为什么需要智能配电网？

电力系统可控对象从以源为主扩展到源网荷储各环节，控制规模呈指数级增长。

1.政策引导：配网角色由单向传输向多元互动转变

我国对配电网建设与改造持续进行，并已取得不菲成效。2015 年 8 月，国家发改委 发布《关于加快配电网建设改造的指导意见》，全面对配电网改造做出框架性指导意 见，奠定迄今并有望延续的配电网建设重要方向，其提出的发展目标可概括为以下三 个方面： 1）满足基础用电需求：城镇地区提高供电质量，乡村地区解决电网薄弱问题； 2）节能降耗：推广节能型变压器、环网柜等关键设备，应用配电自动化、智能台区 等新技术，提升电缆覆盖水平； 3）智能互联：提高配电网运行监测、控制能力，实现实时可观可控，提高分布式电 源与配电网协调能力，满足分布式电源广泛接入要求。

当前，基础用电需求目标达成率较高，西部和北部地区相对有所欠缺；节能降耗目标 正在有序推进；智能互联目标尚处于推进初期，随着分布式电源的快速增加，该目标 实现得迫切性显著提高。

新型电力系统建设历久弥新、与时俱进，当前以升级电网架构从而解决新能源消纳 问题的迫切性较强，长期来看需要上下游协同发展。2023 年 6 月，国家能源局组织 编写发布《新型电力系统蓝皮书》，其中提到，在新型电力系统建设“三步走”发展 路径中，2045 年之前主要针对电网本身进行改造，以适配分布式电源接入，之后则 需要上下游的电网侧及用户侧协同，形成以新能源为发电主体的、互动灵活的电力系 统。

为配合完善新型电力系统改造，配电网智能化改造有望加速。随着新型电力系统建 设推进，配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的单向电网，转变为源网荷储融 合互动的双向综合电力网络，在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面的功 能日益显著。2024 年 3 月，国家发改委、国家能源局发布《关于新形势下配电网高 质量发展的指导意见》，针对当前能源结构和电网特点，对配电网建设提出多方面的 指导意见。 当前发展重点：通过智能化改造途径，实现配电网大规模分布式电源有序接入、灵活 并网、多种能源协调优化调度，提升电网运行效能，是当前配电网建设的重要任务。 《指导意见》中提及“分布式智能电网”、“交直流混合配电网”等新型配电网业态名 词，体现当前配电网改造是以适应高比例分布式新能源接入为主要目的之一，并有大 量篇幅提到智能化改造，而与其息息相关的正是以分布式光伏、虚拟电厂等为主的多 元化配网侧电源，以及以电动汽车充电站、新型储能为主的双向电力负荷。

2.需求迫切：分布式电源上量对电网要求提高

在运发电机组中，风电、光伏的占比正在提高，且近些年增速有所加快。新型电力系 统中，非化石能源发电将逐步转变为存量装机主体和电量主体，核、水、风、光、储 等多种清洁能源协同互补发展，但风电光伏发电具有间歇性、波动性等特点，其电力 支撑能力与常规电源相比存在较大差距，尚未能形成可靠替代能力。以新能源为主体 的电源结构将会加速消耗电力系统灵活调节资源，其使得系统调节更加依赖智能化 监控调度。 截至 2024 年 6 月底，我国风电、光伏存量装机规模分别达到 467GW、714GW，在电源 结构中占比分别达到 15.2%、23.2%，合计占比 38.4%，同比提升 6.5pct。

国网经营区新能源装机占比相对较高。根据国家能源局数据，截至 2023 年底，国家 电网经营区风电、光伏装机比例分别达到 15%、24%，光伏占比显著高于南方电网经 营区，风电占比两者较为接近。国网经营区覆盖我国西北部地区，大型集中式光伏电 站较多，是拉高其光伏装机占比的原因之一。

受风电、光伏发电特性影响，其发电量占比相对装机规模占比来说较低，但增速显著 高于全社会发电量。2023 年，我国风电、光伏发电量占全社会发电量比例分别达到 9.4%、6.2%，合计占比 15.5%，相对 2020 年提升 6.2pct，相对 2015 年提升 10.9pct。 历史趋势来看，新能源发电占比增速呈波动加快的趋势，近年来光伏装机大幅增长、 风电装机稳步提升，理论上未来短期新能源发电占比将进一步显著提升，但考虑到消 纳问题逐渐显现，风光利用率下降，其发电量增速或将低于预期。

满足大规模分布式新能源接网需求是配电网转型升级的重要目的之一。国家发改委、 国家能源局《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出，基于分布式新能源 的接入方式和消纳特性，建设满足分布式新能源规模化开发和就地消纳要求的分布 式智能电网，实现与大电网兼容并存、融合发展。国家能源局组织编写的《新型电力 系统发展蓝皮书》中提到，推动分布式智能电网由示范建设到广泛应用，促进分布式 新能源并网消纳，是构建新型电力系统现阶段的重点任务之一。 分布式光伏商业模式，按照结算方式可以大致分为“自发自用，余电上网”、“全额上 网”、“全部自用”三种。户用光伏分布式多采用全额上网模式，一方面全额上网对电 网冲击相对更大，另一方面户用住宅单个屋顶相对较小，接入点相对更分散，因此解 决户用分布式的消纳问题是当前配电网改造的重中之重。

当前我国分布式装机规模距离 2025 年消纳目标仍有较大距离，但部分省份已经出现 了不同程度的消纳问题，配电网加速改造刻不容缓。《关于新形势下配电网高质量发 展的指导意见》提出，到 2025 年，配电网具备 500GW 左右分布式新能源、1200 万台 左右充电桩接入能力；到 2030 年，实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多 元用户即插即用，较好满足分布式电源、新型储能及各类新业态发展需求。 截至 2024 年 6 月底，我国分布式光伏并网总规模 310GW，占光伏总装机比例 43%， 其中户用分布式装机 132GW，占比光伏总装机比例 18%，同期我国充电桩保有量达到 1024 万台，已较接近 1200 万台的容纳空间，其中公共充电桩 312 万台，占比 30%。

户用分布式光伏的消纳难度逐渐提升，2024 上半年新增装机同比下滑。在政策引导 以及光伏发电经济性向好的双重作用下，2022-2023 年我国户用分布式装机规模持续 增长，但与此同时，高速增长的分布式电源给配电网消纳能力提出了挑战，部分地区 陆续发布限制分布式并网的措施，2024 年至今，在国内光伏整体装机继续增长的同 时，户用分布式装机同比有所下滑。

虚拟电厂集聚合式分布式电源与负荷性质为一体，有助于整合分散需求响应资源， 降低配网侧电源分散度，从而助力提升配电网灵活调节能力。虚拟电厂通过聚合分 布式电源与电力设备负荷，并运用控制、计量、通信等技术，形成一个整体参与电力 系统调配。虚拟电厂既可以作为“正电厂”向系统供电，也可作为“负电厂”消纳系 统冗余电量。随着中长期市场、现货市场、绿电交易市场、辅助服务市场陆续放开， 虚拟电厂可作为一个市场主体全面参与，盈利模式除需求响应外，可拓展辅助服务市 场、电力现货交易等。

国家能源局组织开展分布式光伏接入电网承载力评估工作，部分地区分布式光伏接 入受限。2023 年至今，多省发布对于光伏分布式限制性接入条件，按照承载力划分 为红色、黄色、绿色区域，红色预警地区原则上暂停所有分布式电源并网，黄色区域 条件性并网。2023 年起，国家能源局开展分布式光伏接入电网承载力和提升措施评 估试点的工作，根据北极星统计数据，2024 年以来已有辽宁省、山东省、河北省、 河南省、湖南省、广东省、福建省、黑龙江等省份陆续公布当地分布式光伏接网承载 力评估情况。

过去西北部地区是新能源利用率偏低的重点受关注区域，近期中东部分布式占比较高的地区也出现了不同程度的光伏利用率下滑现象。截至 2024 年 6 月底，国家能源 局统计范围内的 31 个地区中，户用装机占当地光伏总装机规模比例超过 10%的有 14 个，其中 11 个出现不同程度的光伏利用率下滑，且大部分位于中东部地区，其中河 南、山东、河北作为户用分布式装机大省，2024 年 6 月底户用装机规模分别达到 23GW、 27GW、18GW，占当地光伏总装机比例为 56%、42%、31%，2024 年 1-6 月光伏利用率分 别为 97.3%、98.2%、95.6%，分别同比下滑 0.6pct、1.0pct、1.0pct。

充电桩建设相关支持性政策持续加码。《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》 将“满足大规模电动汽车等新型负荷用电需求”作为配电网建设的任务之一，开展不 同场景下电动汽车充电负荷密度分析，建立配电网可接入电动汽车充电设施容量的 信息发布机制，引导充电设施合理分层接入中低压配电网。此外，2023 年以来国内 持续出台政策鼓励充电桩建设。2023 年 2 月初八部委明确公用桩与公共新能源车比 例 1:1 的目标；2024 年 3 月，国家发改委、能源局印发《关于新形势下配电网高质 量发展的指导意见》，提出到 2025 年，配电网具备 1200 万台左右充电桩接入能力。 在汽车电动化加速、政策持续助力的背景下，国内充电桩建设有望加速，尤其是公共 充电覆盖率有较大的提升空间。我们认为未来车桩比呈逐年下降趋势、直流桩占公共 桩的比例有望提升，预计 2026 年我国公共充电桩新增规模有望达到 235 万台，对应 2023-26 年 CAGR 达 36%，其中公共直流充电桩新增规模有望达 143 万台，对应 2023- 26 年 CAGR 达 48%。

3.扬长补短：智能化改造助力提升配网稳定性

电力系统可控对象从以源为主扩展到源网荷储各环节，控制规模呈指数级增长。我 国全社会用电总量和接入成分复杂性都在提高，电力系统调控运行模式由源随荷动 向源网荷储多元智能互动转变。新型能源体系下，伴随大规模以分布式光伏电站为主 的分散式能源主体接入，电力系统调度运行与新能源功率预测、气象条件等外界因素 结合更加紧密，源网荷储各环节数据信息传输规模大幅提高，对实时状态采集、感知 和处理能力的要求显著增强。调度层级趋向多元化扩展，由源荷单向调度向适应源网 荷储多元互动的智能调控转变。

我国配电网系统高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特性日益凸显， 安全稳定运行面临较大风险挑战。相比于同步发电机主导的传统电力系统，“双高” 电力系统低惯量、低阻尼、弱电压支撑等特征明显，且我国电网呈现交直流送受端强 耦合、电压层级复杂的电网形态，送受端电网之间、高低压层级电网之间协调难度大， 故障后易引发连锁反应。根据中电联在《中国电力行业年度发展报告 2024》中的预 测，2030 年前终端用能电气化水平提升至 35%左右。

我国用电负荷维持稳定增趋势长，且不同区域间、同区域不同时间的波动幅度持续 扩大。长期来看，我国电力需求仍维持稳步增长趋势，尖峰负荷特征日益凸显。智能 化配电网调控体系需要加快升级，基于大数据、云计算、人工智能等新兴技术可有效 辅助灵活性调控能力的提升，助力满足基于“双高”特性的配电网运行要求。