周孝信：新一代能源系统如何发展
- 2015/8/5 10:08:35 33739
- 来源：国家电网杂志
在这一条件下，电网将面临新的使命，或者说电网的任务将发生很大的变化。首先，电网将成为大规模新能源电力传输和分配的网络。其次，电网和分布式的电源、储能装置、能源综合利用系统有机融合，成为灵活、的智能能源网络。同时，智能电网还将具有极高的供电可靠性或者功能的可靠性，基本排除大面积停电的风险。
1.以电力为中心、以电网为主干
新一代能源系统，是以电力为中心、以电网为主干的各种一次、二次能源的生产、传输、使用、存储和转换装置，以及它们的信息、通信、控制和保护装置直接或间接联接的网络化物理系统。构建新一代能源系统的目标，是大限度地开发和利用可再生能源，大幅度地提高能源综合利用效率。而新一代能源系统是新形势下第三代电网向综合能源系统的扩展。与传统能源系统比较，新一代能源系统有四个主要特征：一是实现可再生能源优先、因地制宜的多元能源结构；二是实现集中与分布并举、相互协同的可靠能源生产和供应模式；三是实现各类能源综合利用，以及供需互动、节约的用能方式；四是面向全社会，具有平台性、商业性、服务性。
2.构建综合能源解决系统
新一代能源系统还需要包括源端、受端和传输等方面的科学和工程技术进行支撑。源端，特别是我国西部，需要大规模可再生能源的生产、存储、转化、消费整个链条中的系统科学、能源转化储存和综合利用科学及相关工程科学技术。受端，各类分布式能源生产、储存和需求消费中与电网紧密结合，实现、互补、综合利用链条中的系统科学和相关工程科学技术。传输，以电网为主干的新型输电、输能方式，以及网络构建的系统科学和新型输电、输能方式的工程科学技术。
3.互联网思维下的电力系统
以互联网思维建设、改造传统电力系统，需要具备三个层次。个层次是多能源互联互通，提高一次和二次能源综合利用效率，这也是新一代能源系统的目标。第二个层次是借鉴互联网及其扩展的网络技术，实现即插即用、能源路由器、大数据、云计算等对能源系统特别是分布式可再生能源、微网、用户在能源生产、消费、市场管理和服务的支持。第三个层次，就是催生能源生产、消费、服务的新业态和商业模式。这一层次电力行业过去很少考虑，而互联网的企业很多都是在商业模式上、在服务模式上下工夫，这一点非常值得能源和电力行业学习。新一代能源系统的核心目标是大限度地开发利用可再生能源，大幅度地提高能源综合利用效率。新一代能源系统应以电力为中心，以智能电网为主干，并涵盖智能能源网络，与信息技术、互联网进行进一步广泛融合。以互联网思维改造传统电力系统，是构建新一代能源系统的关键步骤。
下面，笔者分享两篇国外的案例
美国：加快研发向成果转化
在智能电网和信息技术的蓬勃发展中，美国不断加大速度和力度，并取得了相当可喜的成果。美国智能电网技术的应用成果主要体现在以下四个方面。首先是通过信息技术的整合来转变和提升电网，即整合分布式电源系统，实现配电自动化，以及实现了分布式电网互联，包括可再生能源发电、电压控制技术、储能、电动汽车和需求侧响应等。其次是发展了驱动分布式电源的软件系统，这包括配电管理、分布式自动化、分布式能源管理系统，以及需求侧响应管理系统等。而高度的分布式自动化，有助于美国缩短在大风暴后的停电时间。再次是通过电压无功控制自动保护和优化，提升了电网的智能化，从而可以节约能源，降低系统的损耗，并提高应对前端的反应，保证了整个系统的可靠性。后，智能电网在通信技术和网络安全方面也取得了发展。智能电网使用的通信系统包括无线、光纤，必须制定标准和协议，以改善不同系统之间的相互操作，进一步减少信息的延迟，同时加强网络的安全。
韩国：促生绿色增长
韩国是世界第能源消费国，韩国的经济发展迅猛的背后，依靠的是大量能源消耗的支撑。然而，韩国本身能源匮乏，仅仅在东部沿海地区有少量石油和天然气储量。作为世界能源消费大国，其96%能源需要进口，且进口额连年持续上升。此外，韩国的能源结构中，化石能源比重过高。2013年97%的发电动力来自于化石能源，而可再生能源只占韩国全部能源结构的2.9%。这一能源现状，不仅引发了韩国经济发展和环境保护之间的对立性矛盾，也对其能源安全构成了威胁。因此，如何降低能源成本、保障能源安全以及保护环境，成为韩国能源界普遍关注的重要话题。要解决这些问题，一方面要在能源供给方面提高可再生能源利用比例，另一方面要在能源需求侧提高能源利用效率。
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