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智能变配电在新能源接入中面临哪些挑战?

来源:JC 人气:37 发表时间:2025-06-19

在能源格局加速变革的当下,新能源凭借其独特优势,在全球能源舞台上崭露头角,成为推动能源转型的关键力量。我国作为新能源发展的前沿阵地,新能源装机占比已超四成,彰显了在新能源领域的卓越成就。而智能变配电技术,作为新能源接入电网的关键纽带,其重要性不言而喻。但在实际应用过程中,智能变配电在新能源接入方面面临着诸多严峻挑战。

智能变配电

新能源自身特性引发的难题

新能源发电,以风电和光伏为典型代表,具有鲜明的间歇性与波动性特点。风力发电取决于风速的变化,风速时大时小、*不稳定,导致风机输出功率频繁波动。光伏发电则高度依赖光照强度,白天光照充足时发电量大,夜晚无光时则停止发电,且阴天、多云等天气也会使发电量大幅下降。这种间歇性和波动性与传统能源发电的稳定性形成鲜明对比,给智能变配电系统的电力调度和平衡带来了巨大挑战。

当大量不稳定的新能源电力接入电网,电力系统需要在源网荷储各个环节实现灵活调节,与电网进行实时双向互动。但目前要实现车网互动就离不开电动汽车与供电网络之间的信息流、能量流双向互动,实现充电与放电的灵活调度,而这一过程充满困难。新能源发电功率的频繁波动,使得智能变配电系统难以精准预测电力供应,无法提前做好电力分配和调度规划,进而影响整个电网的稳定性。


电网适配性不足的困境

传统配电网架构难以适应

传统的配电网主要承担电能输送角色,是一个 “无源” 单向辐射网络,电力从上级电源单向流向用户。然而,随着分布式光伏发电、小水电、分散式风电等大量分布式电源接入电网,配电网从 “无源” 转变为 “有源”,双向潮流问题日益凸显。大量分布式新能源和共享储能系统的建设正在加速这一转变,在配电网中体现得尤为明显。

这种转变使得配电网的规划布局变得复杂。传统配电网规划主要考虑负荷增长和供电可靠性,而如今还需兼顾分布式电源的接入位置、容量和出力特性等因素。分布式光伏、新能源汽车等新要素的大规模增长,有可能导致配电网的规划布局跟不上。并且,当这些新型主体接入配电网后,源荷时空不匹配加剧,造成电源波动性强,有可能导致部分地区线路重过载、电压越限,使调度运行、协同控制变得更加复杂。


农村电网问题突出

农村地区分布式可再生能源发展迅猛,但农村电网相对薄弱,难以适应新能源接入需求。农村电网存在线路长、线径小、变压器容量小的问题,电网控制和调节手段有限。大量分布式能源接入农村电网后,配变过载、烧损、低压线路过载、电压波动、谐波超限、潮流变化、孤岛效应、供电质量下降等问题接踵而至。

尽管各级电网企业采取了诸多措施,但农村电网接入能力受限、电量就地就近消纳难的问题依旧突出,严重影响农村可再生能源发展和电网安全稳定运行。农村分布式光伏、风电等新能源发电点较为分散,与负荷中心距离较远,电力传输损耗大,进一步加剧了农村电网的负担。


技术与管理层面的阻碍

关键技术有待突破

我国在电力技术发展上虽成果显著,但在智能变配电与新能源接入相关的一些关键技术领域,仍存在 “卡脖子” 问题。光伏胶膜、风机主轴承等部分新能源组件仍然需要进口,长周期电化学储能技术有待创新发展,特高压套管、分接开关等核心装备研发尚未全面突破。

新能源接入电网后,电力系统的动态特性发生改变,新增的电力电子装备替代了部分同步机,其非线性、快速响应及控制复杂性,重塑了系统的动态特性。这就需要先进的控制技术和设备来保障电网的稳定运行,但目前相关技术还无法完全满足需求。在数智化时代,如何加快人工智能技术与电力发展有机融合、相互赋能,也面临诸多新任务、新挑战。


调节成本与机制缺失

分布式资源虽以负荷聚合商的方式参与市场交易,但不需承担电力系统的调节成本,相关机制尚未形成。新能源发电的间歇性和波动性需要电力系统进行频繁调节,以维持电网的稳定运行,这无疑增加了调节成本。

然而,当前缺乏合理的成本分摊和补偿机制,导致电网企业和其他市场主体在调节新能源接入时积*性不高。由于缺乏有效的市场机制引导,新能源发电企业难以根据市场需求合理安排发电计划,也不利于资源的优化配置和新能源产业的健康发展。

智能变配电

智能变配电在新能源接入中面临的挑战错综复杂,涵盖新能源自身特性、电网适配性以及技术与管理等多个层面。要实现新能源的高效、稳定接入,推动能源转型顺利进行,就必须直面这些挑战,通过技术创新、电网升级改造以及完善市场机制等多方面举措,逐一加以攻克。