國網(wǎng)冀北經(jīng)研院：2024張家口地區(qū)適應(yīng)高比例新能源的送端新型配電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐報(bào)告

1張家口地區(qū)適應(yīng)高比例新能源的送端新型配電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐國網(wǎng)冀北電力有限公司匯報(bào)人：周毅2024年5月201地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展情況3(一)資源優(yōu)勢能源轉(zhuǎn)型要素齊全建成世界首個(gè)±500千伏柔性直流電網(wǎng)示范工程，各種電網(wǎng)技術(shù)與形態(tài)齊備。冀北充換電重卡投運(yùn)量在全國占比17%,新型能源利用與服務(wù)方式多樣。規(guī)劃在建抽蓄和新型儲(chǔ)能裝機(jī)超過2000萬荷中心，形成典型的受端電網(wǎng)。電網(wǎng)在能源轉(zhuǎn)型中遇到的各種典型問題在冀北都會(huì)有所體現(xiàn)，>政策環(huán)境條件良好程等多項(xiàng)國家重大戰(zhàn)略與示范落地冀北，為新型電力系統(tǒng)建實(shí)施了多項(xiàng)示范工程，創(chuàng)新新基礎(chǔ)良好，毗鄰京津，域內(nèi)和周邊科學(xué)機(jī)構(gòu)多、高科技企業(yè)多，創(chuàng)冀北電網(wǎng)風(fēng)電光伏發(fā)電裝機(jī)超過4000萬千瓦占統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)的比重超過裝機(jī)占比將突破4(二)總體思路以張家口國家可再生能源示范區(qū)、國家電網(wǎng)有限公司張家口新型電力系統(tǒng)示范區(qū)和河北新型能源強(qiáng)省建設(shè)為依托，面向冀北全域，圍繞“源網(wǎng)荷儲(chǔ)全環(huán)節(jié)發(fā)力、運(yùn)行運(yùn)營全要素驅(qū)動(dòng)”的實(shí)施路徑，實(shí)施電源友好、主網(wǎng)增強(qiáng)、配網(wǎng)升級、負(fù)荷響應(yīng)、儲(chǔ)能聯(lián)動(dòng)、調(diào)控提升、市場建設(shè)、數(shù)智賦能、氣象服務(wù)實(shí)施路徑基礎(chǔ)國家電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)示寬新型電力系統(tǒng)示寬T堅(jiān)細(xì)更活智能電網(wǎng)十多元協(xié)同互動(dòng)負(fù)荷十規(guī)模多樣十大工程三大體系維織博系創(chuàng)新體置控體系502新型配電網(wǎng)建設(shè)方案6(一)張家口地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展情況-地區(qū)整體情況是連接華北和西北的重要交通樞紐。毗鄰首都北京，是非首都功張家口礦產(chǎn)資源品種豐富，是河北省礦產(chǎn)資源大市，已發(fā)現(xiàn)各類礦產(chǎn)97種，是河北省主要產(chǎn)煤地之一。擁有穩(wěn)定、高質(zhì)量的風(fēng)能和太陽能資源，屬于Ⅱ類風(fēng)光資源區(qū)，全市風(fēng)可開發(fā)量達(dá)4000萬千瓦以上，太陽能可開發(fā)量達(dá)3000萬千瓦以上。國務(wù)院批復(fù)的國家級可再生能源示范區(qū)、國家首批碳達(dá)峰試點(diǎn)110千伏及以下新能源裝機(jī)容量(萬千瓦)110千伏及以下新能源裝機(jī)容量(萬千瓦)(一)張家口地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展情況-電源發(fā)展區(qū)，以風(fēng)、光為主的新能源裝機(jī)呈“躍升式”增長態(tài)勢。近三年110千伏及以下新能源裝機(jī)年均增長率為6.75%。截至2023年底，張家口110千伏及以下新能源裝機(jī)653.06萬千瓦(集中式538.31萬千瓦、分布式114.15萬千瓦),是地區(qū)最大負(fù)荷的1.25倍，占電源裝機(jī)總量的98.75%,考慮全部新能源情況，蟬聯(lián)全國非水可再生能源第一大市。根據(jù)資源排查，張家口地區(qū)還有約2000萬生物精：650.9%%裝機(jī)容里光伏：35092023年地區(qū)110千伏及以下能源裝機(jī)占比圖裝機(jī)容里78(一)張家口地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展情況-電網(wǎng)發(fā)展輻射和單鏈結(jié)構(gòu)為主的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)較為合理。2023年110千伏容載比為2.19,主變和線路設(shè)備運(yùn)行狀況良好。受新能源反送和季節(jié)性負(fù)荷影響，局部區(qū)域變壓器存在點(diǎn)”,布點(diǎn)較為合理，2023年，冀北公司提出對35千伏電壓等級實(shí)施“五個(gè)梯級管控”措施，35千伏為過渡發(fā)展階段，容載比為3.22,存在部分輕載變電站。>10干伏電網(wǎng)整體滿足用電需求，部分區(qū)域存在重過載和低電壓問題。全域供電可靠率為99.86%,10千伏層級電網(wǎng)線路N-1通過率為56.75%,戶均配變?nèi)萘?.26千伏安/戶。部9(一)張家口地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展情況-負(fù)荷發(fā)展受電供暖及大數(shù)據(jù)用電拉動(dòng)，2023年全社會(huì)用電量242.74億千瓦時(shí)，近五年年均增速8.05%,地區(qū)負(fù)荷連續(xù)十年創(chuàng)歷史新高，最大負(fù)荷達(dá)398萬千瓦。張家口市“六大”主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)(文化旅游、冰雪產(chǎn)業(yè)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、可再生能源、現(xiàn)代制造、綠色農(nóng)牧)中可再生能源、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其他產(chǎn)業(yè)用電量整體較低，未形成產(chǎn)業(yè)效應(yīng)。從產(chǎn)業(yè)占比變化情況來看，三產(chǎn)用電量占比由27%上漲到41%,二產(chǎn)用電量占比由57.8%降到了43.3%,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效果調(diào)整明顯，受大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，第三產(chǎn)業(yè)成為拉動(dòng)張家口經(jīng)濟(jì)增長的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。02新型配電網(wǎng)建設(shè)方案綜合示范健能在微網(wǎng)第略研充及應(yīng)用示范儲(chǔ)能在配網(wǎng)策略研充及應(yīng)用示范供電+能效深化應(yīng)用需求響應(yīng)深化應(yīng)用智能配電因理設(shè)示范完苦昆網(wǎng)兩架結(jié)構(gòu)全力推進(jìn)主網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)規(guī)劃研充優(yōu)化分綜合示范健能在微網(wǎng)第略研充及應(yīng)用示范儲(chǔ)能在配網(wǎng)策略研充及應(yīng)用示范供電+能效深化應(yīng)用需求響應(yīng)深化應(yīng)用智能配電因理設(shè)示范完苦昆網(wǎng)兩架結(jié)構(gòu)全力推進(jìn)主網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)規(guī)劃研充優(yōu)化分布式電源并管理程提開新能源場站電支揮能力(二)張家口新型配電網(wǎng)建設(shè)方案在冀北“十大工程”框架下，提提煉形成有推廣價(jià)值的示范工程，著力提升源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)能力、電網(wǎng)全環(huán)節(jié)感知能力，促進(jìn)發(fā)輸配用各領(lǐng)域、源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)源安全高效靈活配置、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)字化智能化水平全面提升、多元負(fù)荷需方案能力酸節(jié)酸節(jié)力(二)張家口新型配電網(wǎng)建設(shè)方案聚焦“四可”(可觀、可測、可控、可調(diào))能力的提升，通過實(shí)施針對性的技術(shù)改造和精細(xì)化管理升級，實(shí)現(xiàn)了對分布式光伏逆變器的監(jiān)督管控和并網(wǎng)管理流程的優(yōu)化，確保分布科學(xué)優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)供電能力，提升設(shè)備健康狀況；大力推需求響應(yīng)需求響應(yīng)構(gòu)建多維度可調(diào)節(jié)資源池，建立需充分挖掘行業(yè)負(fù)荷資源，聚合電供暖、大工業(yè)等特色虛擬電廠資源，探索建立虛擬電廠準(zhǔn)入審核機(jī)制，規(guī)創(chuàng)新研究電動(dòng)汽車有序充放電控制策略，通過有序充電、V2G等方式與局示范。03典型示范工程探討(三)典型示范工程探討結(jié)合張家口地區(qū)配電網(wǎng)特性與新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)需求，以解決分布式電源接入與就地消納、設(shè)備利用率低、運(yùn)維效率低、自愈能力差等問題為導(dǎo)向，以源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃及各類新技術(shù)為依托，以3個(gè)典型示范工程為例，探討地區(qū)序號1崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范解決運(yùn)維效率低、自愈能力差的問題，提升配電網(wǎng)智慧化水平，增強(qiáng)配電網(wǎng)全域感知能力2懷來現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)科技示范實(shí)現(xiàn)電壓靈活控制與分布式光伏就地消納，降低中低壓配電網(wǎng)監(jiān)測成本以及建設(shè)與運(yùn)維成本3萬全規(guī)?；植际焦夥{(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范式電源接入受限嚴(yán)重、局部地區(qū)分布式電源接入帶來電壓升高等問題配電網(wǎng)柔性互聯(lián)零碳供電所示范自取配電網(wǎng)示范數(shù)字配電網(wǎng)任務(wù)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)零碳供電所示范自取配電網(wǎng)示范數(shù)字配電網(wǎng)任務(wù)1.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范在新型調(diào)控模式下臺(tái)區(qū)柔性互聯(lián)的邊緣自治微電網(wǎng)臺(tái)區(qū)柔性互聯(lián)的邊緣自治微電網(wǎng)10千伏線路智能柔性互聯(lián)供電所數(shù)字化及服務(wù)化升級轉(zhuǎn)型供電所數(shù)字化及服務(wù)化升級轉(zhuǎn)型多元多元功能功能1.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范T?道熱10號)蛋T新?(6EKVA)下三普網(wǎng)柜新(63KVA)CKVA)新*(63KVA)合線結(jié)任壓故源傳總器==光儲(chǔ)柔直邊綠白光儲(chǔ)柔直邊綠白網(wǎng)智能合區(qū)pru*蓋麗參村中壓柔性互聯(lián)三榆線漆馬線多能互補(bǔ)站崇禮新型智能柔性配網(wǎng)綜合示范整體架構(gòu)1.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范通過10干伏“雙環(huán)網(wǎng)”結(jié)構(gòu)達(dá)到中壓層面毫秒級自愈，通過提升開閉站及隧道智能巡檢能力和用戶側(cè)設(shè)備狀態(tài)感知能力，向下拓展臺(tái)區(qū)層面自愈能力，逐線路核對網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式、負(fù)載率及重要負(fù)荷情況，制定線路自愈策略，實(shí)現(xiàn)城區(qū)7個(gè)單環(huán)網(wǎng)、農(nóng)村地區(qū)15個(gè)單環(huán)網(wǎng)集中式自愈建設(shè)，使電網(wǎng)建設(shè)3套隔離型背靠背換流器，打造用戶側(cè)的太子城區(qū)域光儲(chǔ)柔直“輪轂型”數(shù)字化微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)合環(huán)分列運(yùn)行靈活、用戶高可靠性供電、交直流負(fù)荷隨接隨用、配電網(wǎng)全向拓?fù)洌植际侥茉?.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范以太子城供電所為載體，通過分布式能源接入、移動(dòng)式儲(chǔ)能配置、電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)及負(fù)荷精準(zhǔn)管理，實(shí)現(xiàn)供電所能源自平衡的零碳目標(biāo)，完成供電所數(shù)字化及服務(wù)化探索聯(lián)動(dòng)公用臺(tái)區(qū)的分布式能源消納及面向社會(huì)的充電樁商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)供電所自身低負(fù)荷時(shí)的綠電轉(zhuǎn)移就地消納，達(dá)到節(jié)能減排效益及經(jīng)濟(jì)效益雙豐收，助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，契合100%綠電冬奧理念。通過零碳供電所項(xiàng)目建設(shè)，打造微縮版“源網(wǎng)荷儲(chǔ)智”新型電力系統(tǒng)。制系統(tǒng)零碳供電所空調(diào)系統(tǒng)變電站變電站1.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范以崇禮區(qū)為試點(diǎn)，開展饋線自動(dòng)化建設(shè)，對于城區(qū)電纜單環(huán)網(wǎng)開展智能分布式FA建設(shè)，對于架空單輻射線路開展級差+分布式FA建設(shè)。重點(diǎn)工作是對全域饋線自動(dòng)化設(shè)備安裝改造和對配電自動(dòng)化省級大IV區(qū)數(shù)字化進(jìn)行升級。目標(biāo)是為用戶五級FF全全1.崇禮數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范>打造太子城區(qū)域光儲(chǔ)柔直源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃靈話資源優(yōu)化控黑有源配網(wǎng)數(shù)字臺(tái)出源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃靈話資源優(yōu)化控黑有源配網(wǎng)數(shù)字臺(tái)出2.懷來現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)科技示范綜合考慮配網(wǎng)網(wǎng)架、分布式光伏接入方式、靈活資源配置等因素，提出符合有源配網(wǎng)平衡特性的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃方案。構(gòu)建分層分區(qū)主配協(xié)同和村級臺(tái)區(qū)微網(wǎng)自治控制體系，提出故障下有源配網(wǎng)繼電保護(hù)和饋線自動(dòng)化方法。開展配網(wǎng)最小化感知、狀態(tài)估計(jì)等數(shù)字化技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)配電網(wǎng)狀態(tài)透明化與數(shù)據(jù)要素價(jià)值化。源荷互補(bǔ)集群劃分配網(wǎng)網(wǎng)架增強(qiáng)配網(wǎng)網(wǎng)架增強(qiáng)村級臺(tái)區(qū)微網(wǎng)自治有源配電網(wǎng)保護(hù)綜合展示綜合展示多元功能提升電網(wǎng)承載能力通過動(dòng)態(tài)集群虛擬微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)功率就地平衡。系統(tǒng)協(xié)同層實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)集群劃分及多集群協(xié)同功率優(yōu)化，集群控制層實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)部功率精準(zhǔn)分配，臺(tái)區(qū)自治層實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)功率-電壓快速控制，不同層級間按優(yōu)化控制時(shí)間通過數(shù)智賦能研發(fā)國內(nèi)首套配電網(wǎng)透明感知與邊緣智能標(biāo)準(zhǔn)化成套裝置，構(gòu)建配電網(wǎng)全狀態(tài)透明感知技術(shù)體系，提出“精準(zhǔn)研判、主動(dòng)運(yùn)維、人機(jī)協(xié)同”的供電服務(wù)指揮管理流程和技術(shù)方案，構(gòu)建配電網(wǎng)全業(yè)■設(shè)備層*高>創(chuàng)新研究源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃，建立“主配協(xié)同-集群優(yōu)化-臺(tái)區(qū)自治”體系，從規(guī)劃、>構(gòu)建新型配電網(wǎng)數(shù)字化感知技術(shù)體系，解決張家口懷來地區(qū)分布式光伏大規(guī)模接入下電壓越限和潮流反送問題，全面提升懷來地區(qū)分布式光伏消納能力、供電可>通過承載力薄弱環(huán)節(jié)定位及靈活資源精益化配置方案，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分布式光伏承載力提升與投資成本，實(shí)現(xiàn)電壓靈活控制與分布式光伏就地消納，降低中低壓配光伏調(diào)控光儲(chǔ)協(xié)同光伏調(diào)控光儲(chǔ)協(xié)同3.萬全規(guī)模化分布式光伏調(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范基于萬全區(qū)整縣(區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)，開展“兩大板塊四項(xiàng)工程”建設(shè)研究。利用臺(tái)區(qū)智能融合終端接入分布式光伏數(shù)據(jù)，落實(shí)分布式光伏滿足“可觀、可測、可調(diào)、可控”要求；搭建面向分布式光伏智慧管控的智慧能源管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“光伏一張圖”;開展高精萬全區(qū)規(guī)?；植际焦夥{(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范萬全區(qū)新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)改造工程綜合展示面向分布式光伏智能管控的低碳供能提升電網(wǎng)減小電網(wǎng)低碳供能提升電網(wǎng)減小電網(wǎng)多元功能提升電網(wǎng)互動(dòng)能力調(diào)節(jié)能力智慧能源管控平臺(tái)智慧能源管控平臺(tái)3.萬全規(guī)?；植际焦夥{(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范35/110kV母線匯集調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)云主站、營銷系統(tǒng)等分布式新能源模型和數(shù)據(jù)，開展關(guān)鍵預(yù)測、策略調(diào)控等高級35/110kV母線臺(tái)層構(gòu)建分級協(xié)同控制策略；臺(tái)區(qū)層構(gòu)建臺(tái)區(qū)自治控制策略。采用通訊及調(diào)控可靠性評估方法，實(shí)現(xiàn)分布式新能源群控群調(diào)能力動(dòng)態(tài)聚合為可靈活調(diào)度的虛擬等值機(jī)，參與到主網(wǎng)調(diào)度AGC控集中式3.萬全規(guī)?；植际焦夥{(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范針對分布式光伏接入導(dǎo)致的電能質(zhì)量挑戰(zhàn)，臺(tái)區(qū)側(cè)加裝電能質(zhì)量監(jiān)測治理裝置、儲(chǔ)能/柔直、有源濾波器、就地預(yù)測裝置、天空成像儀等設(shè)備，用戶側(cè)加裝無功治理裝置等，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量可監(jiān)測、能治理，智熱能源管控平臺(tái)化系統(tǒng)開3.萬全規(guī)模化分布式光伏調(diào)控及光儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)示范>創(chuàng)新研究配電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)系統(tǒng)，分布式群控群調(diào)、智能微電網(wǎng)運(yùn)>針對電網(wǎng)現(xiàn)存問題差異化制定光伏管控方案，提升資金利用效率，精準(zhǔn)解>建設(shè)面向分布式光伏智能管控的智慧能源管控平臺(tái)，具備就地臺(tái)區(qū)級功率預(yù)測、電能質(zhì)量監(jiān)測能力的智慧樣板臺(tái)區(qū)，為地區(qū)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)打下01配電網(wǎng)發(fā)展情況02新型配電網(wǎng)建設(shè)方案2323加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，力促資源