縣域海島“山海協同”零碳電網建設的初步探索與實踐

■ 國網舟山供電公司 梁帥偉

國網象山縣供電公司 喬月輝

象山概況

地理特點。象山地區三面環海，灘涂資源豐富，適于建設漁光、農光光伏電站，同時東部外海面積寬闊且風力資源豐富，適于建設大規模的海上風電場，寧波大市海上風電建設項目均規劃在象山。象山共有大小島嶼505座，居全省首位，目前南田島、檀頭山島、花岙島、韭山列島等9座島嶼為有人居住島嶼。

產業特點。象山北部發展民宿餐飲旅游業，打造“斑斕西滬港”；東部發展一區多園的臨港重工業和高端制造業，打造“時尚東海岸”；南部發展綠色水產養殖、遠洋捕撈產業，打造“風情石浦港”；西部發展影視旅游、民宿度假產業，打造“潮隱西海岸”。

需求與挑戰

能源發展方面

目前，象山縣供電公司220 kV及以下電源總裝機101萬kW，其中清潔能源裝機95萬kW，占比高達94%。在并網類型方面，清潔能源裝機中光伏總裝機56.69萬kW，風電總裝機37.25萬kW，初步形成了以風光為主體的能源供應體系。在中低壓配網層面，清潔能源總裝機9.222萬kW，其中分布式光伏總裝機8.822萬kW，占比95.66%，目前10 kV線路反向負載率在0～80%區間內的線路已有26回，約占總線路條數的10%；低壓分布式光伏并網容量超過臺區容量20%的有84個，約占總臺區數量的5%。

綜上所述，一方面大規模海上風電、集中式灘涂光伏并網規模體多量大，但因上位規劃的缺失導致并網線路多次建設，極大浪費通道資源。另一方面中低壓配網局部區域分布式光伏過快發展，給電網帶來了功率不平衡、電能質量、反送電風險、經濟運行以及棄光問題，同時也給配網檢修施工作業增加了倒送電安全風險。

電網承載方面

象山電網受地理條件、產業發展以及能源布局等因素影響，表現為源少荷散、源荷發展不均等特點，分析如下：（1）象山海岸線綿長，歷來為臺風侵襲的重災區，現仍有53回線路防風能力未滿足要求，電網防災應急保電任務重。（2）山區、海島現有55回線路長度超過15 km，占比20%，發生故障時巡視排查時間長，恢復供電周期與城網相比差距較大。（3）象山南部海島區域供電相對獨立，配電自動化終端覆蓋不足，發生故障無法快速定位處理，供電可靠性不高。（4）島內電網設備的巡視、運維作業是常規人工運維方式，受海島天氣、島內交通影響較大，存在運維成本高、運維效率低下等問題，數字化運維管理手段匱乏。（5）本地分布式光伏資源潛力尚未充分發掘，部分區域配網消納能力不足導致清潔能源發展受限，同時區域內的產業發展亟需綠電支撐，全社會電氣化水平和能源綜合利用效率有待加強。

綜上所述，為推動能源低碳轉型和保障電網運行安全，亟需提升大型能源并網能力、分布式新能源消納能力、海島電網防災保電能力、源荷深度融合能力，建設“山海協同”零碳電網新型電力系統。

新型電力系統建設思路

提升大規模清潔能源并網送出能力

根據象山清潔能源示范島建設規劃，提前研究象山南部大規模海上風電和集中式的灘涂光伏、水面光伏清潔能源集中跨海送出方案，將大容量清潔能源直接送至象山北部和寧波市負荷中心。通過統籌能源規劃、源側儲能、并網線路建設計劃，系統性論證送出廊道資源和消納范圍，推動源網荷儲同步規劃、建設和投運，保障電力系統安全穩定運行。

提升分布式能源消納能力

（1）選取分布式光伏并網容量超過25%的20個臺區試點，在配變側和低壓線路側安裝微型化感知模塊，通過配變側綜合治理裝置和低壓線路側光伏接入調節裝置，解決臺區功率跌落、過電壓等問題，保障供電質量。（2）選取光伏裝機容量已經超過饋線額定容量30%的12回中壓線路，安裝60套配網寬頻同步量測終端，將線路電壓、電流等電氣量接入I區主站，通過動態實時監測和全網感知，實現配網薄弱點評估、電能質量溯源和輔助故障定位。（3）試點安裝中壓光伏控制器和低壓光伏智能并網斷路器，將光伏監控信息接入配電自動化和調度自動化系統，實現光伏實時監測和可調可控，降低反送電安全風險。（4）政企攜手共建能源數據中心，對800家規上企業用能數據進行采集、分析和應用，接入點位預計可達2400余個，建設雙碳智治應用平臺，拓展電力數據在輔助政府決策、產業轉型分析等領域的應用

提升海島電網防災保電能力

（1）選取高塘島架空線路，試點應用薄壁離心復合型電桿替代傳統水泥直線桿，與轉角鋼管桿搭配使用，提升海島架空線路防風等級。（2）對有變電站布點的大型海島，如南田島、高塘島兩座相鄰島嶼，結合跨海段線路通道建設站間配網聯絡，對海島上的終端變提供保安電源。對由分支線供電的小型海島，如花岙島、崇饞島、對面山島，通過建設分支聯絡線路補強網架，提高海島負荷轉供能力。（3）對中型海島檀頭山島，應對單線單變的檀頭變上級電網故障情況下全島失電風險，試點10 kV“分布式光伏+儲能”的并網型微電網運行模式，并通過EMS將系統運行數據通過“光纖+微波”的方式傳送至調度自動化主站和配電自動化主站，滿足離網狀態下系統能夠帶正常負荷持續運行24 h的要求。（4）對跨海、山區等12回長距離中壓線路發生故障跳閘后無法快速處理的問題，安裝北斗遙控斷路器、星光級攝像槍機、故障行波測距定位裝置，對故障點精準定位和隔離，快速恢復非故障段負荷。（5）在南部區域的檀頭變、鶴島變、新橋變設置無人值守機場，打造對變電站出線15 km半徑的全自動化線路通道巡視體系，通過數字化手段提高運維巡視效率。（6）對接入光伏比例較高的重要敏感用戶，試點應用10 kV有載調壓變壓器，通過自治型光伏并網逆變器和臺區側儲能設施，形成低壓側微網系統，構建臺區級保供電模式。

提升源荷深度融合能力

定性定量分析10 kV線路承載新能源的能力，編制《象山縣全電壓等級新能源消納能力分析評估報告》，促成縣發改局發文執行，指導分布式光伏電源選址和接入點優化制定，促進源荷協調發展。

結合5家優質企業用電特點，從光伏屋頂、客戶側儲能建設方面入手，打造分布式光伏就地消納工程，依據客戶需求推動綠電交易。

對農業大棚通過改造加裝風冷取暖系統和安裝廠房屋頂光伏，實現種植、存儲、運輸的電氣化和光充一體的低碳運行，降低人工和用電成本。

開展農排“共享電表”建設，輔助政府開展鄉村數字化、低碳化治理，實現鄉鎮能效數據分析。

圍繞全景式低碳場景，建設“零碳村落”、全電景區、全電民宿建設，推廣綠色低碳生活方式。

利用沿海灘涂養殖業廣闊水域面積建設光伏，利用養殖廢固、廢水沼氣發電，推進農業電氣化、綠色低碳發展。