2024张家口地区适应高比例新能源的送端新型配电网建设实践报告

国家电网公司 STATEGRID 张家口地区适应高比例新能源的送端新型配电网建设实践 国网翼北电力有限公司 汇报人：周毅 2024年5月 目录翼北全域新型电力系统构建思路 CATALOG 国家电网公司 STATEGRID 张家口地区新型配电网建设实践 01地区配电网发展情况 02新型配电网建设方案 03典型示范工程探讨 三下一步工作计划 （一）资源优势 能源转型要素齐全 冀北是全国九大清洁能源基地之一，具备推进风光水火储氢一体化发展的资源票赋和基础。 国家电网公司 STATEGRID 建成世界首个500干伏柔性直流电网示范工程，各种电网技术与形态齐备。冀北充换电重卡投冀北电网风电光伏 运量在全国占比17%，新型能源利用与服务方式多样。规划在建抽蓄和新型储能装机超过2000万 发电装机超过 干瓦，相关技术及产业并举4000万千瓦 电网结构送受兼备 冀北电网是华北电网“西电东送”、“北电南供”的重要枢纽，建成张北-雄安特高压及多占统调电源装机的 个500干伏交流输电通道，具有送端电网特点。冀北唐秦廊地区及邻近的北京、天津是重要的负荷中心，形成典型的受端电网。电网在能源转型中遇到的各种典型问题在冀北都会有所体现都须得到根本解决。 比重超过 70% 预计“十四五"末 政策环境条件良好装机占比将突破 京津冀协同发展、国家级自由贸易试验区、国家级可再生能源示范区、国家“东数西算”工 程等多项国家重大战略与示范落地翼北，为新型电力系统建设提供了广活空间。司时，冀北公司实施了多项示范工程，创新新基础良好，毗邻京津，域内和周边科学机构多、高科技企业多，创新资源丰富，可以便捷地开展协作 80% 3 总体思路 国家电网公司 STATEGRID CORPORATIONOFCHINA 新型电力系统示范 以张家口国家可再生能源示范区、国家电网有限公 字营清洁低摄安全充福经清高效供宽1办同 轻能电精合电源互动负荷共享佩能 特证 司张家口新型电力系统示范区和河北新型能源强省核心低破随机十坚强灵活多元协同十规梗多样 建设为依托，面向冀北全域，围绕“源网荷储全环 节发力、运行运营全要素驱动”的实施路径，实施十大工程 电源友好、主网增强、配网升级、负荷响应、储能 实雄 联动、调控提升、市场建设、数智赋能、气象服务 路径 生态共赢”十大工程”，健全组织、创新、管控“三 大体系”，整体性、系统性、创造性推进新型电力 系统建设，打造传统电网向新型电力系统和能源互 联网升级的冀北样板。基础 漂网薄焦全环节发力运行运营全要索塑动 三大体系 保障织体系创新体系管控体系 目录冀北全域新型电力系统构建思路 CATALOG 国家电网公司 STATEGRID 张家口地区新型配电网建设实践 01配电网发展情况 02新型配电网建设方案 03典型示范工程探讨 三下一步工作计划 国家电网公司 （一）张家口地区配电网发展情况-地区整体情况STATEGRID 张家口位于河北省西北部，地处京、翼、晋、蒙四省交界是连接华北和西北的重要交通枢纽。冷首都北京，是非首都功能疏解的重要承接地，有广阔的旅游、康养消费市场。 张家口矿产资源品种丰富，是河北省矿产资源大市，已发现各类矿产97种，是河北省主要产煤地之一。拥有稳定、高质量的风能和太阳能资源，属于Ⅱ类风光资源区，全市风可开发量达 4000万千瓦以上，太阳能可开发量达3000万千瓦以上。 宝务院批复的国家级可再生能源示范区、国家首批碳达峰试点城市、新型电力系统地区级示范区、全国一体化算力网络国家枢纽节点。 坝上地区 张家口市 坝下地区 国家电网公司 （一）张家口地区配电网发展情况-电源发展STATEGRID 新能源装机增长速度快。2015年张家口市被国务院列为全国首个也是唯一一个可再生能源示范区，以风光为主的新能源装机“跃升式”增长态势。近三年110于伏及以下新能源装机年均增长 率为6.75%。 新能源装机占比高。截至2023年底，张家口110千伏及以下新能源装机653.06万千瓦（集中式 538.31万干瓦、分布式114.15万干瓦），是地区最大负荷的1.25倍，占电源装机总量的98.75%，考 虑全部新能源情况，虫蝉联全国非水可再生能源第一大市。根据资源排查，张家口地区还有约2000万 生物：650.98% 干瓦的风光可开发资源。装机容 H信：891.35% 700 600544.145 500 400 300 110千伏及以下新能源装机容量（万千瓦） 579.025 605.5 661.96 装机客量 u电：295.0344.613 200 100 2022年2023年 光伏·风电生投质其 2023年地区110千伏及以下能源装机占比图 7 国家电网公司 （一）张家口地区配电网发展情况-电网发展STATEGRID >110千伏电网结构可靠，整体负载水平合理。110干伏依托上级220干伏电网，形成以双 辐射和单链结构为主的网络结构，整体结构较为合理。2023年110千伏容载比为2.19 主变和线路设备运行状况良好。受新能源反送和季节性负荷影响，局部区域变压器存在 重过载问题。 >35千伏电网结构有待完善，轻载情况明显。张家口地区基本实现了“一乡镇一35干伏布点”，布点较为合理，2023年，冀北公司提出对35千伏电压等级实施“五个梯级管控措施，35干伏为过渡发展阶段，容载比为3.22，存在部分轻载变电站 >10千伏电网整体满足用电需求，部分区域存在重过载和低电压问题。全域供电可靠率为 99.86%，10千伏层级电网线路N-1通过率为56.75%，户均配变容量2.26干伏安/户。部 分山区及偏远农村地区受供电半径、线径等因素制约，存在低电压问题 8 国家电网公司 （一）张家口地区配电网发展情况-负荷发展STATEGRID 受电供暖及大数据用电拉动，2023年全社会用电量242.74亿千瓦时，近五年年均增速8.05%，地区负荷 连续十年创历史新高，最大负荷达398万干瓦。张家口市“六大”主导产业（文化旅游、冰雪产业、大数据产 业、可再生能源、现代制造、绿色农牧）中可再生能源、大数据产业发展迅速，其他产业用电量整体较低，未 形成产业效应。从产业占比变化情况来看，三产用电量占比由27%上涨到41%，二产用电量占比由57.8%降到了43.3%，产业结构效果调整明显，受大数据产业带动，第三产业成为拉动张家口经济增长的主导产业 全社会用电量（亿千瓦时） 120%OL 100 102.4102.95 105.99 105.17 99.960% 8071.64 83.0950% 5056.92 48.18 40% 30% 40 22.43 20 24.9727.14 30.95 31.38 20% 4.08 4.325.245.826.2210% 2019年2020年2021年2022年2023年 第二产业城多居民生活用电合计 9%0 9 目录冀北全域新型电力系统构建思路 CATALOG 国家电网公司 STATEGRID 张家口地区新型配电网建设实践 01配电网发展情况 02新型配电网建设方案 03典型示范工程探讨 三下一步工作计划 10 张家口新型配电网建设方案 国家电网公司 STATEGRID CORPORATIONOFCHINA 在冀北“十大工程”框架下，提冀北张家口地区适应高比例新能源的送端新型配电网建设方案 出新型配电网构建重点工作，并深化目标清洁低碳安全充裕经济高效供需协同灵活智能 方索 提炼形成有推广价值的示范工程，着建设 电源友好电网支撑需求响应储能调节 力提升源网荷储协同互动能力、电网全环节感知能力，促进发输配用各领域、源网荷储各环节协调联动，实现高比例新能源广泛可靠接入、电网资 源安全高效灵活配置、生产运行数字 力 持续推进规划研究全力推进主网建设 完善配网网架结构 智能能电网建设示范 需求响应深化应用 供电+能效添化应用 储能在主网策略研究及应用二铺能在配网策略研究及应用 催能在微网策略研究及应用示 提升新能源场站电压支撑能力 研究构网型储器接入电网适应 优化分布式电源并网管理连理程解决分布式光伏引起的电网运 电动汽车充电设施务与电网互 化智能化水平全面提升、多元负荷需 求充分满足。 综合示范 万全规划分布式光伏调控索礼区新型智能柔性配电更北张家口怀来现代智费 集中式新能源送出能 高比分布式光全环节 配网供电质量提升 负荷需求管理 储能技术在主配微网 力提升综合示范 控及群调群控综合示范 综合示范 综合示范 应用综合示范11 及光储协问互动示范网综合示范配电网科技示范 国家电网公司 (二)张家口新型配电网建设方案STATEGRID 01020304 电源友好电网支撑需求响应储能调节 集中式新能源方面构建灵活坚强配电网提升负荷管理能力以智能电网调度支持系统、配电通过配置储能设备和调相机等技术科学优化网架结构，增强供电构建多维度可调节资源池，建立需自动化系统为依托，开展储能技术在 手段，增强了电网的电压支撑能力和无能力，提升设备健康状况；大力推求响应机制，通过负荷管理系统和市场配网、微网中的策略研究及应用示范 功调节能力，确保其大规模接入后的电进配网数字化感知能力的提升，提机制，充分调动可调节负荷、储能、新提高系统供电可靠性和新能源利用效 网运行质量，高馈线自动化覆盖率，提升线路故能源等各类灵活资源参与电网供需平衡。率。 分布式电源方面 聚焦“四可”（可观、可测、可 障自动化处置水平，缩短故障处置提升面向配网储能调节控制能力 时长；借助大数据和人工智能技术，提升负荷响应能力开展储能延缓配网升级改造应用示 积极开展配电网全景感知、智能运充分挖掘行业负荷资源，聚合电范、储能参与配微电网协调控制应用示 控、可调）能力的提升，通过实施针维及台区异常监测等创新试点项目供暖、大工业等特色虚拟电厂资源，范、基于配网电压越限的光储协同优化对性的技术改造和精细化管理升级，以实现电网状态的实时精准监控与探索建立虚拟电厂准入审核机制，规运行策略研究。 实现了对分布式光伏逆变器的监督管 控和并网管理流程的优化，确保分布 式能源的高效整合与有序管控。 高效运维。范聚合分类型负荷资源稳步进入市场； 创新研究电动汽车有序充放电控制策 提升面向微网储能调节控制能力 开展储能参与台区级微网运行控制 略，通过有序充电、V2G等方式与局策略研究、台区液冷储能微网试点应用 部电网进行灵活互动。 示范。 目录冀北全域新型电力系统构建思路 CATALOG 国家电网公司 STATEGRID 张家口地区新型配电网建设实践 01配电网发展情况 02新型配电网建设方案 03典型示范工程探讨 三下一步工作计划 13 国家电网公司 （三）典型示范工程探讨STATEGRID 结合张家口地区配电网特性与新型电力系统示范区建设需求，以解决分布式电源接入与就地消纳、设备利用率低、运维效率低、自愈能力差等问题为导向以源网荷诸协同规划及各类新技术为依托，以3个典型示范工程为例，探讨地区 新型配电网建设发展路径。 序号项目名称解决问题 1崇礼数字化配电网综合示范 解决运维效率低、自愈能力差的问题，提升配电网智慧化水平，增强配电网全域感知能力 解决分布式光伏大规模接入下电压越限和潮流反送问题， 2怀来现代智慧配电网科技示范实现电压灵活控制与分布式光伏就地消纳，降低中低压配 电网监测成本以及建设与运维成本 万全规模化分布式光伏调控及光储 3协同互动示范 缓解负荷发展与分布式光伏资源不平衡不匹配，解决分布式电源接入受限严重、局部地区分布式电源接入带来电压升高等问题 14 1.票礼数字化配电网综合示范 国家电网公司 STATEGRID CORPORATIONOFCHINA 崇礼区新型电力系统的核心内涵为“在坚强配网基础上实现智慧运维、在新型调控模式下用户广泛参与需求响应、源网荷储柔性互动”，构建安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统，形成可推广可复制典型经验，助力构建新型能源体系。 崇礼区新型智能柔性配电网综合示范展示 配台区柔性