建设新型农村电网 推动能源绿色转型

农村能源作为我国能源体系的重要组成部分，是实现乡村全面振兴的基石和保障，是我国推动能源革命与绿色低碳转型的重要抓手，也是乡村产业振兴的重要引擎。因此，“双碳”目标下农村能源转型的重要性不言而喻。

近年来，农村地区分布式能源快速发展，对农村电网的智能化、数字化和自动化水平提出了更高要求。分布式能源接入电网以后，农村电网从单向的供电网络发展成多源互联的能源互联网，因此需要应用更多的自动化、数字化和智能化技术来实现电网的安全稳定运行。随着农村经济社会的快速发展和乡村振兴战略的全面实施，清洁低碳、多能融合的现代农村能源体系正在加快形成。

农村能源转型是必然选择

能源绿色低碳转型是我国实现“双碳”目标的重要一环。随着可再生能源的迅猛发展，一方面为电力系统提供了更多的清洁能源，另一方面由于其固有的物理特性，也给电网的安全、稳定带来巨大的压力。在实现“双碳”目标的背景下，新型电力系统与新型能源体系建设不断加快，农村能源发展呈现以下特征：

一是用能结构变化，电力在能源消费中的比例不断提高。随着农村电气化水平的提升，农村地区的用能结构发生了明显变化。近年来，国家层面持续推动家电下乡、农村电网巩固提升工程，农业生产、农副产品加工、设施农业、家用电器及农村生活电气化水平在不断提升，农村能源消费逐渐从煤炭、成品油等多种能源转向以电能为主。

二是农村电网供电区域非常广袤，具有点多、线长、面广的特点。农村电网绝大部分处于电网末端，有的非常偏远。目前农村电网多为辐射型网络，以单条线、单变压器为主，相比城市电网环网供电方式，供电可靠性较差。随着农村电气化的提升，农村电网供电能力不足、供电可靠性压力大、低电压等问题动态地出现；在农村可再生能源快速发展前，农村供电主要来源于大电网。

三是在“双碳”背景下，农村的可再生能源迅猛发展，尤其是分布式能源，其发展空间主要在农村。比如：屋顶光伏，荒山、荒地的集中式光伏，农光互补光伏，渔光互补光伏，分散式独立风机（主要是中小型）等已经开始发展，在风能资源好的地区会形成重要的能源供给。

四是分布式能源快速发展，使原本比较单薄的农村电网面临很大压力，矛盾凸显。由于可再生能源（特别是分布式能源）未来在农村的发展空间较大，而农村电网又相对薄弱，线路长、线径小、变压器容量小、电网控制和调节手段少，大量分布式能源接入农村电网后带来的配变过载、烧损，低压线路过载，电压波动、谐波超限、潮流变化、孤岛效应（影响安全）等挑战，致使供电质量下降等问题突出。尽管各级电网公司采取了很多措施，但接入能力受限、电量就地就近消纳问题仍无法解决，已经影响农村可再生能源发展和电网安全稳定运行。

农村电网作为电力系统的一部分，又是可再生（分布式）能源接入的主要环节，“双碳”目标背景下，农村能源转型成为必然选择。至少在未来的十年，农村能源和农村电网将处于新能源持续发展、接入受限、消纳困难、技术上创新突破、电网不断完善提升等矛盾和问题的交织期，发展新能源不能等，只能在发展中解决问题，在创新中推动发展。这个期间的主要表现为：可再生能源仍处于快速增长期；农村配电网接入能力处于不断提升期；新型配电网处于逐步形成期；由传统电网向主动式电网的转变期；源网荷储协同发展的过渡期；适应可再生（分布式）能源市场化发展的电力市场完善期；储能技术和智能电网技术创新突破及广泛应用的转型期。这些情况交织在一起，更需要从事发供电、用电的工程技术人员潜心研究，创新突破，解决好发展中的问题，为可再生能源发展、新型电力系统发展和乡村振兴作出应有的贡献。

数智化、自动化是发展方向

随着分布式能源的快速发展，农村电网建设面临多项挑战。分布式能源大规模并网以后，如果无法就地消纳，则需要向电网反向送电，容易导致电网线路和变压器过载。在储能装机不足的情况下，农村电网既要保障用电负荷，还要消纳可再生能源，将面临较大的运行压力。

随着农村经济发展、产业结构调整，农村电气化水平在不断提高，但农村电网供电保障能力不足的问题始终存在。近年来农村电网经历了多轮改造，比如农网改造提升工程、小城镇电网改造工程、中西部电网改造工程等，但随着家电下乡、电能替代、乡村振兴、电动汽车下乡等用能变化，农村电网仍面临很大的供电压力。整体而言，农村电网依然跟不上用电负荷增长和可再生能源发展的速度。

分布式能源接入电网以后，农村电网从过去单向的供电网络发展成为多元互联的能源互联网，要实现对电网的有效控制和电力电量平衡，就需要应用更多的自动化、数字化和智能化技术。为了适应能源结构的变化，农村电网需要更加智能开放，适应大量的分布式能源分散接入，还要最大限度地就地就近消纳分布式能源，解决分布式能源产生的电压、谐波、孤岛效应等问题。同时，还要满足未来分布式能源参加电力市场交易的需求，这些都需要电网更加智能化。此外，在新型电力系统建设背景下，如何实现分布式能源就地消纳、最大程度地减少反向送电，这是农村配电网需要重点研究、解决的问题。

要形成智能可靠的能源互联网

2023年，国家发展改革委等三部门印发《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见》，提出到2035年，基本建成安全可靠、智能开放的现代化农村电网。

安全可靠是农村电网发展的前提。农村电网经历了不同的发展阶段，从最开始的用上电，到逐渐普及用电、再到用好电。随着农村负荷结构的变化、用电量的提高，要不断提升农村地区的供电能力和供电质量。用电需求和电网供电能力是相互促进、螺旋式提升的，用电负荷增加以后，需要推动电网改造，而电网升级改造以后更加有利于负荷增加。实现连续可靠供电，供电设施需要保持稳定的运行，能够抵御自然天气的影响，有些地方要形成“自愈型”配电网，电网出现故障以后可以自动快速切除，这是农村电网安全可靠的基本特征。

农村电网必须从传统的供电网向智能化的能源互联网发展，应该将农村中低压配电网建设成为农村电能替代和清洁能源供暖的主要能源网；成为新能源和可再生能源分散接入并就地消纳的平台；成为综合能源利用和源网荷储协同发展的纽带；成为电力物联网发展建设的基础网络；成为支撑智慧农业、设施农业建设的重要力量；成为实现城乡服务均等化的服务平台。

鉴于此，有专家呼吁农村电网的建设必须要坚持规划先行，充分发挥规划的引领作用。农村电网规划服务于乡村振兴战略和城乡发展规划，同时满足分布式能源的接入和就地就近消纳的需求，满足农村电气化水平提升和电动汽车下乡的需要。

（作者：耿立宏 冯义华，单位：中国电机工程学会农村电气化专业委员会）