建言「十四五」能源發展系列活動
第八場： 配網改造與改革
2020年8月21日
總結報告
「十四五」期間，中國電力配網系統將面臨諸多新挑戰。一方面，「數字新基建」、電動汽車充電樁、電能清潔取暖等將引發電力需求劇增，需要配網系統提供足夠的容量和高可靠性電力。另一方面，光伏「產能樓宇」、低速風電、其他分布式電源的接入需要配網系統能夠更加有效地吸納這些不穩定的分布式電源。在電網運營上，儲能技術和包括電動汽車電池在內的儲能設施，需要與配電網產生充放電互動，而綜合能源服務、需求側響應和基於數位技術的「虛擬電廠」都在呼喚著更加靈活互動的配網系統。
配網強則電力強。中國配網系統如何應對上述挑戰？農村配網又面臨哪些特殊問題？配網改造有哪些可行的技術方案？在體制機制上，哪方面需要通過改革進行完善？如何充分利用數位技術和可再生能源技術實現配網系統的更新改造？
2020年8月21日，北京國際能源專家俱樂部攜手亞洲開發銀行、北大能源研究院聯合舉辦了建言「十四五」能源發展系列活動第八場線上研討會，主題是「配網系統改造與改革」。
俱樂部總裁陳新華博士做了開場發言，分享了他對未來配電系統面臨挑戰的觀點。
來自國家電網公司經濟技術研究院、重慶市能源局、北京智中能源網際網路研究院、以及原西南電力設計院的四位專家圍繞我國配電網面臨的問題與挑戰、改造與改革方向，從不同角度作了分析論證。中國能源研究會副理事長周大地、中電聯專職常務副理事長王志軒、國家電網總法律顧問歐陽昌裕、國網能源研究院副院長蔣麗萍、清華大學能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江等進行了點評。
「十四五」國家能源規劃專家委員會組長吳吟、中國工程院原副院長杜祥琬等來自國家部委、學術機構和相關企業約30多位能源行業專家出席了會議。
會議由北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華博士和亞洲開發銀行能源部門執行長翟永平博士共同主持，現將會議主要觀點總結如下。
1. 配電網是能源革命的重要抓手，急需升級改造。
配電網是指110千伏及以下, 直至用戶的電網，分為高壓配電網（110～35千伏）、中壓配電網(10 kV)、和低壓配電網(380/220 V)，覆蓋範圍小到樓宇、社區、園區，大到城市和縣鄉鎮電力供應範疇。
在能源革命大背景下，我國能源系統正在發生重大變化。一是能源消費的清潔低碳化，非化石能源2050年佔一次能源消費的比重將超過50%；二是電力在能源體系中將佔據主導地位，2050年，電能佔終端能源消費比例超過50%；三是新能源（如水能、核能、風能、太陽能等）在電力生產中將佔據主導地位。這些新趨勢和新變化要求電網進行革命性升級換代，一半以上能源的生產和消費都將依靠電網來完成。電網將從傳統的電力輸、配、送樞紐轉變成需要為各類能源轉換利用和資源優化配置的平臺，功能也將逐漸向能源網際網路方向演進。
配電網作為連接能源生產、轉換、消費的關鍵環節，在能源革命的新要求下其功能也將升級。配電網將承接、配送上級電網的大規模電力，靈活接入各類分布式能源，並通過電網、氣網、熱網間能量流的交互實現多種能源形式的互聯互通互補。在未來區域能源網際網路中，配電網不僅涉及能源生產、分配、消費、存儲等環節，而且可以在不同電壓等級，通過分布式冷熱電三聯供及電熱耦合等環節實現能源轉換，實現電熱氣網的互聯互通。如前所述，小到樓宇，大到社區及園區，再大到城市、縣鄉鎮，都在配電網的整個不同電壓等級覆蓋和供應範疇內。未來區域能源網際網路的所有要素，包括智能樓宇、智能園區、智慧工廠、智慧城市等都和配電網的建設密切相關。
2. 配電網正成為電力系統建設的核心。
電網發展重心由輸電網向配電網轉移，是加快能源轉型的需要，也是體現電力發展從「電從遠方來」向「電從身邊取」這一觀念的轉變。配電網正成為電力系統的核心，主要原因包括：
一是可再生能源的充分開發利用，使越來越多的分布式電源直接接入配電網，使配電網成為「有源」網，具備了供電功能和平衡部分電力需求的能力。其中，可再生能源開發應遵循「集中開發與分布式開發相結合，以分布式開發為主，就近開發優先」的方針，積極開發可以就近接入配電網的分布式可再生能源。德國有80%的可再生能源發電都是在配網系統裡面接入的。
二是以電力為核心的能源網際網路將催生能源利用的新模式和新業態，使配電網由單一電力配給網變為一個協同多類能源，承接、配送上級電網大規模電力，靈活接入各類分布式能源，並通過電網、氣網、熱網間能量流交互實現多種能源形式的互聯、互通、互補，為用戶提供最佳能源服務的智慧平臺。
三是利用先進的數字信息支撐技術，配電網可以實現新能源汽車、儲能、多類型負荷等多元主體的靈活便捷接入與互動，提升可再生能源消納能力和終端用戶的能源市場價值，確保配電網與輸電網的良性互動（即互相配合、互相支持），為用戶提供最優質的綜合能源服務和價值創造。
四是隨著越來越多的可再生電源從配電網接入，電網正在向扁平化、分布式方向發展，對配電網提出更高質量的要求。
3. 配電網的形態正在發生巨變。
配電網的「源端」、「荷端」、「網端」都在發生巨大變化。
（1）「源端」正在向能源清潔化、多元化方向轉變。
從源端來看，綜合能源技術，冷熱電聯產、餘熱發電、燃料電池等以及不斷加大推廣應用的儲能電池，儲能技術和大量的分布式發電技術，使得整個電源側（「源端」）的清潔化和多元化特點將日趨顯著。
（2）「荷端」正在向複雜化、互動化方向發展。
從負荷側來看，多元化負荷，包括交流負荷、直流負荷，常規的冷負荷、熱負荷等需求形態需要統籌考慮；可調度負荷，包括智能樓宇、智能家居，電熱鍋爐、中央空調、熱水器等都是未來荷端形態；數字新基建，可移動的電動汽車負荷，包括電動汽車、充電樁、換電站、流動性充放電等，甚至煤改電過程當中特別推薦的儲熱式供熱、供暖設備等，這些形態和模式在用戶側將呈現更加複雜化和互動化的特徵。
（3）「網端」正在向電力電子化、信息化方向發展。
從電網看，首先是作為電力傳輸網絡，越來越多的新技術得到了應用，包括柔性配電網、軟開關、固態變壓器、有源濾波器等；其次是作為信息網絡，包括高級量測、高級信息通信、高性能計算、大數據分析等；最後是作為交易網絡，包括現在考慮到的市場化需求的分時電價、峰谷電價，甚至後期提到的新業態下的一些綜合能源服務等也表現在電網側，顯示出了一些電子化、信息化的特徵。未來電網發展中，智能電網中的新元素的融合程度將越來越多，也會呈現出各種新技術。
「源、荷、網」的這些變化使得配電網從不可控的傳統配電網向部分可控的現代配電網和全面可控的未來配電網轉變，配電網的發展目標也從用戶負荷的地理全覆蓋，到可靠、高效、優質的供電服務，向綠色、智能、可定製的供電服務逐步進化。這一轉變過程中，配電網將成為可再生能源消納的支撐平臺、多元海量信息集成的數據平臺、多利益主體參與的交易平臺和智慧城市、智慧交通等發展的支撐與服務平臺。
4. 我國配電網系統升級改造力度在持續加大。
我國在配電網領域取得了巨大成就，我國是聯合國千年發展目標2015年實現全面電氣化唯一的一個發展中國家。
「十三五」期間，配網系統的升級改造力度加大。具體表現在：1）配網的投資力度繼續加大，規模大幅提升；2）供電可靠性和供電質量持續提高，智能化建設成效顯著；3）配網側接入電源中，新能源佔比進一步提高；4）充電服務網絡逐步完善，充換電設施體系初步形成；5）隨著配電網發展重點向農村地區傾斜，農村地區供電保障水平持續提升。
5. 我國「十四五」要基本建成「安全可靠、綠色智能、友好互動、高效普惠」的智慧配電網。
配電網作為能源網際網路建設的核心環節，需要進一步提升配電網數位化、智能化水平，引領多能耦合互補、多源聚合互動，培育新業態、創造新價值，從技術、功能、形態上推動配電網向能源網際網路轉型升級。
「十四五」期間，預計我國全社會用電量年均增速為5.6%-5.9%，2025年用電量約7.3-7.6萬億，電能佔終端能源消費比重將達到34%。能源行業的高質量發展要求配電網保障分布式電源、儲能設施、電動汽車、數據中心等多元化負荷廣泛接入，推進現代能源體系建設。「十四五」的發展目標是：到2025年，我國基本建成安全可靠、綠色智能、友好互動、高效普惠的智慧配電網，實現傳統配電網向能源網際網路轉型升級，邁入智慧發展新階段。到2035年，全面建成安全可靠、綠色智能、友好互動、高效普惠的智慧配電網，打造配電網發展的中國特色、國際樣板。
為此，配電網建設將重點放在以下五個方面。
（1）強化電網安全。全面消除四級以上電網安全事故隱患，優化網架結構，滿足重大活動保電需求，因地制宜差異化開展建設，構建局部堅強電網，強化供電安全，持續保障可靠供電。
（2）服務民生改善。持續提升原貧困地區供電服務水平，加強新上劃電網基礎設施建設，提升行政村大電網延伸覆蓋能力，逐步消除縣域電網聯繫薄弱問題，提升普遍服務水平。
（3）滿足新增需求。充分考慮「新基建」發展形勢，適當超前開展區域電網布局，預留發展空間；加強中心城市和城市群配電網建設，新增布點滿足新增長點用電需求；推進新型城鎮化和美麗鄉村建設，加強縣城及老舊小區電網升級改造，滿足農業、農村、生活用電。
（4）服務清潔能源。緊密跟蹤新能源發展態勢，開展區域資源稟賦、能源可開發潛力和電網承載力分析，科學引導新能源有序開發，做好配套電網建設，促進電網與電源協調發展。
（5）提升智慧水平。統籌終端通信接入網，加大智能終端建設，深度提升配電自動化主站應用水平和配電網智能互動水平，滿足分布式電源、儲能、各類負荷等多元主體的耦合互補和靈活互動。
6. 配電網進一步發展需消除技術、管理、體制等多方面存在的瓶頸。
（1）配電網仍然是我國電網系統的主要薄弱環節。
在供電保障方面，部分地區電網發展不充分問題依然存在，城市中心區新增布點、線路廊道困難，局部地區供電緊張；原來由地方管理新併入國網系統（新上劃）的區域電網長期投入低、電網薄弱、設備質量差。
在裝備水平方面，配電設備生產廠家眾多，執行標準不一致，通用性差、互換性差；部分設備選型不能滿足長遠發展要求，一次容量預留不足、二次擴展需求考慮不充分。
在配電自動化方面，目前主要集中在城市核心區，規模效應尚未體現，實用化水平不高，信息安全問題相對突出，安全防護體系不夠完善。
（2）在支撐能源網際網路的智能化和互動化發展方面，配網端的基礎工作還需加強。
在配電信息感知方面，目前配電網仍存在大量的感知空白，終端採集監測覆蓋不足，且採集頻度和在線率較低，實時性難以保障。
在配電通信網方面，隨著各類終端接入需求不斷增多，交互數據量增大，對通信的需求明顯增加，受制於通信接入網覆蓋深度不夠、帶寬不足，大量分布分散的智能終端和用戶終端連接困難，打通通信「最後一公裡」勢在必行。
在配電網與用戶交互方面，現有配電網量測體系大多僅監測配電網自身設備，量測範圍未擴展至用戶端，配電側與用電側信息交互不暢，且各應用系統間缺乏互聯互通和數據共享。
在配電網大數據應用方面，配電網中設備種類、數量眾多，數據臺帳複雜繁瑣，信息系統未能做到全面覆蓋，目前還存在大量的數據空白，且缺少數據分析和挖掘的高效智能方法，極大限制了配電網數據內在價值的充分發揮。
（3）為滿足分布式電源接入和多元化負荷的新要求，配電網的承載能力和靈活性有待改善。
首先，以分布式光伏、微型燃氣輪機為代表的分布式發電技術，以蓄電池、超級電容為代表的儲能技術，以冷熱電聯產、餘熱發電為代表的綜合能源技術與配電網高度融合，要求實現多種能源綜合效率的提升，提高配電網承載能力。
其次，配電側用電負荷呈現互動式發展，包括以5G基站和數據中心為代表的新基建負荷，儲能、電動汽車充電樁、換電站為代表的互動式負荷；以智能樓宇、智能家居為代表的柔性負荷，需要電網實現可觀、可測、可控，滿足多元化負荷靈活接入、實時監測和柔性控制，需要顯著提升配電網的靈活性。
（4）配電網在電力規劃中沒有得到足夠重視。
我國電網規劃建設一直存在著「重輸輕配」的傾向，過分強調能源資源與經濟發展逆向分布的情況，過度求「高」（高電壓）、求「大」（大容量）、求「遠」（遠距離），忽視或消極對待本地可再生能源的開發和配電網的發展。儘管近年來情況有所好轉，但由於我國配電網覆蓋面廣，各地的發展不平衡，累積的問題多，故整體而言，對配電網的重視程度與輸電網相比還是有較大差距。
（5）配電網市場過於封閉，無法支撐新的業務形態，為用戶創造價值。
作為區域能源網際網路、智慧城市和智慧交通的支撐平臺，配電網可以支持許多新的業態，就如電信行業在提供電話通信的基礎上，開發了許多新興的業態，提供各種增值服務一樣。配網領域蘊藏著巨大的新技術應用與商業模式創新潛力。眾多專業化服務主體願意進入，許多創新的商務模式可以引入，許多新技術（尤其是數位技術、5G通訊等）可以得到應用。
然而，由於配網的壟斷屬性和封閉性，這些創新性的業務無法展開。配電領域的改革舉步維艱。重慶市在2018年對170家中小企業單位用電成本的調查表明， 對於年用電量在100萬千瓦時以下的企業來說，在電價基礎上疊加的各類成本使得這些企業的用電成本普遍偏高，最高「度電成本」超過了10元。因此，降電價不等於降用電成本，用戶急需能夠給他們降低成本的增值服務。而從制度和機制看，壟斷企業沒有這種內在激勵和積極性，無法在源、荷、網端為用戶提供更加靈活和基於市場競爭的各類增值服務，且大多數電力用戶事實上也沒有市場選擇權。
（6）電力監管體系缺少考慮用戶側權益。
我國的電力行業正處在從「計劃」走向「市場」的過程當中，人們對電??業的認識還沒有?出?程管理思維模式。傳統的電??業主體單?，利益訴求通過計劃統?，而現代的電力行業主體多元，利益多元，需要通過市場和監管實現均衡。
我國目前的電力監管體系大多是基於電力行業內部運營來設計，關注的是如何讓電力行業系統安全高效運營。未來應該基於現代產業組織理論來考量全過程，從中立的角度看待用電側權益，考慮如何讓用戶有選擇權，實現電力生產與使用的雙向互動。
（7）配電網監管不到位，自然壟斷的權力還沒有被關進位度的籠子。
目前，我國配電網由不同部門監管，並且存在地方與中央分權問題，很多方面沒有理順。電網監管需要在投資、運營、價格三者有效形成一個閉環監管體系。我國目前這個體系，不管是國家層面，還是地方層面，監管都比較分散。監管的缺失導致配網改革面臨的阻力遠遠大於之前電信行業改革開放面臨的阻力，並在行業治理層面，無法把電網的壟斷權力關到制度和監管的籠子裡。
7. 「十四五」規劃建議
（1）配電網亟需一場革命。
電力系統結構和配電網形態的變化呼喚著配電網革命。一方面，面對有源配電網、複雜多元用戶、柔性可調互動埠，配電網進入了一個前所未有的新格局，需要一個迎接未來挑戰的新思路。另一方面，作為可再生能源的接入平臺，對於能源大數據平臺、能源交易平臺及智慧城市、智慧交通等，配電網是電力行業最能產生新價值的部分。此外，配網和大電網的關係也在變化，未來配網可為大電網提供更多輔助和消納補償服務。這就要求配電網應更加開放包容，允許新的市場主體參與，支持新技術應用與商業模式創新。
配電革命要求我們不能用原來簡單的電力規劃思路來制訂配電網規劃，而是要用綜合能源思路、能源網際網路思路，充分挖掘系統間所有要素之間的互聯互動，包括靈活調節能力，規劃出最合理、最高效、投資成本和運行成本最低的能源網際網路系統。
（2）配電網規劃應成為電力規劃的基礎和主要內容。
傳統配電網只承擔單一配電功能，其規劃的主要任務是核實受端的負荷水平，對其它方面的要求很低。但現在配電網已成為或正在成為有源配電網，平衡部分電力需求已成為其一項重要功能。國家「十四五」電力發展規劃的編制，要把配電網的地位和作用提升到樞紐和平臺的角色。
電網規劃不能將遠距離輸電當做追求的目標，如果遠方來電與身邊來電發生矛盾，遠方來電無疑應讓位於身邊來電。中東部地區作為負荷中心應該是有源配電網的規劃重點。有源配電網的規劃研究實質上是受端電網自身的供需平衡研究，也是分布式可再生能源的開發利用研究，它的成果既是電力發展規劃的主要組成部分，也是遠方來電規劃的依據。
沒有各地深入、完整的配電網規劃研究，就不可能產生符合國情又具有前瞻性的全國電力發展規劃。建議國家能源局統一提出相關要求，由各省能源局主持並委託有相應資質的諮詢機構完成本省「十四五」配電網規劃研究。
（3）深化配電與售電改革，培育能夠為用戶提供增值服務的市場主體。
增量配電業務改革，不是在國網和南網之外搞一些新配網，而是應該推動在現有配網的基礎上做一些增值服務，如幫助用戶減少能耗，降低用電成本如容量費用，鼓勵用戶開發使用各種廉價過剩電力的新方法和新工藝，以消納更多的波動性風光電。售電側改革，也不是靠從電廠買電給用戶賺價差來實現售電側改革，而應該是在配網範圍內，允許新的售電公司（即使不擁有配電資產）或綜合能源服務商等市場新主體，給用戶提供增值服務，解決壟斷企業沒有辦法通過激勵去進行增值服務的問題，打破條條框框的約束，鼓勵各種創新。
（4）理順自然壟斷與競爭的關係，推進電力行業治理現代化。
電力行業治理現代化需要考慮以下4個問題：1）配電網自然壟斷的特性是不是意味著一個企業來經營最為經濟？其規模經濟有沒有邊界？2）自然壟斷領域能不能引入競爭？ 3）在自然壟斷領域，所有權和經營權能否分離？4）中央事權和地方事權如何劃分？
我國配電網領域具備引入標尺競爭的特許經營制度，前提條件是對配電網的經營權和所有權進行分離。通過特許經營制度，配電企業之間不僅有比較競爭，可以進行優勝劣汰，部分經營不善的配電企業會被提前收回特許經營權，或讓位於新業主，或被其它優秀的配電企業兼併。競爭將促使每個配電企業變壓力為動力，不斷推動配電網的變革重塑，並向更高水平發展。
(5) 研究輸配分開、特許經營、配售分開等改革方案的利弊，為配電網變革提供制度保障。
配電領域生產力的發展需要生產關係作出及時調整，找到能讓配電網充分發揮多元平臺作用的體制機制。
有專家提議，我國電力體制深化改革的重點在於輸配分開，將輸電業務與配電業務在產權上進行分離。該專家認為，與輸電網的統一性、整體性、樞紐性特點相反，配電網具有分散性、局域性、終端性特點，因此，在配電領域更容易引入競爭。儘管配電網有一定的特殊性，比如只能在規定的地域內經營，但這並不改變其競爭性本質，正如城市燃氣一樣。輸配分開後，配電網可交由地方政府主管，發揮地方政府在本地資源開發優化、保障電力供應安全、降低電價和用戶增值服務等方面的作用。
另有專家提出，在配電領域應實行特許經營制度，即在一定區域範圍內，將配電業務當作由地方政府通過競爭性篩選而給予配電企業在一定時間段內的經營權。配電企業應按照地方監管機構的要求，達到特許經營許可內所規定的義務。
還有專家認為，在配電領域進行配售分開或者更為現實可行，即將壟斷性配電業務與競爭性售電業務分開，售電業務應由多個市場主體競爭完成。
以上三種方式雖然不同，但核心是充分調動社會各方特別是地方的積極性，允許新的市場主體參與，支持新技術應用與商業模式創新，尊重用電側權益，給用戶參與權與選擇權。建議「十四五」期間，應就這三種不同方式開展深入研究，並選擇條件具備的區域進行試點。
此外，我國的配網改革要基於發展中人口大國的基本國情，一個省的電力情況都比許多國家複雜，我們在吸取國外經驗的同時，更重要是要充分考慮系統的複雜性，根據我國電力的特點尋求解決方案。
（6）與時俱進，調整電力監管思路，加強監管手段。
隨著能源轉型實踐的深入，生產力已經發生且還在發生著重大變化。電力市場在2015年9號文件後短短幾年內，發、輸、變、配、用、儲之間的關係更為複雜，不是簡單的」兩頭」及「中間」三部分的關係，且能源、交通、城市、數位化融合日趨加深，對於「中間」的物理界定和功能界定與9號文件頒布時的情況有了重大變化，所以改革本身也應審視已經發生的變化和未來趨勢，做一些與時俱進的調整。
在新的環境下，電力體制改革要有新思路，可考慮在「管住中間，放開兩頭」的總框架下，營造法制化市場環境，進一步激活配電業務，吸引專業人才和社會資本，使得配電業務成為新的創新創業平臺。同時促進「源、網、荷、儲」或「發、輸、變、配、用、儲」之間的高效互動，使得配電網能夠在推動區域能源網際網路建設，加速國家能源轉型等方面發揮更好的作用。
（7）打破行業豎井，優化配網端綜合效益。
配電網改革的核心內容，一方面要考慮電與其它能源的高度融合、供電與供水的融合、配電網與通信、數位化、信息化的深度融合，打破能源系統中各要素之間存在行業豎井，充分發掘綜合能源系統中柔性和可調度資源，實現融合效率。另一方面，配電網要與智能交通、智慧家庭、智慧園區，智慧城市、智慧農村等實現多方協同，創造協同效益。配電側可探索多站合一（如變電站+數據中心，變電站+光伏+儲能等）、共享杆塔（杆塔+通信+基站）、多表合一（電錶+水錶+氣表）、智慧路燈（路燈+充電樁+光伏）等新模式新業態。這些模式需要打破行業壁壘，為各參與方確定合理價格。對此，政府各部門的協同組織推動作用極其重要，僅靠配電企業是不可能完成的。
（8）整合配網規劃與城市規劃，為新技術應用留下空間。
隨著數字新基建以及電動汽車的普及，我國城市中心區域一方面面臨供電緊張問題，另一方面面臨布點落點困難和廊道建設困難。配電網不能獨立於當地市政基礎設施的發展來規劃落實。建議將配網發展所需的電力設施布局納入市政國土空間資源發展規劃體系中，實現統一規劃，並把電網工程建設納入到政府重點工程，保證規劃能夠落實到位。同時合理部署數據中心、5G基站、充電樁等發展布局。這需要通過政府統籌協調安排，保證習總書記說的「一張藍圖繪到底」，充分發揮規劃的作用。
此外，當前處於百年大變局中，各類技術（尤其是數位技術等）日新月異，處於技術突破和創新的前夜，在配電網改造改革中我們不能模式化、固定化、局限化我們的思維，要在系統規劃和涉及中留有空間和餘地。
（9）把配電網的數字基礎設施提升到與其物理系統同樣重要的高度。
配電網是區域能源網際網路建設的核心環節，需要進一步提升配電網數位化、智能化水平，引領多能耦合互補、多源聚合互動，培育新業態、創造新價值，從技術、功能、形態上推動配電網向能源網際網路轉型升級。
為此，要將相關數字基礎設施提升到和物理配網系統同樣重要的位置，打造物理世界與數字世界相融合的能源網際網路基礎設施，開發適用與電力領域的專業作業系統，包括高效預測性運維系統、需求側響應和能效管理系統等，為配網系統的更多價值創造提供技術手段和相關服務，支持更大區域範圍內的優化。