周知 李鵬飛 杜芳

摘 要：黨的十八大首次提出了“兩個(gè)一百年”的奮斗目標(biāo)，并強(qiáng)調(diào)要繼續(xù)加大國(guó)民經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)改革力度，通過(guò)改革促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)建設(shè)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。按照這一長(zhǎng)期目標(biāo)，中國(guó)的清潔能源和新型電力設(shè)備需求將保持快速增長(zhǎng)，總體能源消耗和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備裝機(jī)均逐步呈現(xiàn)出跨越式發(fā)展的趨勢(shì)，風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新一代能源也在快速穩(wěn)步發(fā)展。新的歷史起點(diǎn)和新的發(fā)展形勢(shì)下，國(guó)家電網(wǎng)公司要緊跟黨和國(guó)家的工作部署，抓住機(jī)遇，全面大力推進(jìn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”。

關(guān)鍵詞：能源;電力;電網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7;F40文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.035

面對(duì)水和煤炭再生能源的日益嚴(yán)重消耗，以及全球變暖氣候和能源環(huán)境日益變化的現(xiàn)實(shí)發(fā)展壓力，世界全球范圍內(nèi)正在發(fā)生著一場(chǎng)新的動(dòng)力能源結(jié)構(gòu)革命，未來(lái)數(shù)年，基于水和煤炭的動(dòng)力能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和基于電力供應(yīng)能源結(jié)構(gòu)也將逐步發(fā)生變化。隨著電網(wǎng)發(fā)生重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，清潔再生能源混合發(fā)電（又如可再生天然能源、核能、民用天然氣）也將有望成為未來(lái)幾年的主要清潔能源。

1 促進(jìn)電能替代，加快電網(wǎng)創(chuàng)新

2009年，中國(guó)向國(guó)際能源社會(huì)作出承諾，到2020年將使每單位燃料GDP的排放二氧化碳和硫排放物數(shù)量從2005年的最低水平大幅減少40%～45%，非民用化石燃料能源的市場(chǎng)份額也將達(dá)到15%。為了在2020年之前全面建成小康社會(huì)，中國(guó)仍然需要努力使2010年GDP和人均每年城鄉(xiāng)居民收入水平翻一番，這意味著能源消耗也將快速增長(zhǎng)。因此，必須繼續(xù)大力發(fā)展可再生清潔能源，調(diào)整我國(guó)現(xiàn)有清潔能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

電力再生能源是一種高利用功率和低質(zhì)量、高效、清潔的新型利用二次能源。終端能源消耗中的電力份額增加1%，將使單位GDP的能源消耗減少約4%。用電力能代替非燃煤和利用石油，對(duì)于有效控制清潔能源消費(fèi)總量、優(yōu)化清潔能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、提高清潔能源利用效率、促進(jìn)企業(yè)節(jié)能低碳減排、加快解決大氣煙霧污染問(wèn)題發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)作為一種清潔的新型交通運(yùn)輸工具，也將成為未來(lái)我國(guó)汽車(chē)電子工業(yè)快速發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。

當(dāng)前，廣泛投入使用的可再生清潔能源主要包括水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能和其他生物質(zhì)能，其中大多數(shù)也以風(fēng)力發(fā)電的各種形式投入使用。促進(jìn)全球電能資源替代和通過(guò)調(diào)整全球能源利用結(jié)構(gòu)發(fā)展是當(dāng)前解決未來(lái)全球能源需求持續(xù)快速增長(zhǎng)與能源環(huán)境壓力日益急劇增加之間矛盾的重要途徑之一[1]。

目前，中國(guó)的并網(wǎng)裝機(jī)容量和全年并網(wǎng)用戶規(guī)模已連續(xù)位居世界第一。在全球能源工業(yè)革命的背景下，電網(wǎng)應(yīng)用的重要性越來(lái)越突出。近年來(lái)，中國(guó)在國(guó)家特高壓技術(shù)框架下成功開(kāi)展了我國(guó)智能高壓電網(wǎng)的關(guān)鍵科技技術(shù)創(chuàng)新和項(xiàng)目建設(shè)，在國(guó)家特高壓技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“中國(guó)創(chuàng)造”和“中國(guó)主導(dǎo)”。當(dāng)前，全球清潔能源技術(shù)的快速發(fā)展正向節(jié)能綠色、低碳、智能化三大方向快速發(fā)展。從汽車(chē)用電池的結(jié)構(gòu)上來(lái)看，中國(guó)為可再生能源的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，水電和風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模居世界首位，電網(wǎng)將發(fā)展成為大面積規(guī)模利用新能源光伏發(fā)電的主要輸電和配電連接網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)我國(guó)大規(guī)模分布式輸配電網(wǎng)及其并網(wǎng)過(guò)程帶來(lái)的諸多技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)和環(huán)境影響也顯得尤為迫切。面對(duì)這場(chǎng)世界性的新一輪清潔能源技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，必須準(zhǔn)確把握第三代水力電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，加快基礎(chǔ)研究和技術(shù)建設(shè)，努力獲得新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和優(yōu)勢(shì)。

2 新能源的發(fā)展需要盡快改造電網(wǎng)

國(guó)家電網(wǎng)能源研究所的最新研究成果報(bào)告顯示，中國(guó)擁有豐富的清潔能源和水資源，且有潛力大規(guī)模開(kāi)發(fā)這些資源。其中，水電水力資源開(kāi)發(fā)總量一直居于世界首位，技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力已高達(dá)5.7億kW?，F(xiàn)有的三級(jí)核電站開(kāi)發(fā)資源可用于支持1.6億kW的以上核電開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量;其他核電場(chǎng)所資源可以充分滿足未來(lái)300kW～4億kW以上核電的開(kāi)發(fā)需求;其中地面高度為50 m的3級(jí)以上大型風(fēng)能發(fā)電資源的潛在綜合開(kāi)發(fā)投資規(guī)模約預(yù)計(jì)為23.8億kW。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿γ磕昕梢赃_(dá)到約30億kW。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)集中智能化、地面智能化和更大規(guī)模、更高效率的發(fā)展清潔利用能源的一個(gè)關(guān)鍵手段，是通過(guò)大型水力電網(wǎng)架設(shè)建立大型電網(wǎng)配電管理平臺(tái)。分布式清潔再生能源風(fēng)力發(fā)電站的并網(wǎng)建設(shè)會(huì)給我國(guó)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和電源運(yùn)行管理帶來(lái)一些重要技術(shù)上的問(wèn)題和社會(huì)影響，主要問(wèn)題涉及電網(wǎng)負(fù)荷變化預(yù)測(cè)、電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展、電能傳輸質(zhì)量、保護(hù)措施設(shè)置、頻率自動(dòng)控制、穩(wěn)壓、電源運(yùn)行可靠性等。

3 未來(lái)的清潔智能電網(wǎng)

能源技術(shù)革命發(fā)展推動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電廠對(duì)能源的綜合清理和利用分散化，現(xiàn)代信息電子技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步促進(jìn)了電網(wǎng)智能化，這些都直接促使了智能電網(wǎng)的技術(shù)變革。當(dāng)前，中國(guó)在以特高壓電網(wǎng)為主要骨干網(wǎng)絡(luò)框架的現(xiàn)代智能高壓電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力方面已經(jīng)取得了積極進(jìn)展。東南金山—荊門(mén)1 000 kV智能交流電源試驗(yàn)站等示范建設(shè)項(xiàng)目相繼建成投產(chǎn)，智能交流電源管理系統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)全面投入運(yùn)行，并已規(guī)劃建成220座大型智能變電站，智能自動(dòng)電表已在許多國(guó)家和地區(qū)廣泛使用。截至2015年，除偏遠(yuǎn)地區(qū)及農(nóng)村貧困地區(qū)外，所有電力用戶都能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)收集相關(guān)電力服務(wù)信息。

中國(guó)電力電子研究院王副院長(zhǎng)唐光復(fù)提出：“智能電網(wǎng)承諾要解決的可再生能源面臨的最大問(wèn)題是由于氣候變化而導(dǎo)致電力供應(yīng)不穩(wěn)定的問(wèn)題?！睘楸M快實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)家企業(yè)節(jié)能降碳行動(dòng)”目標(biāo)，中國(guó)將加快轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)商業(yè)模式，推進(jìn)全國(guó)燃煤再生能源綜合節(jié)約行動(dòng)計(jì)劃。在縣級(jí)電力配電網(wǎng)能效指標(biāo)評(píng)估的基礎(chǔ)上，利用電網(wǎng)智能無(wú)功優(yōu)化供電技術(shù)、諧波自動(dòng)控制、電網(wǎng)智能應(yīng)用等多項(xiàng)節(jié)能環(huán)保措施，實(shí)施縣級(jí)電力配電網(wǎng)能效評(píng)估提升優(yōu)化工程。探索合同節(jié)能壓力變壓器、智能壓力電表的綜合優(yōu)化管理利用，以及合同電力能源管理信息機(jī)制在工業(yè)配套電網(wǎng)工程建設(shè)和節(jié)能技術(shù)升級(jí)過(guò)程中的優(yōu)化應(yīng)用等新模式，有效整合企業(yè)社會(huì)人力資源，以配網(wǎng)建設(shè)合同能源管理信息系統(tǒng)、綠色節(jié)能照明和二次發(fā)電節(jié)能系統(tǒng)改造能源信息化、余熱發(fā)電壓力的優(yōu)化綜合利用、高壓節(jié)能變頻系統(tǒng)改造、能源管理中心等二次節(jié)能改造解決模式方案應(yīng)用為業(yè)務(wù)重點(diǎn)，大力發(fā)展在公共建筑、城市節(jié)能照明以及工業(yè)、建材、化工和公共服務(wù)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域提供工業(yè)節(jié)能改造服務(wù)商等服務(wù)。同時(shí)，采取風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)和利益分擔(dān)的方式，推進(jìn)實(shí)施超大型節(jié)能工程[2]。

4 重大技術(shù)突破

《“十二五”可再生能源發(fā)展計(jì)劃》提出，2015年～2020年，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的裝機(jī)容量達(dá)到50kW～2億kW，主要在中國(guó)西部地區(qū)，這需要突破大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)的技術(shù)。中國(guó)的產(chǎn)業(yè)資源配置分配不平衡，煤炭資源主要分布在西部和北部，水力資源主要分布在西部，風(fēng)能和大型太陽(yáng)能發(fā)電資源主要分布在西部，電力傳輸負(fù)荷主要集中在中部和東部沿海地區(qū)。根據(jù)分析，中國(guó)對(duì)交流大容量電力和長(zhǎng)距離交流輸電總是不具有基本應(yīng)用需求。目前，電網(wǎng)的交流線損率一般為6%～7%，在大型輸配電專用線路、變壓器及其他大型輸配電線路設(shè)備中大量入網(wǎng)電能受到損耗。因此，減少線損和能耗提高電網(wǎng)能源的綜合利用效率，對(duì)于第三代智能電網(wǎng)的長(zhǎng)期建設(shè)尤為重要。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，要對(duì)整體電網(wǎng)以及相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展區(qū)域進(jìn)行綜合判斷，探究未來(lái)電網(wǎng)存在的各類(lèi)發(fā)展問(wèn)題，并對(duì)可再生能源接入電網(wǎng)以及大規(guī)模遠(yuǎn)距離傳輸電網(wǎng)的應(yīng)用效率，增強(qiáng)電網(wǎng)在應(yīng)用過(guò)程中的可靠性及安全性。目前，電能替代已經(jīng)使整體電網(wǎng)的創(chuàng)新性不斷提升，發(fā)展更加優(yōu)質(zhì)的可再生性能源能夠使電網(wǎng)創(chuàng)新性得到進(jìn)一步優(yōu)化。中國(guó)目前已經(jīng)能夠?qū)Ω黝?lèi)創(chuàng)新型能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，并對(duì)電能替代的現(xiàn)實(shí)意義進(jìn)行探究。由此，需要?jiǎng)?chuàng)新電網(wǎng)管理工作，以可再生能源利用、電能替代為基礎(chǔ)，優(yōu)化整體電網(wǎng)，不斷提升發(fā)展創(chuàng)新性特征，進(jìn)一步體現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展特點(diǎn)。希望通過(guò)研究，為中國(guó)電網(wǎng)創(chuàng)新以及電能替代與可再生資源的發(fā)掘提供有效思路，提高創(chuàng)新能力，推動(dòng)整體電網(wǎng)工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡紅娟，周卓軍，王會(huì)峰.發(fā)展可再生能源、推進(jìn)電能替代加快電網(wǎng)創(chuàng)新[J].城市軌道建設(shè)工程理論基礎(chǔ)研究（2005年電子版），2013-12-04.

[2] 廖媛.發(fā)展可再生能源、推進(jìn)電能替代加快電網(wǎng)創(chuàng)新[J].信息周刊，2018（6）：227.