在我國碳達峰、碳中和目標指引下，鄉村分布式光伏發電將逐年大幅增長。隨著國家能源局下發“關于報送整縣推進分布式屋頂光伏開發試點方案的意見”，標志著我國將加快發展鄉村分布式光伏發電。可以預見的是，隨著鄉村大量接入新能源，必將對傳統的農村電網帶來挑戰，進而重構鄉村電網發展模式。

由放射狀無源網變為有源網

隨著大量分布式光伏等新能源接入，農村配電系統將由原來的放射狀無源網變為具有大量分布式電源的有源網，電網物理特性將發生變化，傳統意義上的農網必然無法適應大規模、間隙性的分布式電源的廣泛接入，主要表現在以下方面：

農網消納能力不足。在局部地區，由于區域負荷特性與光伏、風電等新能源出力特性不匹配，將導致消納困難，需要改造提升或新增變電容量。

影響電能質量。隨著分布式光伏接入容量增加，電壓偏差呈現先減小后增大的“U型”變化，極端情況下甚至會超過電壓要求上限。同時，光伏并網的逆變器增多，在光照強度急劇變化、輸出功率過低等情況下，將產生大量諧波。如浙江嘉興某變電站共接入73個分布式光伏項目，現場監測顯示，當分布式光伏出力達30%時，電流總諧波畸變率達14%，超過標準5%的限值規定。

影響配網自動化和繼電保護動作。傳統農村配電網一般不考慮雙側或多側電源情況，配置3段電流保護，且大部分為無方向過流保護。隨著大量分布式光伏接入，一旦出現故障，電力系統和光伏設備均會向故障點提供短路電流，改變了流經保護裝置的電流，可能導致繼電保護裝置誤動、拒動等行為。同時，存在備自投、重合閘等保護不正確動作風險，將導致電網事故范圍擴大。

出現諧波污染且危害增大。隨著逆變器等電力電子元件大規模接入電網，再加上一些逆變器質量不高，將導致電網出現諧波污染且嚴重超標。電網諧波將導致損耗增大、繼電保護誤動作、儀表測量不準確等問題，降低供電可靠性和電能質量。

縣級電網調峰難度加大。光伏等間隙性非調峰電源高比例接入縣級農網后，將突顯調峰資源的不足，且由于傳統農網沒有儲能裝置，將導致局部地區白天光伏發電高峰(實際是負荷低谷時段)的調峰難度加大，節假日期間將尤為突出。

需提前開展新能源接網研究

針對上述問題，電網企業應重點開展以下工作：

開展縣級配電網對分布式光伏接入能力的調查和評估。一是開展縣域分布式光伏屋頂資源可開發潛力的調查，查清可利用的屋頂資源及可安裝的光伏容量;二是查清現有中低壓配電網和配電變壓器的承接能力。經過綜合分析、評價，結合配電網發展規劃，對所在縣近期和中遠期可接納光伏發電能力作出評估，指導各單位協助政府有序開展屋頂光伏建設。

開展分布式光伏大規模接入對配電網和負荷側電壓影響的研究。在光伏發電出力、接入位置、線路參數和負荷水平不同的情況下，現場實測單個和多個分布式光伏并網對配電網電壓的影響，并提出方案，解決配電網中高滲透率分布式光伏造成的電壓越限問題，改善系統節點電壓，實現分布式光伏就地自適應的電壓控制。

開展不同容量光伏發電接入低壓配電網的諧波測試。以大量分布式光伏并網的農村配電網為例，在不同容量下對負荷側、配電變壓器側的諧波影響程度進行現場測試并出具分析報告，制定消除諧波的技術措施，以保證電網安全運行和供電質量。

開展分布式光伏并網對農網繼電保護影響的研究。大規模分布式光伏并網后，對配電網的短路電流和保護定值將產生很大影響，同時，反送電將對保護配合方式產生影響，重合閘的設定原則也需要調整。因此，應研究制定適應大規模分布式光伏接入配電網的繼電保護設置原則和標準。

開展光伏發電就地、就近消納的調查評估。對就地(用戶側)、就近(配電臺區內)、轉移(跨臺區)消納(電量)的能力開展調查和評估。根據變電站負荷情況，按照就地和就近消納、盡可能減少向上一級電網倒送的原則，確定轄區新能源發展規劃。可劃分為高速發展、中度發展、限制發展等級別，從源頭引導新能源有序接入。

開展適應分布式光伏消納的儲能研究。在整縣光伏建設區域，探索集中式和分布式相結合的儲能配套方案，充分發揮儲能對電網的多時空尺度支撐能力，有效解決山區縣源荷發展不均衡、不對稱的問題。推動出臺“配額制”儲能建設模式，解決儲能建設存在的“發電企業不愿投、電網公司不能投、社會資本不想投”等問題。修訂完善鄉村電網規劃編制導則和設計、建設標準，今后在鄉村電網建設中要考慮大量分布式光伏(包括其他新能源)的消納，以及配備一定數量的儲能裝置(包括分布式抽蓄電站、有庫容的山區小水電抽蓄改造和成熟技術的化學儲能等)，并作為鄉村電網不可分割的組成部分。

新型農網建設要因地制宜

與傳統農網相比，新型農網應具有消納大量可再生分布式清潔電源的接入能力，并確保供電質量。因此，新型農網建設應因地制宜，統籌考慮農村經濟發展階段和分布式光伏特點，采取不同模式，不可一刀切。同時，新型農網建設需要科技創新引領，加快電網數字化轉型和先進可靠、價格低廉的設備和產品研發，并需要社會各界的支持。

開展新型農網規劃研究，完善農村配電網標準。要提出農網優化調整方案，在規劃引領下實現分布式光伏有序建設和接入。當前要做好前期屋頂潛力的調查工作，尤其是積極配合地方政府開展縣域分布式光伏屋頂資源可開發潛力的調查工作，提高測算結果的科學性和準確性;積極協助政府出臺分布式光伏開發規模、投資和商業模式等指導意見，全面梳理和完善分布式光伏發電相關制度、標準，規范分布式光伏項目實施，防止一哄而起和運動式推進。

應發揮電網公司的技術、人才、管理優勢，編制適應大規模屋頂分布式光伏接入的新型農村配電網的技術標準、管理規定，完善相關管控流程，引導源、網、荷、儲協同發展。要做好光伏并網配套工程建設，加強對農村配電網的改造升級，確保大量分布式光伏并網后安全穩定運行。

大力培育農村用電市場，就地、就近消納光伏發電。要通過農村電氣化、電能替代等工程實施，進一步提高電能占農村終端能源消費的比重;著力推動農業生產生活電氣化，努力提升農村地區分布式光伏就地消納的能力;全面拓展農業領域電氣化市場，推動農業生產技術升級。

具體而言，要借助農網改造升級，大力推廣電排灌、電動農機具、農業養殖溫控、電動噴淋、電孵化等農業生產電氣化示范項目;推廣鄉村校園電氣化、鄉村旅游電氣化等項目，試點在農村地區推廣電炊具、電采暖、電炒茶、電烘干等高能效電器設備的應用，不斷提高鄉村電氣化水平，實現分布式光伏就地消納。

促進政策和法規建設、完善，推動新型農網(電力系統)發展。要協助政府出臺相關政策法規，在合理的價格下引導投資方、消納方和電網企業按市場化規則有序運作。制定投資人需承擔儲能建設和諧波消除責任的原則，配套的儲能裝置和消諧設備可由投資人自建自管，也可采取市場化認購、統一建設共享資源等辦法。

大規模分布式光伏接入農村配電網后形成的新型電網，不僅在技術和管理層面帶來變化，也會對不同電壓等級農網的投資、網損和運行成本等產生顯著影響。因此，需明確相關政策，實現分類定價，并在各市場成員之間進行公平分攤，確保新型農網建設的資金來源。

加強領導，進一步提高對建設新型農網的認識。整縣屋頂分布式光伏和新型農網建設離不開黨委、政府的領導和推動。因此，要在政府部門層面建立新型農網建設領導小組，制定階段性建設規劃與計劃，定期檢查、總結建設情況。

整縣屋頂分布式光伏和新型農網建設涉及面廣、投資金額多、工程規模大、持續時間長，各地供電公司應積極主動匯報，贏得政府和社會各界的支持，將包括農村分布式光伏在內的各類可再生新能源發電和新型農網建設作為落實碳達峰、碳中和目標和“建設美麗鄉村、美麗中國”的重要工作，納入對各級政府的綜合考核，以營造良好的內外部環境。

(作者系中國電機工程學會農電專委會副主任委員)

文章來源：中國能源報