在國家“雙碳目標”的指引下，我國鄉村分布式光伏發電將會逐年大幅度增長。國家能源局最近下發了“關于報送整縣推進分布式屋頂光伏開發試點方案的意見”的文件，標志著國家已經在著手推進鄉村大規模發展分布式光伏發電工作。鄉村大量新能源接入農村電網，必將對傳統的農村電網帶來挑戰和深遠的影響，進而重構鄉村電網發展模式，要求同時推進適應“雙碳目標”的新型農村電網建設。
一、浙江分布式光伏發展簡要情況
（一）分布式光伏發展現狀
浙江屬于光伏三類資源區，光伏資源相對匱乏，但浙江黨委政府積極踐行“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，超前支持光伏全產業鏈的發展，尤其是分布式光伏發展迅速，分布式光伏裝機數量和裝機容量長期位列全國各省前列。截至2021年6月，全省光伏發電裝機總規模達到1621.6萬千瓦，相比2015年底增長884%，裝機規模已超過水電，是省內僅次于火電的第二大電源。其中分布式光伏發電項目裝機1137.4萬千瓦，并網項目數達到24.2萬個。
從電力客戶類型上看，居民屋頂光伏數量較多，廠房屋頂項目數量少，全省居民光伏項目共有22.3萬個，項目數占比達到92.1%，而且主要是建在鄉村民宅；從投資主體來看，規模較大的分布式光伏項目多由第三方投資，以合同能源管理方式建設。全省采用該投資方式的項目共1.57萬個，裝機容量607.5萬千瓦，項目數量較少但裝機占比達到53.4%。從消納方式來看，分布式發電主要采用“自發自用、余電上網”方式，提升光伏發電效益。全省采用該模式的項目共15.2萬個，總容量868.1萬千瓦，占總容量的76.3%。自用比例較高，2020年全省分布式光伏發電量87.4億千瓦時，上網電量40.8億千瓦時，自發自用電量比例53.3%。
（二）光伏發電發展規劃情況
今年5月，浙江省發布《可再生能源發展“十四五”規劃》，大力發展風電、光伏，實施“風光倍增計劃”；6月，發布《浙江省整縣(市、區)推進分布式光伏規?；_發試點工作方案》，要求全省山區26縣全部參與試點并鼓勵積極性高、日間負荷大的區縣參與試點?！笆奈濉逼陂g浙江省規劃新增光伏裝機1300萬千瓦，其中分布式光伏實際裝機規模將超過2000萬千瓦。
二、浙江應對大規模分布式光伏發展的主要做法
(一）提升農村電網光伏承載力
1.統籌規劃滿足光伏接網需求
浙江公司統籌農村配網規劃，全力支持分布式光伏接入，滿足分布式光伏電量消納。一是統籌推進鄉村配網建設。結合地方政府光伏發展政策導向，充分排摸鄉村屋頂、荒地、水域等資源，評估光伏發展潛力，結合政府“一村一品”、“一鎮一品”規劃，超前統籌布局鄉村配網再提升建設，充分滿足光伏接網消納需求。二是推動配置適量儲能裝置。強化以電為中心，以能源互聯網、綜合能源技術為基礎，以臺區、行政村為基本單元，綜合評估光伏發電的消納能力。積極向地方政府建議，在保證安全的前提下，在推進分布式光伏規?；_發的同時，要求配置一定比例的儲能裝置，提高電力系統安全穩定及光伏電量消納水平，支持鄉村光伏資源的充分利用。三是優化配套工程計劃管理。主動對接政府部門和項目業主，提前安排配套電網建設改造項目納入年度計劃，保障配套項目與光伏項目同步投運。優化管理建立綠色通道，光伏配套工程優先納入年度綜合計劃和預算安排，對新增的光伏發電配套工程，按照隨到隨批的原則，提升電網配套工程建設效率。
2.推動鄉村電氣化提升就地消納水平
浙江公司著力推動農業生產生活電氣化，提升農村地區分布式光伏就地消納能力。一是提高鄉村電氣化水平。全面拓展農業領域電氣化市場，推動農業生產技術升級，實現“田間作業電氣化、農副加工全電化”。借助農網升級改造，大力推廣電排灌、電動農機具、農業養殖溫控、電動噴淋、電孵化等電氣化示范項目。二是大力推廣高能效設備。緊抓“新時代美麗鄉村建設”、“綠色校園創建”、“大灣區、大花園建設”等政策契機，推廣校園電氣化項目，鄉村旅游電氣化，試點在農村地區推廣“電土灶”、電炊具、電采暖等高能效電器設備應用，實現分布式光伏發電就地消納。三是試點典型鄉村建設模式。試點優化農村能源供給消費結構，建設以村、鎮為單位的鄉村綜合能源示范區。研究“近零能耗”住宅建設，為鄉村能源綠色轉型提供借鑒和示范。
3.數智化運營提升基層服務能力
開展數智化供電所建設，推動供電所管理和服務能力雙提升，服務分布式光伏發展。一是制定《數智化供電所建設三年行動計劃》。全面提升供電所管理、運營和服務能力，實現供電所業務管理向“業務工單化、工單數字化、數字績效化”轉變，將個人工作數量和質量落實到績效分配。二是建設數智供電所管理平臺。打造全業務指標數據集中展示、全景監控的供電所“智慧中樞”，并推廣應用營配融合型移動作業終端，實現“一平臺、一終端”，提升作業效率。三是推廣供電所“互聯網+”及電子渠道。結合“互聯網+”充分發揮供電所線上渠道和線下資源屬地優勢，引導光伏業務從線下向線上轉化，為分布式光伏并網提供更加便捷化、精準化的服務。
（二） 探索分布式電源友好接入示范
一是建設區域級分布式電源智能調控系統。在嘉興地區率先建設了覆蓋全域的“分布式電源智能調控系統”，實現了區域內所有中低壓并網的分布式電源信息全接入；在寧波杭州灣新區建設了全國首個分布式電源集群調控技術試點工程，實現了區域367個分布式光伏發電單元的實時優化控制。二是建設源網荷儲協調控制工程。嘉興海寧尖山地區建設涵蓋儲能站、交直流混合微電網、電能質量監測與治理、協調控制系統的源網荷儲協調運行示范工程，解決區域光伏發電、電動汽車和直流負荷密度較高的問題，為可再生能源高密度接入和高效利用探索一種適合推廣的模式。三是分布式光伏“插座式”接入。杭州建德供電公司在電網規劃階段提前做好分布式光伏規模預測，制定“新能源插座”布局原則，合理布局新能源插座，提升了分布式光伏接入和管理效率的同時，保障了電網供電的安全性和靈活性。
（三）完善分布式光伏管理制度
一是推動出臺了浙江省地方標準《家庭屋頂光伏電源接入電網技術規范》，在國內率先規范統一了家庭屋頂光伏的發電設備、并網方案、電能質量等方面的具體技術要求，積極服務浙江省分布式光伏發展建設，有效保障廣大人民的生命財產安全和電網的安全穩定運行。二是滾動修編《國網浙江省電力有限公司分布式光伏發電項目并網服務管理實施細則》。及時梳理政府層面新出臺政策、分布式光伏市場和技術進步情況以及并網接入管理業務需求，對《細則》原有條款、典型接入方案、業務辦理告知書、收資表單、購售電合同等內容進行修改完善。三是編制培訓教材及作業指導書。面向業務管理人員，編制包括光伏技術、管理、服務內容的《分布式光伏并網服務培訓教材》；面向現場一線員工，編制《電網企業一線員工作業一本通—分布式光伏并網營銷服務》，提升員工對現場實際業務的操作水平。
（四）創新分布式光伏服務模式
一是面向分布式光伏客戶提供“一網通辦”服務。依托國網總部統一部署的“光伏云網”，為客戶提供前期政策查詢、建站咨詢、效益測算、方案推薦，建設期的設備采購、線上辦電、電費補貼線上支付、發電效能在線評估等光伏“一站式”服務，切實提升分布式光伏并網效率和服務水平。二是創新推出分布式光伏云結算服務。打通業務和數據壁壘，供電公司按月向客戶主動推送電費結算單，雙方通過電子簽章確認，實現電費結算業務實時化、無紙化、電子化運轉，向客戶提供結算“一次都不跑”的結算體驗。三是探索分布式光伏批量新裝服務。為滿足大規模分布式光伏批量辦理需求，通過建立集團戶的方式，對結算、開票等業務提供批量合并服務，并深入探索批量并網服務等，進一步提升業務辦理效率和服務體驗。四是推動光伏項目備案信息互通。與省發改委積極溝通，推動發改投資項目在線審批平臺與電力營銷系統備案信息互通，將并網服務關口前移，以便提前積極應對光伏接入需求，安排配套電網工程與服務資源調配，避免了因項目備案事宜造成客戶往返、重復收資。五是依托“網上國網”App研發上線“綠電碳效碼”應用。利用區域分布式光伏項目發電大數據，通過區域平均發電小時數對比分析，對分布式光伏項目發電水平分級評價，及時提醒客戶開展光伏運維工作。同時，推動建設統一的光伏運維服務平臺，為光伏項目業主和光伏運維企業搭建溝通橋梁，提供專業咨詢、交易撮合等服務。
由于浙江在發展農村清潔能源先行先試，電網企業與各級政府思想認識統一，溝通順暢，措施有力，保證了各類新能源發電順利接入農村電網，沒有出現棄風、棄光現象。浙江農村電網建設每年持續投入較大，在建設適應農村各類新能源接入的農村電網方面相對超前，目前浙江分布式光伏發展對農村電網運行的不利影響總體上仍在可控范圍，但是隨著今后大規模分布式光伏和多種分布式清潔能源的不斷持續接入，浙江的農村電網也必將進一步升級轉型為適應“雙碳目標”的新型農村電網。
建設適應“雙碳目標”的新型農村電網
由于今后將有大量分布式光伏和多種新能源的接入，農村配電系統由原來的放射狀無源網絡變為具有大量分布式電源的有源網絡，電網的物理特性將發生很大變化。傳統意義上的農村電網必然無法適應大規模的間隙性分布式電源的廣泛接入建設新型農村電網（新型農村電力系統）。
主要表現在：
一是農村電網消納能力不足。浙江電網負荷基數較大，新能源在浙江電網的整體消納情況較好，至今未出現棄風、棄光現象。然而，在局部以農村電網為主的地區，由于區域負荷特性與光伏、風電等電源出力特性不匹配，導致消納存在困難，需要進行改造提升或新增變電容量。以浙江衢州為例，當前全社會最高負荷為342萬千瓦，光伏裝機165萬千瓦，按計劃所轄四縣兩區2021-2022年要新增分布式光伏60萬千瓦、集中式光伏50萬千瓦，不但存在白天局部區域光伏發電倒送電網，而且存在部分時段整個市域光伏發電難以消納。
二是影響電網電能質量。隨著接入容量的增加，電壓偏差呈現先減小后增大的“U型”變化，極端情況下甚至會超過電壓要求上限。以嘉興海寧某臺區為例，午間光伏出力向上級電網倒送，電力客戶午間電壓最高達256伏。同時，光伏并網逆變器不斷增多，在光照強度急劇變化、輸出功率過低等情況下，產生大量諧波。浙江嘉興某變電站共接入73個分布式光伏發電項目，經現場監測，分布式光伏出力在30%時，電流總諧波畸變率高達14%，超過標準5%的限值規定。
三是影響配網自動化和繼電保護動作。傳統農村配電網一般不考慮雙側或多側電源情況，保護配置3段電流保護，且大部分為無方向過流保護。大量分布式光伏接入后，系統故障時系統及光伏均向故障點提供短路電流，改變了流經保護的電流，可能導致繼電保護裝置誤動、拒動等行為，同時，存在備自投、重合閘等保護不正確動作風險，將進一步擴大電網事故范圍。
四是諧波的影響及危害。分布式光伏高比例接入時，由于逆變器等電力電子元件大規模接入電網，加上有些逆變器質量不佳，導致電網諧波污染并嚴重超標。電網諧波的危害是多方面的，會導致電網損耗增大、繼電保護誤動作、儀表測量不準確等問題，降低了供電可靠性和電能質量。
五是縣級電網調峰難度加大。光伏等間隙性非調峰電源高比例接入縣級農村電網，電網可調度的調峰資源突顯不足，由于傳統農村電網沒有儲能裝備，會導致局部地區白天光伏發電高峰而實際負荷低谷時段調峰難度加大，節假日期間尤為突出。
針對上述問題，電網企業當前應該重視開展以下幾項工作：
1．開展縣配電網對分布式光伏接入能力調查和評估
一是開展縣域分布式光伏屋頂資源可開發潛力調查工作，查清可利用的屋頂資源及可安裝的容量；二是弄清現有中低壓配電網和配電變壓器的承接能力。經過綜合分析、評價，結合配電網發展規劃，對所在縣近期和中遠期可接納光伏發電能力作出評估，指導各單位協助政府有序開展屋頂光伏建設。
2．開展分布式光伏大規模接入對配電網和負荷側電壓影響的研究
在光伏發電出力、接入位置、線路參數和負荷水平不同的情況下，現場實測單個和多個分布式光伏并網對配電網電壓的影響，提出解決方案，解決配電網中高滲透率分布式光伏造成的電壓越限問題，改善系統節點電壓，實現分布式光伏就地自適應的電壓控制。
3．開展不同容量光伏發電接入低壓配電網的諧波測試
在大量分布式光伏并網的農村配電網，在不同容量下對負荷側、配電變壓器側的諧波影響程度進行現場測試并出具分析報告，制定消除諧波的技術措施，以保證電網的安全運行和供電質量。
4．開展分布式光伏并網對農村電網繼電保護影響的研究
大規模分布式光伏發電并網后，對配電網短路電流和保護定值將產生很大影響；反送電對保護配合方式將產生影響；重合閘的設定原則要做調整。應研究制定適應大規模分布式光伏接入配電網的繼電保護設置原則和標準。
5．開展光伏發電量就地消納和就近消納的調查評估。對就地（電力客戶側）、就近（配電臺區內）、轉移（跨臺區）消納（電量）能力開展調查和評估。根據變電站負荷情況， 按照就地和就近消納、盡可能減少向上一級電網倒送的原則，確定轄區新能源發展規劃，可劃分為高速發展、中度發展、限制發展等級別，從源頭上引導新能源有序接入。
6．適應分布式光伏消納的儲能裝置相關技術研究。在整縣光伏建設區域，探索集中式和分布式相結合的儲能配套方案，充分發揮儲能對電網的多時空尺度支撐能力，有效解決山區縣源荷發展不均衡、不對稱的問題。推動出臺“配額制”儲能建設模式，解決在儲能裝置建設方面存在的“發電企業不愿投、電網公司不能投、社會資本不想投”困局。修訂完善鄉村電網規劃編制導則和設計、建設標準，今后在鄉村電網的建設中要考慮大量分布式光伏（包括其他新能源）的消納和配備一定數量的儲能裝置（包括分布式抽蓄電站、有庫容的山區小水電抽蓄改造和成熟技術的化學儲能等），并作為鄉村電網不可分割的組成部分。
四、 推動社會重視新型農村電網建設
廣大的農村是可再生清潔能源發展和接入的主要地區。新型農村電網區別于傳統農村電網最重要的就是應該有具有消納大量的可再生分布式清潔電源的接入的能力，并確保農村電網安全和供電質量；新型農村電網的建立應該是因地、應時，采取不同的發展階段和發展模式，要考慮各地不同的農村經濟發展階段和分布式光伏發電的特點，不可一刀切；新型農村電網建設需要科技創新引領，加快電網數字化轉型和先進可靠、價格低廉的設備和產品的研發，更需要需要社會各界的支持。
1．開展新型農村電網規劃研究，完善農村配電網標準
開展新型農村電網規劃的研究，提出優化調整方案，在規劃引領下實現分布式光伏有序建設和接入。當前要做好前期屋頂潛力調查工作。積極配合地方政府開展縣域分布式光伏屋頂資源可開發潛力調查工作，提高測算結果的科學性和準確性；積極協助政府出臺有關分布式光伏開發規模、投資和商業模式、等指導意見，全面梳理和完善分布式光伏發電的相關制度標準，規范分布式光伏項目的實施，防止一哄而起和運動式推進。
應發揮電網公司的技術、人才、管理優勢，編制適應大規模屋頂分布式光伏接入的新型農村配電網的技術標準、管理規定，完善相關管控流程，引導源、網、荷、儲協同發展。積極做好光伏并網服務工作。做好光伏并網配套工程建設，加強對農村配電網的升級改造，確保大量分布式光伏并網后的安全穩定運行。
2．大力培育農村用電市場、就地就近消納光伏發電
推動分布式能源就地消納，積極培育用電市場。通過農村電氣化工程、電能替代工程等，進一步提高電能在農村終端能源的比重；著力推動農業生產生活電氣化，努力提升農村地區分布式光伏就地消納能力。全面拓展農業領域電氣化市場，推動農業生產技術升級。借助農網升級改造，大力推廣電排灌、電動農機具、農業養殖溫控、電動噴淋、電孵化等農業生產電氣化示范項目；推廣鄉村校園電氣化，鄉村旅游電氣化等項目，試點在農村地區推廣電炊具、電采暖、電炒茶、電烘干等高能效電器設備應用，不斷提高鄉村電氣化水平，實現分布式光伏發電就地消納。
3．促進政策和法規的建立，推進新型農村電網（電力系統）的發展
要推進制定政府的相關的政策法規，在合理的價格下引導投資方、消納方和電網企業按市場化規則有序運作。制訂投資人在光伏并網需承擔的儲能和消諧的責任原則，對配套的儲能裝置和消諧設備可以由投資人自建自管，也可以采取市場化認購，統一建設共享資源等辦法。
大規模分布式光伏電站接入農村配電電網后形成的新型農村電網，不僅在技術和管理層面帶來重大影響，而且也會對不同電壓等級的農村電網的投資成本、網損和運行成本等產生顯著影響。如何進行分類定價并在各市場成員之間進行公平分攤，需要開展深入研究，明確相應的政策，確保新型農村電網建設的資金來源。
加強領導，進一步提高認識建設新型農村電網重要性的認識。
整縣屋頂分布式光伏發電和新型農村電網建設離不開黨委、政府的領導和推動。要在當地黨委政府和全社會提高建設新型農村電網對于消納大規模分布式清潔能源，實現我國“碳達峰、碳中和”目標的重要性的認識，在政府部門層面建立新型農村電網建設的領導小組，制定階段性建設規劃與計劃，定期檢查總結建設情況，有力推動整縣屋頂分布式光伏和新型農村電網建設。整縣屋頂分布式光伏和新型農村電網建設涉及面廣、投資金額多、工程規模大、持續時間長，各地供電公司應積極主動匯報，贏得政府和社會對此項工作的認可和支持，將包括農村分布式光伏在內的各類可再生新能源發電式和新型農村電網建設涉及的工作作為落實黨中央制定的“雙碳目標”和“建設美麗鄉村、美麗中國”的重要工作，納入對各級政府的綜合考核，為建設營造良好的內外部環境。
作者系中國電機工程學會農村電氣化專委會副主任委員，浙江省電力公司原副總經理
來源：光伏能源圈
