能源转型亟待规划新一代智能电网

　　清洁低碳是能源转型的首要特征。“十四五”期间，国家将严格控制煤电，全面推进清洁替代和电能替代，未来，电力所占的市场份额将会越来越大。

　　到2050年，我国能源行业将达到“两个50%”目标：电能在终端能源消费中的比重超过50%；非化石能源占一次能源的比重超过50%，这也对电网提出了更高的要求。

　　急需发展特高压输电技术

　　电网主要由联结成网的送电线路、变电站、配电所和配电线路组成。通常把由输电、变电、配电及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电网。

　　我国正处于工业化、城镇化和能源结构转型的关键时期，电力需求长期保持较快增长。从2006年到2016年，全社会用电量已翻了一番，预计到2030年还将再翻一番，达到11万亿千瓦时，届时我国的人均用电量也仅为经合组织国家2006年的平均水平。

　　当前，我国能源资源供需分布极不均衡。80%以上的可用能源资源包括清洁能源分布在西部、北部，70%以上的电力消费集中在东部、中部，供需相距800~3000公里，加之环境保护和土地资源“硬约束”，迫切需要发展大容量、远距离、高效率的特高压输电技术。

　　特高压交流输电是指1000千伏及以上电压的交流输电技术，既可用于大容量远距离输电，也可用于构建电网骨干网架。特高压直流输电是指±800KV及以上电压的直流输电技术，可用于大容量远距离点对点输电，依托坚强交流电网实现电能转换。

　　以金沙江下游4000万千瓦水电送华东为例，采用交流输电方案在技术上和经济上均不可行，采用常规±500KV、300万千瓦直流输电方案占地大、损耗高、极不经济，建设13回自西向东横跨2000公里的线路实际不可行，因此必须发展特高压直流输电技术。

　　电网发展面临挑战

　　当前，用电负荷尖峰化特点日益突出。预计“十四五”期间，全国电力负荷峰谷差率将逐年提升，“电力缺口大，电量缺口小”特点突出。若按最大负荷安排网架将造成产能过剩、投资浪费等问题。

　　其次，电网运行控制特征日益复杂。“十四五”期间，华东、华中电网都将成为典型的多直流馈入电网，受端地区电网受入直流落点密集，交直流耦合日趋紧密；另一方面，新能源装机占比提升，其调峰、调频、调压特性与常规机组存在差距。电网发展需有针对性地加强交流系统承载能力，提高系统调节控制能力。

　　另外，电网还面临实时平衡问题。新能源发电具有随机性、波动性和间歇性，新能源高比例接入电力系统后，增加了系统调节的负担，常规电源不仅要跟随负荷变化，还要平衡新能源的出力波动。

　　随着配电侧能源供给日趋多元化，以分布式光伏、微型燃气轮机为代表的分布式发电技术，以蓄电池、超级电容为代表的储能技术，以冷热电联产、余热发电为代表的综合能源技术与配电网高度融合，这就要求实现多种能源综合效率的提升，提高配电网承载能力。

　　配电侧用电负荷复杂化、互动化，包括以电动汽车充电桩、换电站为代表的互动式负荷，以智能楼宇、智能家居为代表的柔性负荷，都需要电网实现可观、可测、可控，满足多元化负荷灵活接入，实时监测和柔性控制。

　　配电网的优质服务水平也亟待提升。随着能源交易的市场化水平提升，以电力市场为核心的能源市场逐步放开，供给侧与消费侧市场主体广泛参与、充分竞争，分时电价、峰谷电价、多方互动、综合能源交易等市场机制不断丰富，对配电网的服务水平提出了更高的要求。因此，也需要进行电力体制改革，放开增量配电市场。

　　构建新一代智能电网

　　国家提出的“两个50%”目标，意味着一半以上的能源生产和消费都将依靠电力系统来完成，未来电网发展需要不断提升能源资源配置能力，具备强大的灵活调节能力，打造各电压等级协调发展的坚强智能电网。

　　首先，新一代电网广泛互联，需要搭建资源大范围优化配置平台。目前，我国能源开发与消费的基本情况是，70%水能资源在西南；80%陆地风能集中在“三北”；60%太阳能集中在西部和北部；70%以上的能源需求在东中部。通过广泛互联的新一代电网，可以实现全网发供用多能互补、时空互济、友好包容。

　　其次，新一代电网应以智慧化、互动化为特征，与电力市场紧密融合。通过大数据技术分析处理电力系统海量在线数据；通过云计算技术快速准确实时仿真，在线决策；通过物联网技术提高发、输、配、用和电力市场全环节智能感知能力和实时监测水平；通过移动互联网技术加强信息通信支撑能力。

　　新一代电网还将积极采用创新技术，如抽水蓄能、虚拟同步机、柔性直流输电、柔性交流输电等，提高新能源运行的灵活性和适应性。另外，新一代电网具有高度稳定性和可靠性，电网安全可控、能控。

　　总之，实现能源转型，核心是新能源大规模开发利用，根本途径是能源生产消费再电气化，基础则是具有“广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控”特征的新一代电网。（■李文毅　作者系国家电网公司原副总工程师，本报记者李惠钰根据其在“首届中国电力新基建及能源互联网论坛”上的报告整理）