配电网是指从输电网和各类发电设施接受电能，通过配电设施就地或逐级分配给各类电力用户的110kV及以下电力网络，是联系能源生产和消费的关键枢纽。目前，配电网仍是我国电网中相对薄弱的环节，整体自动化率、供电可靠率、农网与城网的结构性差距亟待改善，同时，在分布式电源以及新能源车等多样终端接入配电网、用户与电网供需互动加深的背景下，配电网的发展任重道远。综合来看，我们认为配电网将成为构建新型电力系统的关键环节之一。

　　我们认为，随着能源变革不断推进，配电网的功能形态将发生深刻变化，由单向无源网络向供需互动的有源网络演变，同时供电质量要求进一步提升：

　　► 负荷曲线尖峰化，加剧投资压力和设备利用率低等问题。随着需求侧电气化程度提高，我国用电需求快速增长，我们预计到2060年全社会用电量有望达18万亿度以上，较2020年水平上行141%。而电网尖峰负荷的增长高于用电增速，进一步加大了配电网的容量要求。根据中电联的数据，我国“十三五”期间全社会用电量年平均增长5.5%，而电网最大负荷年均增速达6.5%，由2015年的7.0亿kW增长至2020年的11.8亿kW。从经验数据来看，90%以上的发电资源和75%以上的配电网资产仅仅用于不到5%全年时间的负荷，因此配电网面临愈加严重的设备利用率低的问题，依旧需要通过加大建设投资、提高设备冗余来满足负荷增长需求。

　　注：可以看出，该地区全年负荷峰谷差超过2000kW，高峰负荷大多集中于夏季午间，低谷负荷大多集中于夜晚；全年75%负荷峰值时间不超过400h，不到全年时间的5%，而空调负荷是高峰负荷的主导因素，大约占据30%峰值负荷

　　► 高可靠连续供电要求不断提高，直流负荷供电需求日益显现。近年来居民生活水平提高、国民经济发展、产业升级、高端制造对高可靠连续供电的要求不断提高，特别是高端制造业用户对电压波动、谐波治理、负荷切换等电能质量问题十分敏感。国际电网组织电能质量经济性研究小组的研究数据显示，单次电压暂降给装备制造/芯片制造带来的平均损失达10万/25万元。此外，末端用电负荷呈现直流化的趋势，日光灯、节能灯、LED灯等照明系统和电视机、机顶盒、路由器等视听设备，以及快速发展的电动汽车、数据中心等均使用直流电，直流负荷的灵活接入问题，以及城市电网走廊有限与负荷密度高的矛盾，仍待解决。

　　► 分布式电源大量接入配电网，综合承载能力需要提升，规划及辅助模式亟待改变。在分布式光伏整县推进和分布式风电下乡的政策推动下，大规模新能源装机接入配电网，配电网也将成为消纳间歇性新能源的重要战场。分布式电源大规模接入使得配电网的不确定性、随机性提高，系统运行方式更加复杂，配电网规划需要由传统确定性规划向多场景概率性规划转变；此外，当前配电网的全局态势感知、统一优化决策和源网荷储互动能力仍不足，难以满足分布式新能源灵活消纳与智能控制需求，相关的并网服务、交易结算、运维调控等管理模式也有待优化。

　　主动配电网，能源互联网在配网侧的探索实践。为适应配电网的发展需要，2008年国际大电网会议组织（CIGRE）提出了“主动配电网”（Active Distribution Network，ADN）理念，即以灵活的网络结构为基础，通过应用先进的信息通信、智能控制、电力电子等新技术，提升配电网的适应性，对分布式电源、主动负荷进行主动控制和主动管理，促进资源的合理配置和设备的高效利用，实现不同利益方的协同共赢。我们认为，建设主动配电网，将成为新型电力系统背景下我国配电网发展的中长期目标。

　　配电环节是电网投资结构性倾斜的重点方向。我们认为，“十四五”期间配网投资占电网投资的比重有望提升至60%以上，投资总额较“十三五”期间增长11%，年均投资额有望达3300亿元。

　　特别地，农网改造空间广阔。一方面，我国农网配电水平和城网差距较大，仍有改进空间；另一方面，在整县推进和风电下乡的政策背景下，大规模分布式电源接入了相对薄弱的传统农村电网，其承载力亟待强化。我们预计，“十四五”期间农网改造投资总额有望达1.1万亿元。

　　增量配电改革丰富投资主体，优化投资环境。2021年2月25日，国家发改委、能源局印发文件鼓励社会资本等各类投资主体投资增量配电网项目[1]，支持分布式电源开发建设和就近接入消纳，结合增量配电网等工作，开展源网荷储一体化绿色供电园区建设。我们认为，增量配网的政策环境将丰富投资主体、强有力支撑配网投资的积极性。

　　分布式电源是指接入35kv及以下电压等级电网、位于用户附近，在35kv及以下电压等级就地消纳为主的电源（包括太阳能、天然气、风能、氢能、生物质能、储能等类型）。近年来在光伏整县推进/风电下乡等政策支持下，分布式光伏与分布式风电迎来快速发展，接入中低压配电网的电源规模迅速提升。

　　然而，大量分布式电源的接入会对配电网产生广泛影响，造成局部电压越限、电压波动加大、潮流逆向流动频繁、短路电流增大、供电可靠性降低、电能质量恶化、继电保护装置误动、调峰难度加大等多种挑战。特别地，在整县推进和风电下乡的政策背景下，大规模分布式电源接入了本就相对薄弱的传统农村电网，其承载力亟待强化。为确保大量分布式电源并网后安全稳定运行，《分布式电源接入电网承载力评估导则》（DL/T2041-2019）中将“反向负载率＞80%，短路电流、电压偏差、谐波含量校核不通过或因分布式电源导致220kV及以上电网反送电”的情形评估为红色等级，在电网承载力未得到有效改善前，暂停新增分布式电源项目接入。

　　资料来源：分布式电源接入电网承载力评估导则，中金公司研究部；注：反向负载率为从低电压等级向高电压等级电网流经输变电设备的输送功率与设备运行限值的比值

　　城乡电网进行多次升级，基本满足城乡居民生活用电和其他用电需求。但是，分布式电源所在的农村电网发展仍较薄弱，存在较大的地区差异，对分布式电源消纳能力和承载能力有限。根据《国家电网公司年鉴》，2019年户均配电容量为2.76kVA；“十三五”新一轮农村电网改造升级后，农村户均配变容量不低于2 kVA。

　　分布式光伏整县推进和风电下乡背景下，配套变压器扩容刻不容缓。根据天合光能组件产品手册，1.8m2组件可实现360-380W输出功率，考虑支架及其他配件，则1 m2屋顶面积可实现150W输出功率。通常情况下每户光伏占用面积在100 m2左右，考虑功率因数0.95和极端情况（例如全额反向供电），每户光伏配网容量需求将达到16kW。分布式光伏整县推进试点政策下，目前农村电网户均配电2kVA的标准远达不到承载要求，配电变压器扩容及新建需求将随分布式光伏渗透率上升而逐渐提升。风电伙伴行动计划“十四五”期间，在全国100个县优选5000个村，安装1万台风机，总装机规模达到50GW，每台风机达5MW。考虑功率因数0.95和保留一定的裕度，则每台风机对应的新增变压器容量为6000 kVA。按照每村平均安装两台风机，则每村需要新建两台6000kVA的变压器。（变压器增容空间测算详见图表24）

　　在用电负荷快速增长的趋势下，柔性负荷在缓解电网供需矛盾、提高配电网设备利用率和经济性等方面的作用逐渐凸显。柔性负荷（Flexible load）为能够改变用电时间或负荷大小以配合电力运营商的需求响应策略，从而获得经济效益的负荷，典型代表有电动汽车、储能、微电网、智能家居等。国家电网计划到2021年末在经营区构建不少于电网最大负荷5%的可调节负荷资源库，到2025年末巩固提升占最大负荷5%以上的需求响应能力，常态化开展需求响应。2020年，国家电网范围内山东、江苏、河南、浙江等省份累计组织电力需求侧响应34次。

　　此外，随着新兴主体广泛进入电力市场，叠加需求侧响应和现货交易机制，在配售电侧未来将形成多种能源互联网新业态。2021年10月12日，国家发改委印发《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》，明确取消工商业目录电价，10kV及以上用户将全部进入电力市场。中央国务院《关于做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出“推进电网体制改革，明确以消纳可再生能源为主的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位”。

　　近年来，电动汽车发展迅速，大规模电动汽车充电负荷的接入给配电网带来多样挑战。在传统的慢充模式下，充电时间与家庭的用电晚高峰负荷期高度重合，容易造成电网元件过载、电压波动、产生谐波电流、线路损耗增加、配电网三相不平衡程度加剧等问题；在快充模式下，电动汽车接入的随机性、快充桩的聚合效应对电网的强冲击以及当前配变容量的限制，均会影响配电网在快充模式下的安全经济运行。

　　一方面，配网增容需求刻不容缓。根据山东电力集团公司新建住宅小区供配电设施建设规范，每户80 m²以下/81-120 m²/11-150 m²/150 m²以上的建筑面积分别户均配置负荷4kW/6kW/8kW/12kW。考虑城市小区户均建筑面积大概在80-150 m²，假设居民区户均用电负荷为5kW，则2000户的居民区所需配电容量约为10000kVA。考虑户均车位为0.5个，单个充电桩平均配置容量7kVA。假定不占用原有居民用电容量，充电车位比例为0.8，夜晚极端情况同时率达80%时，小区用电总容量需要增加4480kVA（+45%）。随着充电桩由交流慢充逐渐更换为直流快充，单个充电桩平均配置容量有望上升，小区用电总容量将日趋紧张。不同城市居民配电有所不同，配电标准低的地区将率先受到充电桩带来的冲击，日常生活用电将受到影。