農(nóng)村能源作為我國(guó)能源體系的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興的基石和保障，是我國(guó)推動(dòng)能源革命與綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手，也是鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要引擎。因此，“雙碳”目標(biāo)下農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型的重要性不言而喻。

近年來(lái)，農(nóng)村地區(qū)分布式能源快速發(fā)展，對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化和自動(dòng)化水平提出了更高要求。分布式能源接入電網(wǎng)以后，農(nóng)村電網(wǎng)從單向的供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成多源互聯(lián)的能源互聯(lián)網(wǎng)，因此需要應(yīng)用更多的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的全面實(shí)施，清潔低碳、多能融合的現(xiàn)代農(nóng)村能源體系正在加快形成。

農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型是必然選擇

能源綠色低碳轉(zhuǎn)型是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要一環(huán)。隨著可再生能源的迅猛發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)提供了更多的清潔能源，另一方面由于其固有的物理特性，也給電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定帶來(lái)巨大的壓力。在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的背景下，新型電力系統(tǒng)與新型能源體系建設(shè)不斷加快，農(nóng)村能源發(fā)展呈現(xiàn)以下特征：

一是用能結(jié)構(gòu)變化，電力在能源消費(fèi)中的比例不斷提高。隨著農(nóng)村電氣化水平的提升，農(nóng)村地區(qū)的用能結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。近年來(lái)，國(guó)家層面持續(xù)推動(dòng)家電下鄉(xiāng)、農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、設(shè)施農(nóng)業(yè)、家用電器及農(nóng)村生活電氣化水平在不斷提升，農(nóng)村能源消費(fèi)逐漸從煤炭、成品油等多種能源轉(zhuǎn)向以電能為主。

二是農(nóng)村電網(wǎng)供電區(qū)域非常廣袤，具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣的特點(diǎn)。農(nóng)村電網(wǎng)絕大部分處于電網(wǎng)末端，有的非常偏遠(yuǎn)。目前農(nóng)村電網(wǎng)多為輻射型網(wǎng)絡(luò)，以單條線、單變壓器為主，相比城市電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電方式，供電可靠性較差。隨著農(nóng)村電氣化的提升，農(nóng)村電網(wǎng)供電能力不足、供電可靠性壓力大、低電壓等問(wèn)題動(dòng)態(tài)地出現(xiàn)；在農(nóng)村可再生能源快速發(fā)展前，農(nóng)村供電主要來(lái)源于大電網(wǎng)。

三是在“雙碳”背景下，農(nóng)村的可再生能源迅猛發(fā)展，尤其是分布式能源，其發(fā)展空間主要在農(nóng)村。比如：屋頂光伏，荒山、荒地的集中式光伏，農(nóng)光互補(bǔ)光伏，漁光互補(bǔ)光伏，分散式獨(dú)立風(fēng)機(jī)（主要是中小型）等已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展，在風(fēng)能資源好的地區(qū)會(huì)形成重要的能源供給。

四是分布式能源快速發(fā)展，使原本比較單薄的農(nóng)村電網(wǎng)面臨很大壓力，矛盾凸顯。由于可再生能源（特別是分布式能源）未來(lái)在農(nóng)村的發(fā)展空間較大，而農(nóng)村電網(wǎng)又相對(duì)薄弱，線路長(zhǎng)、線徑小、變壓器容量小、電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)手段少，大量分布式能源接入農(nóng)村電網(wǎng)后帶來(lái)的配變過(guò)載、燒損，低壓線路過(guò)載，電壓波動(dòng)、諧波超限、潮流變化、孤島效應(yīng)（影響安全）等挑戰(zhàn)，致使供電質(zhì)量下降等問(wèn)題突出。盡管各級(jí)電網(wǎng)公司采取了很多措施，但接入能力受限、電量就地就近消納問(wèn)題仍無(wú)法解決，已經(jīng)影響農(nóng)村可再生能源發(fā)展和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

農(nóng)村電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的一部分，又是可再生（分布式）能源接入的主要環(huán)節(jié)，“雙碳”目標(biāo)背景下，農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型成為必然選擇。至少在未來(lái)的十年，農(nóng)村能源和農(nóng)村電網(wǎng)將處于新能源持續(xù)發(fā)展、接入受限、消納困難、技術(shù)上創(chuàng)新突破、電網(wǎng)不斷完善提升等矛盾和問(wèn)題的交織期，發(fā)展新能源不能等，只能在發(fā)展中解決問(wèn)題，在創(chuàng)新中推動(dòng)發(fā)展。這個(gè)期間的主要表現(xiàn)為：可再生能源仍處于快速增長(zhǎng)期；農(nóng)村配電網(wǎng)接入能力處于不斷提升期；新型配電網(wǎng)處于逐步形成期；由傳統(tǒng)電網(wǎng)向主動(dòng)式電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變期；源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展的過(guò)渡期；適應(yīng)可再生（分布式）能源市場(chǎng)化發(fā)展的電力市場(chǎng)完善期；儲(chǔ)能技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破及廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)型期。這些情況交織在一起，更需要從事發(fā)供電、用電的工程技術(shù)人員潛心研究，創(chuàng)新突破，解決好發(fā)展中的問(wèn)題，為可再生能源發(fā)展、新型電力系統(tǒng)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

數(shù)智化、自動(dòng)化是發(fā)展方向

隨著分布式能源的快速發(fā)展，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)。分布式能源大規(guī)模并網(wǎng)以后，如果無(wú)法就地消納，則需要向電網(wǎng)反向送電，容易導(dǎo)致電網(wǎng)線路和變壓器過(guò)載。在儲(chǔ)能裝機(jī)不足的情況下，農(nóng)村電網(wǎng)既要保障用電負(fù)荷，還要消納可再生能源，將面臨較大的運(yùn)行壓力。

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)村電氣化水平在不斷提高，但農(nóng)村電網(wǎng)供電保障能力不足的問(wèn)題始終存在。近年來(lái)農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)歷了多輪改造，比如農(nóng)網(wǎng)改造提升工程、小城鎮(zhèn)電網(wǎng)改造工程、中西部電網(wǎng)改造工程等，但隨著家電下鄉(xiāng)、電能替代、鄉(xiāng)村振興、電動(dòng)汽車下鄉(xiāng)等用能變化，農(nóng)村電網(wǎng)仍面臨很大的供電壓力。整體而言，農(nóng)村電網(wǎng)依然跟不上用電負(fù)荷增長(zhǎng)和可再生能源發(fā)展的速度。

分布式能源接入電網(wǎng)以后，農(nóng)村電網(wǎng)從過(guò)去單向的供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為多元互聯(lián)的能源互聯(lián)網(wǎng)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的有效控制和電力電量平衡，就需要應(yīng)用更多的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)。為了適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)的變化，農(nóng)村電網(wǎng)需要更加智能開(kāi)放，適應(yīng)大量的分布式能源分散接入，還要最大限度地就地就近消納分布式能源，解決分布式能源產(chǎn)生的電壓、諧波、孤島效應(yīng)等問(wèn)題。同時(shí)，還要滿足未來(lái)分布式能源參加電力市場(chǎng)交易的需求，這些都需要電網(wǎng)更加智能化。此外，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，如何實(shí)現(xiàn)分布式能源就地消納、最大程度地減少反向送電，這是農(nóng)村配電網(wǎng)需要重點(diǎn)研究、解決的問(wèn)題。

要形成智能可靠的能源互聯(lián)網(wǎng)

2023年，國(guó)家發(fā)展改革委等三部門印發(fā)《關(guān)于實(shí)施農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2035年，基本建成安全可靠、智能開(kāi)放的現(xiàn)代化農(nóng)村電網(wǎng)。

安全可靠是農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展的前提。農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，從最開(kāi)始的用上電，到逐漸普及用電、再到用好電。隨著農(nóng)村負(fù)荷結(jié)構(gòu)的變化、用電量的提高，要不斷提升農(nóng)村地區(qū)的供電能力和供電質(zhì)量。用電需求和電網(wǎng)供電能力是相互促進(jìn)、螺旋式提升的，用電負(fù)荷增加以后，需要推動(dòng)電網(wǎng)改造，而電網(wǎng)升級(jí)改造以后更加有利于負(fù)荷增加。實(shí)現(xiàn)連續(xù)可靠供電，供電設(shè)施需要保持穩(wěn)定的運(yùn)行，能夠抵御自然天氣的影響，有些地方要形成“自愈型”配電網(wǎng)，電網(wǎng)出現(xiàn)故障以后可以自動(dòng)快速切除，這是農(nóng)村電網(wǎng)安全可靠的基本特征。

農(nóng)村電網(wǎng)必須從傳統(tǒng)的供電網(wǎng)向智能化的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，應(yīng)該將農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)建設(shè)成為農(nóng)村電能替代和清潔能源供暖的主要能源網(wǎng)；成為新能源和可再生能源分散接入并就地消納的平臺(tái)；成為綜合能源利用和源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展的紐帶；成為電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；成為支撐智慧農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要力量；成為實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)服務(wù)均等化的服務(wù)平臺(tái)。

鑒于此，有專家呼吁農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)必須要堅(jiān)持規(guī)劃先行，充分發(fā)揮規(guī)劃的引領(lǐng)作用。農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，同時(shí)滿足分布式能源的接入和就地就近消納的需求，滿足農(nóng)村電氣化水平提升和電動(dòng)汽車下鄉(xiāng)的需要。

（作者：耿立宏 馮義華，單位：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村電氣化專業(yè)委員會(huì)）