10月底,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》正式公布。《建议》明确提出要加快智能电网和微电网建设。随着分布式光伏、储能、电动汽车等新要素爆发式增长,配电网正从电力系统“神经末梢”转变为资源聚合与双向互动的重要平台。11月29日,在中国电机工程学会分布式发电及智能配电专委会2025年学术年会暨能源转换与经济年度论坛上,《现代配电系统技术丛书》正式发布。
丛书主编、中国工程院院士王成山在接受《能源评论》专访时表示,现代配电系统正面临前所未有的挑战,能源电力行业应聚焦数字化、智能化方向,以新质生产力锻造发展新优势,为新型电力系统与新型能源体系建设注入新动能,全力支撑能源强国建设。
11月29日,中国工程院院士王成山在中国电机工程学会分布式发电及智能配电专业委员会2025年学术年会暨能源转换与经济年度论坛演讲。
《能源评论》记者采访王成山院士。
配电网正处于前所未有的变革期
《能源评论》:您在新书发布会上关于配电系统的关注度多次用“前所未有”表述。这种关注度的提升,背后有着怎样的历史脉络?
王成山:配电系统的角色转变,有两个关键节点。一是2000年前后,以启动大规模城市电网建设改造为标志,我国配电网开始了现代化的转变。此次的建设改造重在解决城市配电网网架结构和供电可靠性问题,每年投资都在千亿元以上,这使得全国特别是城市配电网发生了很大的变化,供电可靠性获得了显著提升。
第二个节点是2020年以来,分布式光伏、电动汽车等新形态源、荷开始大规模接入配电网,使配电网的形态发生了重大变化。从传统的强调“网”转变为更加强调“源网荷”构成的系统。配电系统成为政府部门、电网公司、相关能源电力企业等高度关注的重要环节。国家有关部门不断针对性地出台各种政策文件,相关研究工作被列入国家重点研发计划和重大专项予以支持,成为与大电网研究并列的重点领域。
《能源评论》:这种转变的驱动力主要来自哪里?是技术本身的发展,还是外部需求的变化?
王成山:两者都有,但外部需求的变化是根本。先看电源侧,五年前谁也不会想到,现在一个省域内的分布式光伏装机容量能达到3000万、4000万甚至5000万千瓦以上。这种高密度的分布式电源接入,带来了电压越限、功率反送等一系列问题。再看负荷侧,深圳、上海等城市的电动汽车保有量都已突破百万量级,兆瓦级的充电设施也在研发阶段,一个充电枪的功率就超过一台10千伏配电变压器的承载能力。面对这种新形态源、荷发展规模带来的冲击效应,业界与学界义不容辞,需要沉下心来,研究探讨系统化的解决方案。
信息来源:受访者提供
当前,全社会用电量已超过9万亿千瓦时,未来还有很大的增长空间,到2060年甚至需要成倍增长。如果继续沿用面向全年最大负荷建设配电系统的传统模式,将不可避免地造成投资的巨大浪费。探讨新的技术,构建新的系统运行模式,实现体制机制变革,充分挖掘存量系统的潜力,成为现代配电系统高质量发展的重要命题。
《能源评论》:您提到配电网从无源到有源的转变,它具体体现在哪些方面?
王成山:大量分布式电源的接入,改变了传统配电网的无源形态,使配电系统由“无源”变“有源”,运行控制模式由“被动”变“主动”,系统中功率的流向也由“单向”变为“双向”,运行主体也由“单一”变为“多元”。分布式电源数量以百万千万计,用户用电行为十分复杂。同时,可靠、优质、高韧性供电要求日益提高。所有这些都需要现代配电系统技术的创新,也需要系统运行模式与管理机制的变革,过去只有大电网领域受到的稳定、优化、协调等问题,在现代配电系统中也变得十分重要。
《能源评论》:这种转变对行业从业者意味着什么?
王成山:这意味着配电系统正在成为具备广阔发展前景,同时又面对各种挑战的领域。所谓前景,主要体现在它将为各种新技术提供的应用空间大,为相关产业提供的规模化发展潜力大,配电系统的发展将会衍生出许多新的业态,诸如虚拟电厂、微电网、分布式储能、直流配电等将会带来许多新型服务或商业模式。
另一方面,由于配电系统直接面向用户,源、网、荷资产多元,如何把众多主体聚合在一起,让大家在追求各自利益最大化的前提下协同工作,达到更优的运行指标和更高的绿色化标准,难度相当大。同时,配电新技术从研究到应用再到大面积推广取得成效,时间跨度可能会很长,问题也会不断涌现,需要保持定力,持续不断地创新-实践,再创新-再实践。
现代配电技术需体系化突破
《能源评论》:面对众多新挑战,您牵头组织编纂了《现代配电系统技术丛书》,这套包括15分册的著作将回应哪些关键问题?
王成山:通过这套丛书,我们主要想系统地梳理出现代配电系统面临的问题以及可能的解决途径,包括现代配电系统与传统配电网到底有哪些不一样?当前面临哪些主要技术挑战,未来又会向哪些方向发展?丛书叫“现代”而不是“新型”,主要是考虑新型配电系统和新型电力系统相对应,更面向未来形态,其中很多新技术还需要更深入的研究。现代配电系统主要体现和传统配电系统的不同,起到承上启下的作用。希望这套丛书可以对过去5~10年以及未来5~10年的技术探索和实践应用做个阶段性小结和介绍。

这套书有三个特点:一是高起点策划。以“双碳”目标和新型电力系统建设为背景,全面系统总结了新形势下现代配电系统的发展理念、技术装备和工程实践成果。二是高标准编写。该丛书由英大传媒集团和国网经研院联合组织编撰,邀请了国家电网公司、南方电网公司、中国电气装备集团公司,以及天津大学、清华大学、西安交通大学、上海交通大学、北京交通大学等60余家单位的近400位学者、专家及一线科研工作者共同参与。三是高质量出版。我们坚持质量第一,严把政治关、专业关、内容关、编校关,力争打造成经得起历史检验的精品。这套丛书已经入选了2025年国家出版基金资助项目。
《能源评论》:您认为,哪些技术领域是最具颠覆性的或最需要优先突破的?
王成山:首先是智能化、绿色化的装备,以及在新型装备支撑下的配电系统结构形态。由于配电系统中装备类型很多,彼此间需要大量的数据交互,设备模块化、接口标准化、控制芯片化、运维智能化将是未来配电系统装备的发展方向。特别值得一提的是,未来配电系统中将会有大量新型电力电子装备的存在,不仅仅是用于分布式电源、电动汽车充电设施的接入,也将替代部分开关设备、电力变压器设备等,进而构建出新的配电系统网架结构形态。微电网、直流配用电技术等也将广泛应用,从而使得配电系统结构更加多样,能够高效、优质地满足用户的新需求。
其次是数字化运维技术。配电系统要想从根本上提升管理水平,必须依托数字化技术。配电系统中设备数量多、装备间耦合度高、数据量庞大,这为人工智能、大数据分析等新技术的应用创造了很好的场景,相信这些新技术会对现代配电系统的建设和运维带来新思路,也定当取得实效。为了更好地利用配电系统中的用户侧资源,虚拟电厂、车网互动等技术正受到社会广泛关注,这些现代配电系统发展过程中的新事物,同样需要数字化、智能化技术支撑,当然也需要市场机制的不断创新与完善。
总之,配电系统的发展需要很多技术上的创新,相关内容很多,这也是出版这套丛书的初衷,将各种技术相对系统地加以呈现,有助于相关领域的读者系统化了解配电系统的技术创新情况。
《能源评论》:您特别强调成体系,这种系统性价值如何体现?
王成山:现代配电系统的建设是一项宏大的系统工程,需要学术界、产业界及上下游主体的协同生态构建与共同推进,并依托电气、材料、计算、通信、控制等多学科的深度交叉融合。这套丛书就是想提供这样一个框架。我们按“新需求、新形态、新技术、新机制”来展开编写。“新需求”包括分布式光伏、储能、电动汽车接入带来的挑战;“新形态”包括微电网、直流配电技术等等;“新技术”涵盖智能装备、保护控制、数字化、信息物理系统等;“新机制”则包括虚拟电厂、车网互动、电力市场等。读者看完15本书的目录,再翻翻相关内容,就能对现代配电系统有个全景式了解。读者不一定要每本都精读,即使粗略地读一读,相信也很有启发。
变革关键在于经济层面
《能源评论》:您反复强调,“在配电系统中,不考虑经济性,单纯强调技术没有实际意义”,这是否意味着变革的关键其实在经济层面?
王成山:是这样。配电系统中很少能够找到完全解决不了的技术难题,说技术难,常常是指在经济性约束下提供有价值的解决方案难。因为配电系统任何一项运行指标的提升,都需要大量的设备投入,需要规模化的实施,一套设备增加20%的投资不算贵,但成千上万台的成本就会急剧增加,而要在全国范围内推广,经济性将直接影响技术的可行性。如果不考虑经济代价,技术问题都好解决,但成本谁来承担、投资如何回收,这是无法回避的问题。只有具备经济回报的技术,才是可推广、可复制的技术。当然,新技术的推广应用也需要一个过程,随着量的加大,许多技术成本也会下降,这就需要在技术推广应用的初期,有一定的政策支持。
《能源评论》:对于解决经济性难题,有没有比较现实的路径?
王成山:对于一项新的技术,找到合适的场景很重要,最好是亟待解决的问题,初期成本高一些也能承受,而后随着技术的推广伴随着成本的下降,最终走向产业化。事实上,找到经济性和新技术性能的平衡点本身是解决问题的关键一步。
以农村电网为例,相较于城市,农村电网网架相对薄弱,但大量光伏都在农村地区集中接入,弱网架承载大量分布式光伏,问题自然很多。既然农村分布式光伏的发展符合国家新能源发展战略,农村电网必须要适应。一种思路是靠投资加强网架建设,但成本过高,资产利用率会很低。另一种可行的思路就是因地制宜,采用微电网形式加以解决。通过源网荷储一体化,实现分布式光伏的最大化就地利用。理想的状态是,在微电网内尽可能实现源荷的平衡,这将大幅降低分布式光伏的功率反送和对电网的影响。当然,这样做需要有负荷才可以,这又涉及农村产业的发展。这里有一个例子,河南省兰考县,是全国首个农村能源革命试点县,目前,解决农村能源开发利用的关键举措之一,就是发展微电网技术,用县域内丰富的分布式能源作为招商引资的条件,吸引企业入驻,实现新能源在县域内的就地消纳。这既避免了光伏电量上送对主网造成的影响,还发展了相关产业。
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城市电网也是一样。面对电动汽车充电带来的冲击,单纯靠电网扩容成本过高,也不具有实施可行性,而应通过市场机制有序引导用户充放电行为,有效挖掘负荷侧的灵活性,从而更好地满足用户新的用电需求。
《能源评论》:您提到农村电网和城市电网要采取不同策略。农村能源革命目前看来最大的难点是什么?
王成山:农村电网最大的特点是“两弱一强”,网架结构相对薄弱,供电可靠性有待提高,但分布式电源接入强度很高。这种结构性矛盾仅依靠传统的网架强化方式难以解决。所以农村能源革命需要的是“源网荷储一体化”思维。刚才说的兰考县的模式就是一种探索,目前仍在推进中。当前难点在于如何平衡各方利益,设计合理的投资和运行机制,将产业发展和农网建设相结合,寻找出经济可行的技术解决方案。
这里特别要强调,农村电网发展应和当地产业结构调整相结合。不能把分布式光伏当成负担,而要当成资源,通过“光伏+产业”的模式,把新能源就地消纳和招商引资、乡村振兴、美丽乡村建设结合起来。这才是推动农村能源革命可持续发展的路径。
《能源评论》:展望未来,您理想中的2040年配电系统是什么样子?
王成山:第一,大量分布式电源接入后,通过源网荷储的有序管理和组织,能够尽可能实现新能源电量的就地消纳,提高电力电量平衡能力,减少对主网的影响和依赖。第二,数字化技术进入规模化应用阶段,人工智能、大数据这些新技术深度融入配电系统各环节,服务于系统优化和用户服务。第三,配电系统市场化机制相对成熟,用户侧资源得以充分利用,供电可靠性、灵活性、韧性有效提升,能够满足各种新形态负荷的多样化供电需求。
新媒体编辑|郝怡柯
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