3微电网3微电网1微电网1微电网2建筑光储直柔2葛储能直柔3储能光2光充一体化充电站已虎三、城市应用——园区新型电力系统实验根备用实验宣甲科明情惯矿计7(大)Re氯储能电池cCSG2020.AllRights多层次项目提供n三、城市应用——园区新型电力系统1交流3楼直2楼直1楼直混合配直流充电桩三、城市应用——园区新型电力系统能量能量路由器：作为系统中关键节点，负责实现电网与直流微网的能量传递，与传输。光伏发电系统电动汽车充电系统微网控制器信息流控制能量流直挂10kV,无工频变压器多端口能量路由器统能量路由器逆变器L直流快充桩三、城市应用——园区新型电力系统园区多层次高弹性闭环柔性互联交直流混合配电网—多端口交直流层级互联升环回柜计量中心直流配电联液态金属储能电科所实验核Q电科驾科研楼2传统交流配网区实验楼光储直柔微电网^c单元式承载区中压直流单元式承载区互联区流互园区液态金属储能窗用电覆光储充一体化微电网o光伏直混鱼药科硼楼光储直柔微电网服务楼建筑光储直柔微电网中国南方电网 新型电力系统下配网结构演变新型电力系统下配网结构演变四四五cCSG2020.AllRightsReserv中国南方电网口县域配电设备长期/大范围轻载与短期/局部重过载矛盾突出断裂的乡村以南网为例，县域农村配电网断裂的乡村区域电网日尖峰负荷持续时间短，97%最大负荷年持续时间普遍低于50小时年度负荷中峰谷值比超过100倍年度负荷中峰平值比超过10倍如：贵州某办公台区变：配电变压器-0.5kW、年售电量307755.2千瓦时(年平均负荷34.42kW)高比例新能源接入(部分10kV线路存在多个超过35个以上的电源点),多电能质量问题井发：中国南方电网中国南方电网器容量315kVA,用电居民72户(光伏用户68户)用户光50kVA,用电居民28户(光伏用户10户)用户光伏容量业业回回◎公介号，由虑】3、分布式能源数智化技术——分布式光伏台区监控主站1、微电网+构网型储能+充电桩2、柔性互联新型配网网架5无b62充电推伏柔性柔性适用：末端用户相对集中，线路无分支的场景用户适用：供电可靠性差，低电压问题突出，终端接近的场适用：线路有分支，负荷重的场景。低压柔性互联cCSG2020.AITRrghts柔性柔性猷l.在羊场纳木村关庄新村台区(315kVA)和桥孔1>低压配电台区正常运行时的动态增容联装置(2*100kVA),通过±375V直流线相连。 电流不平衡度在电流不平衡度在电流不平衡度在正常电压5.羊场示范区网络拓扑使用并联和互济的网架改造前关庄新村电压合格率仅为28.68%羊场示范区网络拓扑使用并联和互济的网架改造前关庄新村电压合格率仅为28.68%,大部分整体电压问题严重；改造后电压合格率达到R关庄断村台MV(套)932毕节凯里1都匀1内容现场影响)费用(万元)四、乡村应用——六盘水羊场乡新型电力系统示范区分布式光伏+储能功功无光伏时正向功率p选取示范区的典型日功率曲线，白天返送部分电量约150kWh(图中红框所示),夜间使用电量约110kWh域绿电占比超过50%。四、乡村应用——六盘水羊场乡新型电力系统示范区村台区台区台区要200kWh孟伏车翻意电鞋实现中低压连接点的并网功率平抑，避免电能质量问题向上级传播；同时具备一定的削峰填谷能力；帮助高渗透光伏台区保电，延缓中低压配电网的投资改造；自行构网缓解10kV线路的复电压力，提高供电可靠飘四、乡村应用——六盘水羊场乡新型电力系统示范区CHINASoUTHERNPOWERCEPR日组织碳中和证书e智能电网示范项目在盘州建设分布式智能电网将让盘州市每年新闻媒体报道田4cCSG2020.AllRightsRese分布式智能电网背景与建设目标背景与建设目标新型电力系统下配网结构演变新型电力系统下配网结构演变新型网架在城市园区的应用探索新型网架在城市园区的应用探索 新型网架在美丽乡村的应用探索分布式智能电网：基于分布式新能源的接入方式和消纳特性，是以实现分布式新能源规模化开发和就地消纳为目标的智能电网，主要领域在配电网。(《新型电力系统发展蓝皮书》)