支撐新能源汽車下鄉(xiāng)，農村電網要“強身健體”

 

 

國家發(fā)改委、國家能源局、國家鄉(xiāng)村振興局于7月14日印發(fā)《關于實施農村電網鞏固提升工程的指導意見》（以下簡稱《意見》），強調統(tǒng)籌考慮鄉(xiāng)村級充電網絡建設和輸配電網發(fā)展，作好農村電網規(guī)劃與充電基礎設施規(guī)劃的銜接，加強充電基礎設施配套電網建設改造和運營維護，因地制宜、適度超前、科學合理規(guī)劃縣域高壓輸電網容載比水平，適當提高中壓配電網供電裕度，增強電網支撐保障能力。在東部地區(qū)配合開展充電基礎設施示范縣和示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)創(chuàng)建，構建高質量充電基礎設施體系，服務新能源汽車下鄉(xiāng)。《意見》為我國今后農村電網的發(fā)展指明了方向。

 

與城市電網相比，農村電網的承載力比較薄弱，農村用電負荷相對較低，用電量比較分散。從地區(qū)發(fā)展程度看，東部地區(qū)相對較強，東北、中西部地區(qū)相對較弱。目前，我國縣級以下地區(qū)的公共充電樁總數(shù)僅占全國公共充電樁總數(shù)的9.45%，農村居民家用交流充電樁數(shù)量也較少。隨著新能源汽車下鄉(xiāng)政策的施行，農村電網中電動汽車的充電負荷增加迅猛，并將呈現(xiàn)出不同的負荷特性。現(xiàn)有農村電網負荷具有典型的季節(jié)性及日負荷特點，若不加以引導，無序充電勢必會導致配電網供需不平衡，農村電網的原有用電負荷和充電負荷矛盾將會顯現(xiàn)，進而打破農村電網既有的平衡格局。這意味著，農村電網亟需提升改造，否則將難以適應新能源汽車下鄉(xiāng)的需求。

 

 

總體看，經過多年對農村電網改造升級的投入，農村電網的承載力逐年提升，我國現(xiàn)有農村電網的承載力基本適應目前農村地區(qū)的用電負荷。但是，隨著新能源汽車下鄉(xiāng)政策的推行，農村電力負荷將有較大增長，電動汽車的充電功率將成為農村地區(qū)家庭用電中功率最大的負荷。家庭私人交流慢充電樁的充電功率一般為7千瓦左右，遠高于冰箱、彩電、空調的負荷。公用直流快充電樁的單槍負荷一般為60千瓦左右。對此，《意見》提出，到2025年，東部地區(qū)農村電網戶均配變容量不低于3.5千伏安，中西部和東北地區(qū)不低于2.3千伏安，要求各地結合實際，差異化制定本區(qū)域發(fā)展目標。

 

實際上，這一目標是最低標準?？紤]到電動汽車在農村的滲透率有一個漸進過程，充電負荷也會有一個逐漸上升的階段。因此，農村電網的鞏固提升也要按照當?shù)剞r村電網發(fā)展規(guī)劃，有序增加投資、開展建設。比如，浙江省2022年農村戶均配變容量達5.21千伏安，但同樣存在局部地區(qū)配變容載比偏低、電動汽車充電樁安裝困難等問題，需要增容布點，加強農村電網擴容建設。要確保電動汽車下鄉(xiāng)后車主能夠方便快捷充電，就必須適度超前、科學合理規(guī)劃縣域高壓輸電網容載比水平，適當提高中壓配電網供電裕度，增強電網支撐保障能力。

 

 

大量新能源汽車下鄉(xiāng)，增加了農村電網的負載，如果不加以重視，勢必引起農村電網電能質量下降，主要表現(xiàn)為電壓合格率、供電可靠性下降，電磁諧波的注入造成“污染”等。目前，我國中西部和東北地區(qū)的農村電網還大量存在配電網單線、長距離送電問題，導致電壓偏低和供電可靠性較低等問題?！兑庖姟诽岢?，到2025年，東部地區(qū)的農村電網供電可靠率和電壓合格率分別不低于99.94%、99.9% ，中西部和東北地區(qū)不低于99.85%、99.2%。

 

要提高電壓合格率和供電可靠率，最根本的措施是進一步加大對農村電網的投資。具體措施包括適當提高中壓配電網供電裕度，增加農村電網中變電、輸電線路容量和每戶居民戶均配變容量，減少農村電網中單線、單變數(shù)量，增加配電變壓器的布點，縮短配電線路的供電半徑，增加環(huán)網供電，進一步增強電網支撐保障能力。

 

同時，要確保農村電網中電動汽車充電設施均衡接入，采用有序充電控制等手段，動態(tài)調節(jié)電網各相充電功率，平抑電網中隨機充電負荷引發(fā)的三相不平衡等問題，穩(wěn)定電網電壓。

 

諧波問題，是大量充電樁運行后影響電能質量的重要因素。電動汽車蓄電池充電屬非線性負荷，充電過程中會產生諧波。諧波傳至公共電網中，會引起線路發(fā)熱量增加、變壓器損耗增大；在充電站內部，也會對其他用電器造成影響，比如導致計費系統(tǒng)不準確、電子設備工作不正常等。電動汽車充電裝置主要包括直流充電機和交流充電機兩種形式。根據現(xiàn)行的峰谷電價政策，居民家中自建交流充電樁，利用晚上低谷電充電已經成為一種普遍趨勢。隨著新能源汽車下鄉(xiāng)規(guī)模的擴大、交流充電樁的廣泛應用，車載充電機將成為新的諧波源，可能會影響農村電網的電能質量和穩(wěn)定性。目前，對直流充電站已經有比較完善的諧波治理措施，但對交流車載充電機諧波治理的研究成果還比較少。當前，市面上出售的帶有濾波補償功能的車載單相充電機比較普遍，但由于車載單相充電機接入電網是隨機的，大量此類充電樁接入農村電網后，勢必會對農村電網的諧波注入更大風險，因此，必須予以高度關注和重視。電網企業(yè)對新能源汽車滲透率較高的地區(qū)，要加強電網諧波檢測和溯源，產生諧波后及時采取措施，防范諧波“污染”傳至電網造成電能質量下降。

 

 

與城市電網相比，我國農村電網在數(shù)字化轉型和服務方面還有較大差距。農村電網的數(shù)字化轉型和充電設施的智能化、便捷程度將決定電動汽車在農村地區(qū)的發(fā)展程度和農村電網的安全可靠運行。目前，在縣級以下地區(qū)，農村電網的數(shù)字化轉型現(xiàn)狀與充電設施的感知控制、安全可靠通信、車-樁-網信息貫通等還不匹配；車企平臺、運營商平臺、電網公司信息系統(tǒng)之間，目前基本未實現(xiàn)互聯(lián)互通，難以共享交互信息，影響了農村電網中充電設施的有序充電、V2G車網互動和充電設施的維護檢測與方便快捷使用。

 

因此，建議加快縣級以下的電網企業(yè)和農村電網數(shù)字化轉型升級，加快完善農村電網中的數(shù)據采集、傳輸和自動控制裝置；推動政府相關部門完善充電設施并網標準，明確通信規(guī)約、信息交互、運行控制等要求，建立配電臺區(qū)側終端與充電樁之間經濟可行的本地通信通道。按照“一個終端、一次采集”原則，按需部署具備充電樁控制功能的臺區(qū)側采集終端、提升采集頻次，支撐本地有序充電控制及市場交易類業(yè)務。電網企業(yè)的農村供電所要加快數(shù)字化轉型，為農村用戶提供網上數(shù)字化服務平臺，為充電樁的安裝接電、故障處理、費用結算等提供便捷的數(shù)字化服務。

 

 

農村地區(qū)是各類分布式可再生能源的集聚和發(fā)展區(qū)。建議積極推進分布式可再生能源與電動汽車充電設施建設的融合發(fā)展，積極探索綠色充電設施的技術和商業(yè)模式。

 

在分布式光伏、風電等可再生資源富集地區(qū)，可引導企業(yè)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、村集體辦公服務區(qū)、旅游景區(qū)、民宿集聚區(qū)、村級能源站等公共場所建設光、風、儲、充一體化的集中充電場站，提升充電設施管理企業(yè)的自治管理和主動支撐能力；在公路道路服務區(qū)，可根據大功率充電設施接入需求，合理預留供電裕度，并配置移動充電車“即插即用”接口，積極探索“路域光伏匯流升壓+儲能+充電站”建設模式，統(tǒng)籌滿足日常充電需求和節(jié)假日短時充電高峰；在農村居民中，推動采用“戶用光伏+戶用充電樁”接入模式，努力提升綠色充電樁規(guī)模和水平；此外，還可以充分利用農村地區(qū)的分布式光伏、分布式風電、生物質發(fā)電以及小水電等可再生能源，試點開展微電站、微儲能、微能網“三微”協(xié)同示范，建設一批V2G車網互動先行示范區(qū)，探索規(guī)模化充電設施聚合參與電力需求側響應、電力輔助服務及現(xiàn)貨市場。