2017年中國電機工程學會年會能源互聯(lián)網(wǎng)專題研討會于11月23日在廣西南寧國際會展中心召開。來自電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)、科研機構(gòu)、高等院校、設(shè)備企業(yè)、學會組織、新聞媒體等相關(guān)單位的參會代表將齊聚一堂，圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略政策、發(fā)展模式、落地示范、關(guān)鍵技術(shù)、裝備設(shè)備等展開交流探討。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院直流輸電技術(shù)研究所副所長龐輝博士出席會議，并發(fā)表了題為《全球能源互聯(lián)網(wǎng)與電力新技術(shù)發(fā)展》的主旨演講。

以下為發(fā)言內(nèi)容：

龐輝：大家上午好，我來自國家電網(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院的龐輝，下面我為大家做全球能源互聯(lián)網(wǎng)與電力新技術(shù)發(fā)展的報告，分為兩個部分，第一個部分關(guān)于未來電力發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，大家都知道目前關(guān)于可再生能源得到了快速的發(fā)展，無論是風電還是光伏，近十年得到了快速提升，這些對電網(wǎng)產(chǎn)生了很大的擾動影響，故障的各種沖擊對電網(wǎng)有很大的負面作用，我們的技術(shù)構(gòu)成了區(qū)域性的電網(wǎng)，小型電網(wǎng)更加復(fù)雜，這對我們的電網(wǎng)運行控制產(chǎn)生了比較嚴重的影響。

我們未來用電量的快速增加需要電網(wǎng)輸送能力更強，目前來看經(jīng)過十幾年的經(jīng)濟快速發(fā)展，我們國家的經(jīng)濟用電量提升很高，但是從平均水平來說，雖然我們國家的用電量與歐美國家相比差距更大，因此在未來的時間我們的用電將得到很大的發(fā)展。我們的經(jīng)濟從數(shù)量的發(fā)展到質(zhì)量的發(fā)展，隨著低碳化的發(fā)展，社會的電力化水平也將得到進一步的提升，尤其是轉(zhuǎn)型升級，整個社會的用電量也將得到進一步的提升。

電網(wǎng)中的負荷類型多樣化趨勢更加明顯，目前有很多儲能電動汽車，還有光伏、能源，這些是分布式或者波動性的電源-負荷一體化裝置，以前只有發(fā)動機和用電，現(xiàn)在與分布式電源越來越結(jié)合，我們新類型的負荷增長對電網(wǎng)控制非常困難，大電網(wǎng)、區(qū)域配電網(wǎng)的調(diào)度難度越來越大。

關(guān)于電網(wǎng)的環(huán)境保護要求，十九大報告指出未來從粗放式的發(fā)展轉(zhuǎn)為低碳式的發(fā)展，形成綠色的生活方式，踐行五大發(fā)展理念，歐洲國家對這個比較重視，也給我們做了很好的榜樣，目前在歐洲大部分國家明令禁止我們高壓線路建設(shè)的時候架設(shè)線路，尤其是生態(tài)地區(qū)或者海域，他們要求地下的輸電線路，迫使我們不得不采用電纜輸電。

在這種情況下，直流電網(wǎng)是比較好的輸電方式，歐盟提出了超級電網(wǎng)的規(guī)劃，在德國、英國、挪威、芬蘭等國家，每個國家都規(guī)劃了幾十條的直流輸電，構(gòu)成未來新一代的電力輸送網(wǎng)絡(luò)。我們國家在西部的光伏和北部的分電區(qū)域，以及東部人口密集區(qū)，這些地區(qū)對于我們直流輸電的需求越來越大，因為直流輸送距離遠，輻射小，未來也是一種比較好的輸電提升。國家電網(wǎng)公司提出了廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控的構(gòu)想，支撐未來轉(zhuǎn)型和電網(wǎng)技術(shù)升級。這是2017年夏季下來達沃斯論壇的相關(guān)論述。

新一代電力系統(tǒng)在廣泛互聯(lián)方面，以電力為中心，通過創(chuàng)新能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)、交通網(wǎng)多種能源體系之間的互聯(lián)互通，形成一種多種綜合能源供應(yīng)體系。在智能互動方面，通過用戶側(cè)的電與天然氣的轉(zhuǎn)化，以及相關(guān)的儲熱技術(shù)，實現(xiàn)用戶多種能源消費，提高我們多種電熱冷氣混合活動和轉(zhuǎn)化的能力。在靈活柔性方面，最主要的手段通過儲能技術(shù)、電子技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展新型電網(wǎng)裝備，提供潮流和電壓可控的多樣化接口和手段，構(gòu)建大型直流混聯(lián)電網(wǎng)。在安全可控方面，最主要的手段通過對電網(wǎng)的潮流以及故障電流的抑制，信息安全、人工智能、大數(shù)據(jù)等新型手段的應(yīng)用，從而實現(xiàn)我們對電網(wǎng)的可靠性的提升，達到安全可控的目標。

關(guān)于未來新一代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，有下面幾個方面的判斷，電網(wǎng)升級和變革呈現(xiàn)漸進式的發(fā)展，因為大家都知道電網(wǎng)具有很大的設(shè)備資本占用的系統(tǒng)，存量資產(chǎn)數(shù)以萬億元計算，因此我們的電網(wǎng)變革不能像其他的技術(shù)變革，比如換個手機很簡單的方式就替換掉了，但是電網(wǎng)傳統(tǒng)的設(shè)備不可能直接拋棄，因此整體變化和升級應(yīng)該是漸進的過程。

另外，從技術(shù)方面來上，根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，以及可預(yù)見的未來來看，電網(wǎng)的形態(tài)或者功能產(chǎn)生革命性或者顛覆性的技術(shù)，這些新技術(shù)在未來幾年甚至幾十年可能不會產(chǎn)生本質(zhì)性的突破，因此我們現(xiàn)有的電網(wǎng)所依賴的技術(shù)可能是現(xiàn)有技術(shù)的升級，通過這些技術(shù)對電網(wǎng)進行改造，不會是根本性的變化。因此，我們電網(wǎng)未來的發(fā)展仍然從局部慢慢擴大到整體過渡的過程。

我們智能化技術(shù)將對電網(wǎng)產(chǎn)生非常重要的影響，從上個世紀計算機出現(xiàn)以來，信息化、智能化的出現(xiàn)，半個世紀對人類社會產(chǎn)生非常大的影響，電網(wǎng)技術(shù)與計算技術(shù)相比，以前應(yīng)用不是特別廣泛，隨著近幾年對智能化、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，對電網(wǎng)可能以很大的改造升級的作用。另外，在我們的設(shè)備方面，包括變電站、運行、維護、檢測方面，以前智能化應(yīng)用不多，但是從近幾年來，這方面的應(yīng)用在電網(wǎng)中也越來越廣泛，因此未來電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合也會逐漸進一步的加深。

我們電網(wǎng)的電力電子化趨勢將會加快，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的計算機和通信在很大程度改變了人類社會發(fā)展的面貌，從上個世紀末80年代左右，半導(dǎo)體技術(shù)開始與電網(wǎng)技術(shù)相融合，將變電的技術(shù)運用到電網(wǎng)當中，產(chǎn)生了電力系統(tǒng)技術(shù)，這些變電的技術(shù)在電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)得到了應(yīng)用，包括光伏、靈活交流的輸電裝備，包括各種能源路由器，以及各個電機驅(qū)動，這些應(yīng)用場合和設(shè)備的應(yīng)用總量目前來看屬于快速上漲的趨勢，尤其是隨著可再生能源的發(fā)展，這個趨勢將會加快。由于我們的電力電子是變化很快的裝置，與傳統(tǒng)的發(fā)動機、電動機的電力系統(tǒng)相比，它的運行從機電的過程過渡到電機，反應(yīng)時間到了毫秒級，對電力系統(tǒng)來說，如果由純電電子構(gòu)建的電網(wǎng)，它的運行要求、運行策略跟傳統(tǒng)的交流系統(tǒng)相比有本質(zhì)性的區(qū)別，目前來說是很大的挑戰(zhàn)，相關(guān)的理論和技術(shù)儲備都不是特別的充分。

因此構(gòu)建未來新一代電力系統(tǒng)的能源互聯(lián)網(wǎng)，我們認為可能在新材料、新器件、新裝備、新系統(tǒng)等關(guān)鍵性技術(shù)，通過技術(shù)的發(fā)展，推動電網(wǎng)中的技術(shù)與裝備水平的提高，從而加速電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和終端的融合，實現(xiàn)大電網(wǎng)的柔性互聯(lián)。

下面我來介紹第二部分，關(guān)于電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，著重介紹五個重點技術(shù)：

第一個，關(guān)于先進交直流輸電技術(shù)，現(xiàn)在所談到的先進交直流輸電技術(shù)包括了靈活交流輸電、特高壓直流輸電、柔性直流及直流電網(wǎng)等，這些技術(shù)是支撐大規(guī)模可再生能源接入和送出，也是未來構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)和新型輸電配網(wǎng)的重要部分。靈活交流輸電方面是采用電力電子裝備和控制技術(shù)，以增強交流電網(wǎng)調(diào)節(jié)和潮流優(yōu)化能力，實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活柔性運行和安全可控。靈活交流輸電技術(shù)產(chǎn)生以來，基本上劃為三代，第一代是，采用半控型近晶閘管，第二代由于采用全控性的ITC的氣電，可以控制電流電壓的輸出，第三代是采用全控型IGBT技術(shù)，通過裝置集成可以同時控制電壓、電流、相角，對整個電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力更強。

從上個世紀開始，我們對FACTS裝備的研究，并且完成了5大類FACTS裝備的研制，并實現(xiàn)工程示范，2004年我國首套自主知識產(chǎn)權(quán)輸電網(wǎng)用靜止無功補償裝置，通過五大類的FACTS的示范，在靈活交流技術(shù)方面，我們國家已經(jīng)達到了世界領(lǐng)先的水平，無論是參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域，還是從應(yīng)用的技術(shù)方面，我們都處于世界最高的水平。

第二個是柔性變電技術(shù)，主要說的是柔性變電站，通過一些電力電子裝備在變電站的應(yīng)用，達到能量變換、潮流控制、故障割離、電能質(zhì)量控制、負荷控制等多種綜合控制功能于一體，促進分布式可再生能源的消納，實現(xiàn)高品質(zhì)的控點，提高我們電壓網(wǎng)的潮流能力，從而支撐電網(wǎng)更加靈活柔性化的運行。

下面說一下特高壓直流輸電技術(shù)，等級已經(jīng)達到了1100KV，可以輸送至兩千公里以外，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建中它作為連接跨國與跨洲的技術(shù)，我們國家是從本世紀初開始有核心技術(shù)的研發(fā)，目前國家自主研發(fā)的核心設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用在了十多條線路中，包括800KV和1100KV，在全國范圍能可以形成大規(guī)模的西電東輸?shù)?、南電北輸?shù)墓こ獭?/p>

下面說一下柔性直流和直流電網(wǎng)技術(shù)，這是一個非常新的技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在短短十幾年的時間，但是發(fā)展速度比較快，常規(guī)直流到現(xiàn)在60、70年的時間在全世界有一百多工程，柔性直流在十幾年的時間在全世界就達到了50、60條，技術(shù)發(fā)展和建設(shè)速度非?？欤靡嬗诳稍偕茉窗l(fā)展對它的迫切需求，以及我們供電的場合，在這些場合中有著顯著的優(yōu)勢，尤其是歐洲國家在這方面發(fā)展非?？?，尤其在直流電網(wǎng)可以實現(xiàn)間歇性，波動性可再生發(fā)電的互動。我們本從世紀初開始研究直流電網(wǎng)技術(shù)，世界上首套200KV的直流電網(wǎng)設(shè)備。我們國家建成了30KV的上海南匯峰巔并網(wǎng)，160KV的南澳3端，另外建成了世界上首個200KV的高壓直流斷路器工程，還有世界首個直流電網(wǎng)示范工程。

在未來的發(fā)展方向中，柔性直流和直流電網(wǎng)未來將向更多端數(shù)、更大容量、多電壓等級互聯(lián)方向發(fā)展，目前最多是5端，最大的容量是100萬左右，電壓是單一的，還沒有多個電壓，未來也需要得到技術(shù)的提升。

器件和材料，這是設(shè)備研發(fā)的前期，在未來新型的輸電裝備屬于器件的問題，電是很重要的設(shè)備技術(shù)，我們國家目前在電方面有320KV的，目前在研發(fā)500KV的研發(fā)。電纜的未來發(fā)展也向著更大電壓更大同流能力方向發(fā)展，2030可能有800KV的直流電纜得到應(yīng)用。新材料發(fā)展方向是高效率、低成本、長壽命。新能源材料主要是太陽能、儲熱材料等。大功率電力電子器件，這是一個比較高端的技術(shù)，目前我們國家在這方面是比較薄弱的，現(xiàn)在我們國家基本上水平也就是到3300V，關(guān)于新型的性能器件還沒有真正的產(chǎn)品。

氫儲能技術(shù)不再多說了，主要是燃料電池，目前容量達到ZMW，效能達到90%，未來可能推動分布式制氫技術(shù)的發(fā)展。

壓縮空氣技術(shù)，目前的話，壓縮空氣技術(shù)也是一種比較新的技術(shù)，利用廢氣來提高我們的消納能力。國內(nèi)外目前都有傳統(tǒng)壓縮空氣儲能的技術(shù)，有不同的技術(shù)路線，目前的話，示范工程也都在建設(shè)中。高效儲熱技術(shù)不再多介紹了。信息通信和人工智能，這是電腦和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，通過它實現(xiàn)信息的交流和安全的接入。電力圖的計算，由于未來一些大數(shù)據(jù)的增加，電力的數(shù)據(jù)量也非常大，因此我們的電力計算水平需要得到進一步的提高，目前主流的產(chǎn)品已經(jīng)得到的應(yīng)用，圍繞著電力產(chǎn)品的計算剛剛起步，未來還需要進一步的研發(fā)。人工智能，目前來說，我們在常規(guī)的技術(shù)，包括計算機按照領(lǐng)域應(yīng)用比較多，無人駕駛這些，大家平時聽到比較多，但是在電力領(lǐng)域，人工智能是特別多，未來圍繞著調(diào)度、檢維等方面，與人工智能結(jié)合，從而提高我們的判斷能力。

隨著電力新技術(shù)的突破，未來對推動新一代電力系統(tǒng)的構(gòu)成以及能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)都是非常大的促進，從而實現(xiàn)我們低碳社會建設(shè)的目標，我的匯報結(jié)束，謝謝大家。