我国低压分布式光伏智能调控技术获重大突破 规模化应用助力新型电力系统建设

随着我国能源结构加快向绿色低碳转型,分布式光伏在城乡配电网中的渗透率持续提升。

尤其在低压台区,户用与工商业屋顶光伏“点多面广、接入分散、运行差异大”的特征日益突出。

一方面,光伏出力受天气影响显著,呈现“中午高、早晚低、阴晴波动”的规律;另一方面,低压配电网历史上主要面向单向供电设计,当大量分布式电源反送电时,电压越限、线路潮流反转、变压器反向过载等问题更易出现,直接影响供电质量与设备寿命,也对安全稳定运行提出更高要求。

问题的集中暴露,背后既有技术层面的瓶颈,也有系统运行形态的变化。

传统低压侧监测与控制手段普遍存在通信链路不稳定、时延偏高、终端在线率不足等情况,难以支撑高频、精细的状态感知与快速调控;同时,低压台区拓扑结构复杂、用户接入变动频繁,导致台区“谁接在哪、线路怎么走、设备在哪段”的信息不够清晰,制约了异常定位与策略制定。

更重要的是,低压侧设备数量庞大,如果仍依赖人工巡检或分散式管理,不仅成本高、响应慢,也难以适配高渗透率分布式电源参与电网调节的新需求。

针对上述痛点,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中国科学院电工研究所、国网福建、山东营服中心、北京腾河等单位,围绕“可通信、可识别、可感知、可调控”开展系统攻关,形成“低压分布式光伏智能感知与调控”成套技术与装备体系。

其核心思路是:以高速可靠的物联通信打通数据链路,以全域拓扑辨识夯实台区数字底座,以全景状态感知实现运行可视化,以云边端协同调控提升决策与执行效率,从而把分散的光伏资源转化为可管理、可调度、可协同的“系统能力”。

在关键技术上,研发团队首创高速载波—无线双模通信技术,显著提升抗衰减能力并大幅降低网络时延,为低压侧海量终端稳定接入提供基础支撑;提出多层级拓扑辨识技术,实现台区拓扑高准确率识别,解决“结构不清”带来的管理盲区;构建物联感知通信架构与云边端协同智能调控方法,形成低压分布式光伏智能感知调控系统,实现对用户侧光伏运行状态的规模化、在线化掌握,并支持对可调资源的协同控制与有序调节。

该成果累计形成一批知识产权与标准化成果,为行业推广应用提供制度与技术接口支撑。

技术落地的价值体现在三个层面:其一,提升低压台区运行透明度与风险预警能力。

对海量低压分布式光伏实现智能状态感知,有助于提前识别电压越限、反向过载等隐患,推动从“事后处置”向“事前预防”转变。

其二,增强配电网承载与消纳能力。

通过协同调控与有序管理,可在不大规模新增硬件投资的情况下,释放现有网架的接纳空间,促进分布式新能源“能并尽并、能发尽发”。

其三,促进新型电力系统的源网荷储协同。

低压侧既是分布式电源集中接入点,也是居民与小微企业用能末端,具备广泛的需求侧响应潜力。

相关技术体系为后续与储能、充电设施、可控负荷联动打下基础,拓展了电网调节资源池。

据介绍,目前该成果已在全国32家省级电力公司落地应用,覆盖超780万户低压分布式光伏智能状态感知,系统可调节容量超过2.8亿千瓦,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。

业内认为,这一实践不仅回应了分布式光伏快速发展带来的现实挑战,也为我国在分布式新能源并网运行与精益化管理方面提供了可复制、可推广的技术路径。

面向未来,分布式光伏仍将保持增长势头,叠加储能、充电网络与电气化水平提升,低压侧运行形态将更趋复杂。

下一步,如何在确保安全的前提下提升调控精度,如何推动标准互通与设备兼容,如何把“可调容量”更有效地转化为“可用调节能力”,将成为行业继续攻关的重点。

同时,随着电力市场机制完善,分布式资源参与辅助服务与灵活调节的空间将进一步打开,智能感知与协同调控技术有望在更大范围发挥作用,助力形成“看得见、控得住、调得顺、用得好”的低压侧治理新格局。

当前,我国正处于能源转型的关键时期,分布式光伏作为重要的清洁能源形式,其发展潜力巨大。

中国电科院等单位研发的低压分布式光伏智能调控技术,不仅解决了行业发展中的实际问题,更为新型电力系统建设提供了科学可行的技术方案。

这充分说明,自主创新能力强、产学研结合紧密的科研攻关,是推动能源产业高质量发展的根本动力。

面向未来,随着技术的进一步完善和应用范围的拓展,这项成果必将在我国能源绿色低碳转型中发挥越来越重要的作用,为实现"双碳"目标做出更大贡献。