新型電力系統下分布式能源大規(guī)模接入的并網調控省地管理研究
——以廣東電網為例

楊文佳 劉 洋 謝平平 黃 越 何曉龍

（廣東電網電力調度控制中心，廣東 廣州 510000）

黨的二十大報告明確提出，“加快規(guī)劃建設新型能源體系”。新型能源體系的關鍵在于“新”，是在新形勢下對“清潔低碳、安全高效”現代能源體系的升華，并進一步突出不同能源品種特點和在新型能源體系中的功能。規(guī)劃建設新型能源體系要科學部署，采取集中式能源和分布式能源并舉的方式，因地制宜地拓展“產消者”豐富應用場景，持續(xù)提升新型電力系統的綜合調節(jié)能力。

由于分布式能源仍處在發(fā)展階段，國內外在概念和名詞術語的敘述和采用上均比較混亂。國家發(fā)改委對分布式能源給出具體定義：即分布式能源是指距離用戶用電負荷較近，綜合運用可再生能源，利用小型設備向用戶提供能源供應的新的能源利用方式。隨著地區(qū)分布式能源滲透率逐年提升，未來配電網有源化、用戶產消化、服務多樣化等變化，導致系統運行控制的難度提升。本文以廣東電網為例，圍繞接入負荷側的分布式光伏再生能源及可調節(jié)負荷調控特性，分析配電網管理面臨的新技術、新形勢與新要求，剖析現有分布式能源在調控運行過程中存在的問題和挑戰(zhàn)，提出構建海量分布式能源調控管理體系的思路，希望為推動新型電力系統的變革和發(fā)展提供參考。

一、分布式能源發(fā)展現狀分析

（一）統觀全局，國際國內分布式能源并網均面臨挑戰(zhàn)

BP世界統計年鑒（2022版）數據顯示，近年來，以風電和光伏為代表的可再生能源持續(xù)強勁增長，在全球總發(fā)電量中占比已達到13%，占以往兩年全球發(fā)電量增幅的一半以上（見圖1）。同時，中國2021年可再生能源發(fā)電量達到同比增長289.3GWh的創(chuàng)紀錄水平，在全球可再生能源發(fā)電增量中的占比超50%，位居全球第一（158頁圖2）。其中，中國風電和光伏發(fā)電量同比增加255GWh，占全國可再生能源總發(fā)電增量的88%（158頁圖3），成為全球風電和光伏發(fā)電量增長的主要驅動力量。

圖1 全球發(fā)電總量趨勢圖（含可再生能源、煤炭、天然氣）

圖2 2021年全球可再生能源發(fā)電增量

圖3 2021年中國各類可再生能源發(fā)電增量

國際能源署指出，到2040年全球將有超過1/4的電力來自風電和光伏發(fā)電。盡管各國的能源結構、市場環(huán)境、政策框架等發(fā)展因素存在差異，但分布式能源對當地電力供應方式造成極大影響，均需要通過數字技術提升及管理策略優(yōu)化，最終支撐綠色低碳發(fā)展。

（二）展望未來，分布式能源發(fā)展前景一片向好

國家能源局數據資料顯示，2022年我國分布式光伏新增并網容量已超過集中式光伏電站。其中，廣東省分布式光伏并網容量同比增長63.47%，較2022年全國分布式光伏并網容量增長水平約高出16個百分點（見圖4）。據中國科學院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略研究中心預測，未來分布式光伏市場潛力將超過170GW，約可支撐全省10%的用電需求，預計未來5-10年內分布式光伏將迎來井噴式發(fā)展。與此同時，廣東省能源局在《廣東省推進能源高質量發(fā)展實施方案（2023-2025年）》中明確提到，要加快需求響應能力和新能源儲備能力建設，支持用戶側儲能、電動汽車充換電基礎設施、分布式發(fā)電等用戶側可調節(jié)資源，負荷聚合商、虛擬電廠運營商等參與市場化需求響應；做到靈活調節(jié)電源裝機占比在2025年累積提升0.2個百分點、新型儲能規(guī)模在2025年累計提升2.29GW。

圖4 2022年中國與廣東省光伏（含集中式光伏和分布式光伏）新增并網容量對比圖

圖5 分布式能源調控管理體系

以分布式光伏為主的分布式電源、以可控負荷及用戶側儲能為主的可調節(jié)資源等分布式能源將在多種政策驅動下快速發(fā)展。在分布式能源大規(guī)模接入的情況下，廣東電網配網形態(tài)將會發(fā)生根本性變革，亟需提升配網高承載、高互動、高自愈、高效能四大能力，形成省地分布式能源協同調控模式。

二、廣東電網分布式能源調控管理面臨的挑戰(zhàn)

在新型電力系統下，“分布式”與“大電網、大電源”兼容并舉，共同支撐系統安全穩(wěn)定和高效運行。在技術上，部分地區(qū)尚未實現分布式能源可觀可測可控，無法跟蹤適應負荷波動，尚未在新型電力系統中產生較好的支持作用。在管理上，分布式能源接入會對電網的線路結構、潮流、繼電保護、故障恢復等產生不同程度的影響，沖擊著地區(qū)配網一次、二次管理模式及崗位職責分工，難以支撐分布式能源大規(guī)模消納[1]。

（一）資源配置精細化，技術基礎有待提升

廣東電網已完成10kV及以上分布式電源通過調度數據網全部接入SCADA調度自動化系統，在調度端實現“直采直送直控”。而380V（220V）分布式電源并網后仍處于監(jiān)測盲區(qū)，通過計量表計將數據上傳至用電信息采集系統，但由于尚未推行統一智能電表改造，數據采集及分析功能受到限制。目前，部分地區(qū)還未具備用電信息采集系統與調度系統的數據接口，運行數據并未充分挖掘，直接影響分布式能源預測管理精準度，難以支撐未來配網精細化調控需求，達到地區(qū)電力資源優(yōu)化配置目的。

（二）應用場景多樣化，運行模式有待優(yōu)化

新技術、新業(yè)態(tài)催生出多元市場主體，調控對象及特征愈加復雜，多級協調難度愈加困難，系統平衡和安全問題突出。面向常規(guī)電源為主的計劃調度模式在解決用電負荷調配與電力接入上面臨諸多掣肘。地市級調度之間的聯系較薄弱，不利于廣域范圍內源網荷儲友好互動，難以實現全省范圍內的分布式能源大規(guī)模消納。同時，部門間協同配合能力有限，系統間缺少有效的信息交互機制，無法做到對分布式能源的精準可控，限制了分布式能源開拓多樣化的應用場景。因此，需要從管理視角切入，優(yōu)化升級電網調控運行模式，應對規(guī)?；⒍嘣植际侥茉凑{控運行業(yè)務場景需求。

（三）業(yè)務管理復雜化，人才配置有待完善

近年來，在現貨市場連續(xù)結算運行、大規(guī)模新能源并網接入等新業(yè)態(tài)影響下，方式專業(yè)業(yè)務量大幅增長，對從業(yè)人員的要求進一步提高。一方面，在地調層面，近年來新增的新能源管理業(yè)務由調度員或者方式專責承接，支撐現貨運行的相關業(yè)務由運行方式專責承接，工作量已趨向飽和。隨著大規(guī)模分布式能源并網接入和調控模式的調整，業(yè)務進一步增加，現有組織架構、人力資源配置均將難以滿足業(yè)務增加的需求。另一方面，城市營商環(huán)境對辦電、供電服務要求變高，配網管理精細化管控、規(guī)范化服務要求進一步提高，亟須開展一線人員技能培訓，以提升從業(yè)人員的崗位素質及業(yè)務能力。

三、分布式能源調控管理體系及其構建

綜上，過去的分布式能源調控管理的做法已不足以適應新形勢發(fā)展要求。為加快分布式能源調控數字化和智能化升級、支撐分布式能源有序發(fā)展和市場效益最大化，必須從全局性視角出發(fā)，基于系統化管理思維，構建適應新型電力系統的海量分布式能源調控管理體系。

（一）明確目標，創(chuàng)造新動力

廣東電網立足于新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，自上而下推動分布式能源調控管理思維變革，已達成省地管理共識，明確分布式能源調控目標。針對分布式能源管控對象及業(yè)務場景特征，引導地調從供電設備和大用戶的傳統管控思維向儲能、微電網、虛擬電廠等新興主體的服務思維轉變，做到服務方式精細化。根據由“源隨荷動”向“源網荷儲”多元智能互動轉變的調控運行模式，調控業(yè)務通過分布式能源集控模式實現源荷互動，充分發(fā)揮分布式能源靈活性與可靠性的優(yōu)勢?；跀抵羌夹g與電力調控業(yè)務的深度融合，實現分布式能源運行態(tài)勢全透明，地區(qū)配網運行更加安全、高效。通過梳理省地分工界面，落實分布式能源調控管理職責，最終實現“全面可觀、精準可測、高度可控、安全可靠、柔性靈活”的總體管理目標。

（二）緊扣要求，把控新動向

以技術、管理、服務三個維度突破原有的管理瓶頸，提煉目標實現的工作要求，進一步梳理分布式能源調控管理提升方向。在技術創(chuàng)新要求下，電力系統將打通調度端與營銷端的采集數據接口，通過“云邊協同”調度自動化技術架構，全方位提升對不同電壓等級的分布式能源實時狀態(tài)采集、感知和處理的能力，高效管理全鏈海量信息數據，實現數據安全、精準分析和智能調控。在模式優(yōu)化要求下，研究分布式能源聚合調控與自主調控協同優(yōu)化模式，解決供電可靠性與調控經濟性之間的矛盾問題，從而實現區(qū)域內部分布式電源的最優(yōu)控制和響應上級調控目標。在服務導向驅動下，做好用戶服務基礎，引導用戶積極參與需求響應，做好市場運行基礎，推動輔助服務市場、現貨市場持續(xù)完善，助力各類靈活調節(jié)性資源發(fā)揮市場價值，實現分布式能源的高效轉化和利用。

（三）固化機制，塑造新動能

基于內外部調控要求，從并網服務、協同調控、效益評價和安全管理四個方面建立長效管理機制，形成全局統一調度與省地協同治理模式，催生內生消納驅動力。

第一，構建并網服務機制，結合分布式光伏、虛擬電廠等新業(yè)態(tài)管理特性，將技術標準、業(yè)務管理要求固化至并網服務手冊中，對通過不同電壓等級并網的分布式發(fā)電和可調節(jié)負荷開展差異化監(jiān)測控制，實現調控運行全過程規(guī)范化、標準化，夯實分布式能源調控運行基礎[2]。

第二，構建協同調控機制，重點解決分布式能源省地間、專業(yè)間的矛盾和協作問題?？v向上，規(guī)范省地數智管控模式，推動數據分析、業(yè)務應用等模塊開發(fā)與落地，強化中調統籌決策能力和地調快速響應執(zhí)行能力；橫向上，實現各專業(yè)的協同配合，梳理配網調度、方式、保護等管理職能，從碎片化、被動式管理向主動協同管理方向改善。

第三，構建效益評估機制，逐步引導多元用戶參與市場競爭。加快研究新業(yè)態(tài)發(fā)展商業(yè)模式。通過綜合評估虛擬電廠等可控負荷新業(yè)態(tài)的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益，提高用戶參與市場積極性。加快研究市場監(jiān)測體系，進一步規(guī)范主體參與市場行為，讓虛擬電廠、可中斷負荷等用戶側優(yōu)質資源充分釋放更多調控價值潛力。

第四，構建安全管理機制，將本質安全貫穿至分布式能源調控管理全過程，充分響應安全評估、監(jiān)測預警、應急處置等各方面安全管控要求，為分布式能源安全可靠接入電力系統和電力系統安全高效運行保駕護航。

四、分布式能源調控管理創(chuàng)新的思路

從業(yè)務實際需求出發(fā)，廣東電網厘清分布式能源調控管理過程中業(yè)務與技術、業(yè)務與管理、業(yè)務與人才的關系，制定清晰、具體的分布式能源調控管理實施路徑，全面提升分布式能源調控管理水平。

（一）業(yè)務與技術：夯實分布式能源調控管理基礎

經現場工作調研后發(fā)現，分布式能源精細化調控的基礎是解決“調控業(yè)務如何與數智化技術進行深度融合”。以分布式光伏為例，大部分地區(qū)存在低壓配網狀態(tài)感知范圍不足、調度端數據智能化應用程度不高等問題，其原因在于，不同電壓等級的運行數據難以集中式管理、運行狀態(tài)難以集中式展現、調度控制難以集中式響應[3]。

進行技術攻關，解決分布式能源調控技術架構問題：一方面，從配電臺區(qū)接入方式改造、分布式儲能技術應用、臺區(qū)終端與并網逆變器交互、部署AGC控制功能、低壓柔直互聯技術應用等方面開展專題研究，提升技術水平，實現對配網運行狀態(tài)全景感知，解決盲調問題；另一方面，合理安排和部署改造方案，制定統一的規(guī)則和標準，保證終端設備改造和優(yōu)化升級的進度，分批次、分階段筑牢數字化技術基礎。

深化數智應用，將技術要求映射至管理架構，實現業(yè)務管理規(guī)范：一方面，將“云邊協同”數智技術要求應用場景融入分布式能源集群調控模式中，通過管控平臺、業(yè)務應用、智能終端等系列數智設備建設，實現提升調度運行全景感知與控制能力；另一方面，持續(xù)優(yōu)化分布式光伏和可調節(jié)負荷并網規(guī)范界面，面向用戶制定對應的并網服務手冊，優(yōu)化并網審查、并網驗收及運行等流程，確保在分布式能源用戶有序并網的同時做好用戶管理。

（二）業(yè)務與管理：構建省地協同調控管理模式

分布式能源精細化調控管理的重要手段是解決“省地管理如何梳理業(yè)務分工問題”。廣東電網從全省電力電量實時平衡角度出發(fā)，基于分布式能源集控趨勢，從協同模式、管控界面兩個方面著手對省地調控管理模式進行調整，最終實現分級管控、多元協同。

在協同模式方面，貫徹“中調統籌集控，地調柔性自治”的分布式能源運行管理思路，通過分布式能源管控平臺，對省地調控業(yè)務承接關系進行優(yōu)化。中調作為統籌者，需要從技術和管理兩個方面做好管控工作。既要從縱向視角上做好地區(qū)有源配電網運行技術與管理創(chuàng)新的頂層設計，避免地區(qū)重復建設，統一數智基礎建設；又要橫向視角上厘清調度、方式、保護、通信、自動化等專業(yè)協同關系，共同服務于分布式能源調控場景[4]，加強全省源網荷儲協同運行管理能力。地調作為執(zhí)行者，需要有力承接中調下發(fā)的協調控制需求或發(fā)用電指標，因地制宜地開展海量分布式能源發(fā)電功率預測管理模式探索，高效、高質地完成分布式能源并網監(jiān)測、柔性可控、電能電質量檢測等工作，有效地降低管理壓力和控制成本，實現對分布式電源及可控資源的閉環(huán)控制。在管控界面方面，根據協同模式的調整優(yōu)化管控界面，實現從各管一段的局部管理向省地間、專業(yè)間主動協同管理的方向轉變，達到業(yè)務協同整體最優(yōu)解。在業(yè)務流程方面，明確各管理層級、各專業(yè)部門管控職責和操作權限，將省地協同模式固化到實際工作流程中，以調度自動化技術支撐實現業(yè)務遠程監(jiān)控、設備管理及安全監(jiān)測，做到流程數字化、信息透明化、管控智能化。在業(yè)務考核方面，通過制定核心指標考核等方式，嚴格要求調控流程、管理指標、執(zhí)行規(guī)范、風險管控等管理問題，實現對分布式能源調控運行的精益化管理。

（三）業(yè)務與崗位：提高人才隊伍綜合素質能力

分布式能源精細化調控管理的落腳點是解決“人才如何適配業(yè)務的問題”。重視對人才隊伍的培養(yǎng)和現有人員崗位素質能力的提升，以應對未來技術變革和業(yè)務發(fā)展趨勢。一方面，開發(fā)一線從業(yè)人員對分布式能源新業(yè)態(tài)模式、電力輔助服務業(yè)務場景理解等新知識、新技術的課程和培訓方案，提高一線人員對技術問題的解決能力和綜合素質；另一方面，對省地方式專業(yè)的人才隊伍進行合理配置和規(guī)劃，根據分布式能源調控管理需求和模式特點，明確各崗位職責和任務，及時調整和完善核心業(yè)務及崗位的人員配置，確保人員配備充足。

五、總結

新型電力系統建設已按下“加速鍵”，分布式能源調控管理不能停留在“只并不控”階段，否則可能對地區(qū)配網運行安全性與供電可靠性帶來直接威脅。構建海量分布式能源調控管理體系是響應新型能源體系的內在要求，是適應新型電力系統建設的必然趨勢，是支撐電力市場改革的重要舉措。廣東電網為應對未來分布式能源大規(guī)模接入帶來的挑戰(zhàn)，已從數智技術基礎建設、省地管理模式優(yōu)化、關鍵業(yè)務人崗適配等方面做出了探索性研究和實踐，為全面開展分布式能源省地調控模式優(yōu)化工作提供了參考和借鑒。