周孝信 新一代电力系统「周群电力」

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编者按

电力系统在人们印象中是较为传统的产业，轰鸣的发电机、嗡嗡作响的变压器和高空中舒展的高压线等电力装备，是工业时代的标志，其很难让人把它与互联网联系到一起。然而，电力系统的确天然具有互联网基因。通过四通八达的电线来传输互联网信息是早已实现的技术，并在进一步发展。各类一次能源发电和分散化布局的电源结构通过大规模互联的输配电网络，链接千家万户使用，具有天然的网络化基本特征；传统电力系统终端用户用电早已实现 “即插即用”，也具有典型的开放和分享的互联网特征。电力系统是国家能源调节的大动脉。各种不同的能源形式具有不同的波动特点，同时又要满足不同需求的波动性，其匹配关系非常复杂，因此通过智能计算、大数据技术和互联网思维对能源进行统筹规划，对于我国拓展多种形式的能源、降低能源成本、提高能源利用效率、促进绿色能源发展极其重要。新一代电力系统作为新一代能源系统的核心，其理念和目标与能源互联网高度契合。中国科学院院士周孝信关于 “以互联网思维审视和改变传统电力系统”的观点，正是抓住了新一代电力系统的发展方向。此外，智能计算、大数据分析和互联网思维也使得电力系统的触角延伸入社会的方方面面，任何人不可能不使用电力能源，而只要使用电力能源，他就是电力网络的一个终端，在互联网思维看来，其潜在市场十分具有想象力。

4月25日，2019中国电力工业发展高峰论坛在北京举行，论坛上，中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信从新一代能源系统的关键指标出发，阐释了对能源互联网的内涵和认知，提出在新形势下，应以互联网思维来审视和改变传统电力系统，使其获得更长远的发展。

推动能源转型 构建新一代电力系统

周孝信院士认为，目前，我国正处在能源转型的关键时期，我国能源转型与革命的核心战略目标应是大力推动能源转型，构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统。新一代能源系统具备实现可再生能源优先、因地制宜的多元能源结构，集中分布并举、相互协同的可靠能源生产和供应模式，面向全社会的平台型、商业型和用户服务型等主要特征。在新一代能源系统中，电气化是其最主要的参数演化趋势之一。

目前，我国正在实行第三代电网，其目标是从21世纪初到21世纪中叶，实现以可再生能源等非化石能源发电为主 （发电量将占到70%~80%以上），将骨干电源与分布式电源结合，骨干电网与局域配额网、微网结合，实现智能的电网控制、保护系统，智能输变电设备和网络的自愈，大容量、低损耗、环境友好的输电方式，使得供电可靠性大幅提高，基本排除用户的意外停电风险，集中于分布结合的规模经济型，分布式能源广泛接入的智能配电网、微网，提供双向能源电流、综合能源、电力和信息服务。综合来说，第三代电网是100多年来，第一、二代电网（电力系统）的传承和发展，是新形势下推动能源转型发展，构成新一代能源系统核心的新一代电力系统。

新一代电力系统的主要技术特征主要包括高比例可再生能源电力系统，高比例电力电子装备电力系统，多能互补的综合能源电力系统，信息物理融合的智慧能源电力系统。其中高比例可再生能源电力系统中的风光发电成本近年来持续降低。以光伏行业为例，近10年来，我国光伏组件价格从每瓦近50元左右降到2~2.2元左右；光伏逆变器价格从每瓦2元左右降到0.2元左右；整个光伏系统成本从每瓦60元左右降到5元左右。2007年至2018年，光伏度电成本累计下降约90%，光伏领跑基地最低中标电价已降低至0.31元/度 （青海格尔木），低于当地的脱硫煤标杆电价。此外，全球陆上风电加权平均LCOE成本下降了85%，由1983年的0.4美元/度下降至2017年的0.06美元/度。而高比例可再生能源电力系统运用中，化学电池储能应用的进展也值得关注。化学电池储能的主要功能在于其能有效缓解用电高峰局部电网供电不足问题，为电网运行提供多种辅助服务，为当地电网的安全平稳运行提供保障。比较突出的一个例子是江苏镇江-电网侧的电池储能电站，其总储能容量达到101MW/202MWH,于2018年7月18日建成并网。而在建的甘肃省区域大规模储能电站，其总容量将达到180MW/720MWH,其建成后，预计年利用新能源弃电量约2.2亿度，助力甘肃新能源弃光率下降1~2%。多能互补的综合能源电力系统，则主要体现在源端基地和终端消费综合能源电力系统上。源端基地综合能源电力系统中，水电、风电、太阳能发电、灵活煤电等能源基地和储能通过直流输电网实现多能互补向中东部输电；电力供热制冷、产业耗电、多种途径就地消纳；电解制氢、制甲烷就地利用或通过天然气管道东送。

树立能源战略 互联网思维深度融合

周孝信院士还详细介绍了传统电力系统所具备的互联网特征。主要包括，传统电力系统中各类一次能源发电和分散化布局的电源结构通过大规模互联的输配电网络，链接千家万户使用，具有天然的网络化基本特征；传统电力系统终端用户用电早已实现 “即插即用”，具有典型的开放和分享的互联网特征。这是计算机信息系统多年奋斗才得以实现的理念。传统电力系统具有典型的互联网思维，与信息互联网进一步广泛融合，以互联网思维改造传统电力系统，与信息通信技术深度融合，建设能源互联网，是构建新一代电力系统的关键步骤。

但是，目前传统电力系统在互联网的软硬件方面尚有诸多不足。传统电力系统单一的电能生产、传输配送和使用的传统模式不能实现多能协同互补，以高效满足用户多种能源需求。传统电力系统的用户目标单一，以用户为中心的理念和信息对称、双向互动的能力欠缺。传统电力系统集中统一的管理、调度、控制系统不适应大量分布式新能源发电、用电的高效一体化系统，不适应接入综合能源电力系统供需分散、系统扁平的发展趋势。

基于此，国家电网公司近期提出了大力构建新一代电力系统的能源互联网企业战略目标。其内容主要是以互联网思维和技术建设清洁低碳、高效安全的新一代能源系统，实现能源转型。能源互联网是在智能电网的基础上，互联网思维理念、技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源系统和能源产业发展新形态，是新一代能源系统的重要发展方向。新一代电力系统作为新一代能源系统的核心，其理念和目标与能源互联网高度契合，其核心目标都是要解决我国能源革命的首要问题，即最大限度开发利用可再生能源，最高程度提高能源综合利用效率，实现能源系统的可持续发展。

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