近年来,分布式光伏快速发展,户用、工商业屋顶等场景装机持续增加,给能源结构优化与碳减排带来积极效应。
但在低压配电网末端,光伏“多点接入、随机波动”的特征愈发明显,电压越限、台区潮流反转、变压器反向过载等异常状况更易出现,部分地区在晴好时段“电压抬升”、在负荷高峰“调控不足”的矛盾交织,影响电网安全运行与用户用电体验。
这一现实问题,已成为分布式光伏从“装得上”走向“并得稳、用得好”的关键关口。
从原因看,低压台区天然具有线路分支多、设备种类杂、运行工况变化快等特点。
传统配电自动化体系在低压侧存在感知颗粒度不足、通信手段受限、现场拓扑“看不清”等短板:一方面,信息采集链路时延较高,难以跟上光伏出力快速变化;另一方面,低压台区拓扑随用户接入、设备改造而动态变化,若无法准确辨识,就难以实现精细化的电压与潮流管理。
叠加分布式光伏的间歇性与不确定性,传统“事后处置”的运行方式难以满足高渗透率并网需求。
上述痛点带来的影响是多维度的。
对电网而言,频繁的电压越限与反向过载会压缩安全裕度,增加运维压力与故障风险;对用户而言,电能质量波动可能影响用电设备稳定性,进而影响分布式光伏的发电收益预期;对产业而言,若低压并网能力提升跟不上装机增长,容易形成新的“消纳瓶颈”,制约分布式光伏在更大范围、更高比例上的健康发展。
可以说,低压配电网的数字化、智能化能力,正在成为分布式光伏高质量发展的“底座工程”。
在国家电网公司多项重点科技项目支持下,中国电科院牵头联合多家单位,围绕“感知—通信—辨识—调控”全链条开展攻关,形成“亿千瓦级低压分布式光伏智能感知与调控关键技术、设备研制及应用”成果,并入选2025能源科技高价值项目、获得五星评价。
针对通信瓶颈,研发团队首创高速载波—无线双模通信技术,显著增强抗衰减能力,并大幅降低网络时延,为低压侧实时数据回传与快速控制提供了基础支撑。
针对“拓扑看不清”的难点,团队提出多层级拓扑辨识技术,实现台区拓扑的高精度识别,为后续调控策略的准确落地奠定前提。
更为关键的是,该成果构建了面向低压分布式光伏的物联感知通信架构,并形成云边端协同的智能调控方法,推动调控从“单点、被动”走向“全景、协同”。
据介绍,相关系统已实现对超780万户低压分布式光伏的智能状态感知,可调节容量超过2.8亿千瓦,在规模化场景下验证了体系化能力。
与此同时,成果沉淀形成一批知识产权与标准化成果,为后续工程推广与行业规范完善提供支撑。
从应用效果看,该成果已在全国32家省级电力公司落地,并推广至吉尔吉斯斯坦、印度尼西亚等国家,近三年创造经济效益超过65.3亿元。
其意义不仅在于提升局部台区的运行稳定性,更在于为新型电力系统建设提供可复制、可推广的技术路径:通过更快速的通信、更精准的拓扑辨识、更灵活的协同调控,提升配电网对分布式新能源的承载力与调节力,推动分布式光伏由“规模增长”向“质量提升”转变。
面向未来,随着分布式光伏、储能、电动汽车等多元主体在低压侧加速汇聚,配电网将呈现更强的双向互动特征。
业内普遍认为,下一阶段的关键在于进一步打通“源网荷储”协同机制,完善从设备接入、运行监测到市场化参与的全流程管理,推动更多调节资源下沉至台区层面,实现从“可观可测”向“可控可调、可交易可协同”的跃升。
此次技术的规模化落地,为分布式光伏高渗透率并网运行提供了有力支撑,也为相关国际市场提供了可借鉴的解决方案。
分布式光伏的快速发展是新能源革命的重要组成部分,但规模化发展必然伴随着技术复杂性的提升。
中国电科院的这项成果,通过系统性的技术创新和工程应用,成功将科研成果转化为现实生产力,充分体现了自主创新在能源领域的重要作用。
展望未来,随着更多类似的关键技术取得突破,我国新型电力系统的建设将更加坚实有力,为实现"双碳"目标奠定坚强的技术基础。