发展可再生能源\推进电能替代加快电网创新
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摘要：党的十提出了“两个一百年”的宏伟目标，总理也多次强调，要把更多力气放到经济升级上，通过推进转型来实现升级，打造中国经济的“升级版”。根据这样的目标要求，我国能源和电力需求将继续保持刚性增长，能源消费总量、发电装机都呈跨越式发展趋势，风电、太阳能发电等新能源也发展迅猛。新的起点、新的形势，要求国家电网公司紧密结合党和国家中心工作，抓住机遇，全面推进“两个转变。
关键词：能源；电力；电网
中图分类号：U665.12 文献标识码：A
面对煤炭能源日渐枯竭和全球气候、环境变化的现实压力，一场新能源革命在全球范围内悄然兴起，我国以煤为主的能源结构和电源结构也将在今后几十年内逐步改变。随着可再生能源、核能、天然气等清洁能源发电在未来有望成为主力电源，电网的发展也将经历重大转型
2009年，我国向国际社会承诺，2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40%至45%，非化石能源比重达15%。而2020年全面建成小康社会，要实现国内生产总值和城乡人均收入比2010年翻一番，这意味着我们的能源消费也将快速增长。因此，必须大力发展可再生能源，调整现有能源结构。
电是优质、高效、清洁的二次能源，电能占终端能源消费的比重每提升1个百分点，单位GDP能耗可下降4%左右。实施以电代煤、以电代油，对于控制能源总量、优化能源结构、提高能源效率、促进节能减排、解决雾霾问题都具有重要意义。电动汽车作为清洁的交通工具，也将是未来汽车工业发展的重要方向。除航空和军事等领域外，其他方面的能源供应大部分可用电能替代。而目前广泛应用的可再生能源主要包括水能、风能、太阳能和生物质能等，大部分也以发电形式进行利用。推进电能替代，调整能源结构，可能是未来解决能源需求快速增长与环境压力的日益增大矛盾的重要出路。
当前，我国发电装机容量和电网规模均已居世界首位。在能源革命的大背景下，电网的重要性日益突出。未来大规模电能的利用，要求电网科技创新必须加快。近年来，我国开展了以特高压为框架的智能电网的科技创新和建设，在特高压研发和建设领域实现了“中国创造”和“中国引领”。当前，世界范围能源技术开发日益向绿色、低碳、智能的方向发展。从电能利用结构来看，我国可再生能源发展已经具备了良好的基础，水电、风电装机规模均位居世界第一位。电网将成为大规模新能源电力的输送和分配网络，应对未来大规模分布式电源并网带来的技术挑战与冲击迫在眉睫。面对世界范围的新一轮能源技术竞争，我们必须把握第三代电网发展的趋势，加快研究和建设，力争取得新的竞争优势。
现状：新能源发展要求电网尽快转型来自国网能源研究院的研究报告显示，我国清洁能源资源丰富，具备大规模开发潜力。其中，水力资源总量位居世界第一，技术可开发量5.7亿千瓦；核电现有厂址资源可支撑1.6亿千瓦的核电装机；进一步选址可满足未来3至4亿千瓦的核电装机需求；风电全国仅陆上50米高度3级以上风能资源潜在开发量约23.8亿千瓦；太阳能发电开发潜力可达30亿千瓦左右。“无论是风能等清洁能源的大范围优化配置与消纳，还是分布式能源的灵活接入与双向计量，都需要并网来实现。”国网能源研究院副总经济师白建华对记者说。
随着我国新能源开发力度不断加大，新能源并网对传统电网日益提出挑战。记者了解到，以风电为例，我国已成为世界上风电装机容量最大的国家，但弃风限电成制约风电发展的重要因素。数据显示，2012年全国弃风电量从2011年的120多亿千瓦时增至约200亿千瓦时，占全年风力发电量的1/5。主要原因是现有的电网建设还不足以把不能就地消纳的电大规模输送出去。
白建华认为，实现清洁能源集中式、基地式大规模高效开发，关键是通过大电网建立大范围配置平台。而分布式清洁能源发电并网会给电网的规划和运行带来一些技术难题和影响，主要涉及负荷预测、电源结构、电网扩展、电能质量、保护整定、频率控制、电压调节、供电可靠性等内容。
探索：未来电网清洁化和智能化
中国工程院副院长谢克昌认为，大规模新能源利用将催生能源供需模式向双向协调适应模式转型，即把合适的能源用在合适的地方。这就需要新的基础设施和储运配方式的支撑，如汽车充电桩、储能、分布式能源系统等，而能够实现消费者和生产者互动的新一代电网是核心环节。
“以清洁化（接纳大规模可再生能源电力）和智能化为主要特征的下一代电网也就是第三代电网将成为未来电网发展的趋势和方向。”中国科学院院士周孝信说。能源革命带来的发电能源清洁化和一定程度的分散化，以及信息技术发展带来的智能化促使电网开始转型。
目前，我国以特高压为骨干框架的坚强智能电网建设已经取得积极进展，晋东南—荆门1000千伏交流试验示范工程等相继投运，智能电力系统建设也在紧锣密鼓地进行中。220座智能变电站已经建成。智能电表正在许多地区得到运用。到2015年，除边远农村地区外，将全部实现用户用电信息自动采集。
“智能电网有望解决可再生能源面临的最大问题，是因天气变化而造成的供电不稳定问题。”中国电力科学研究院电力电子应用技术研究所所长汤广福说。
结合“万家企业节能低碳行动”目标，转变业务模式，在发电侧重点推进燃煤电厂的节能计划。基于县域配电网能效评估，综合利用智能无功优化技术、谐波治理、节能变压器应用、智能表计优化利用等节能措施实施县域配电网能效提升工程，探索合同能源管理机制在配电网建设和技改中应用模式。有效整合社会资源，以建筑能源管理系统、绿色照明及其二次节能改造、余热余压综合利用、高压变频改造、区域能源中心等节能解决方案为着力点，大力拓展在公共建筑、城市照明、工业、建材、化工以及服务业等领域的节能服务业务。以风险共担，效益共享模式推动特大型节能项目实施。
重大技术需要有所突破
根据国家《可再生能源发展“十二五”规划》，2015年—2020年风电、太阳能发电装机容量达到5000万千瓦至2亿千瓦的水平，而且主要是位于西部的集中开发模式，这需要在大规模可再生能源接入电网的技术上有所突破。
我国资源分布不均衡，煤炭资源主要集中在西部和北部，水电资源80%分布在西部，风能、太阳能资源也主要分布在西部；而电力负荷主要集中在中东部地区。从电力流预测结果来看，我国将始终存在大容量远距离输电的基本需求。
当前电网的线损率为6%—7%，大量电能被损耗在输配电线路和变压器等输配电设备中，因此降低线损、提高能源利用效率对第三代电网的建设尤为重要。
中国工程院周孝信院士指出，基于对电网和电网技术发展趋势的判断，建设未来电网将面临大规模可再生能源接入电网、大规模远距离输电、提高电网和终端用户能源电力利用效率、提高电网安全性和供电可靠性这4项重大技术需求。而近期必须开展研究的10项关键技术，主要包括大规模新能源与可再生能源电力友好接入技术、大容量输电技术、大容量储能技术、电力通信与信息技术、智能配电网和微网技术、智能用电技术等