我國未來電網(wǎng)及電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對策

在轉(zhuǎn)變舊的能源生產(chǎn)與消費模式、實現(xiàn)更大范圍內(nèi)能源資源的優(yōu)化配置中，作為主要能源傳輸載體的電網(wǎng)模式將發(fā)生哪些變化?未來的電網(wǎng)將采用哪些新的輸電方式和控制方式?哪些新的科學(xué)技術(shù)可以滿足新的能源供應(yīng)和消費模式下電網(wǎng)安全、高效、智能運行要求?這些問題正是當(dāng)前能源和電力領(lǐng)域?qū)＜易顬殛P(guān)注的問題之一。國際上多個國家和機構(gòu)已開始相關(guān)研究，并致力于電網(wǎng)和電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展路線圖的研究和制定。

為了廣泛探討在新能源革命背景下我國電網(wǎng)發(fā)展面臨的各種挑戰(zhàn)，展望未來電網(wǎng)模式和發(fā)展趨勢，探究影響電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素和科學(xué)問題，評價新技術(shù)在電網(wǎng)發(fā)展中的應(yīng)用前景，香山科學(xué)會議于2012年9月 27～29日，在北京召開了以“未來電網(wǎng)及電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對策”為主題的學(xué)術(shù)討論會。中國電力科學(xué)研究院周孝信教授、華中科技大學(xué)程時杰教授、中國電力科學(xué)研究院郭劍波教授、清華大學(xué)電機系梁曦東教授和中科院電工所肖立葉研究員擔(dān)任會議執(zhí)行主席，多學(xué)科跨領(lǐng)域的50余名專家學(xué)者應(yīng)邀參加了會議，與會專家圍繞(1)未來電網(wǎng)模式和電力系統(tǒng);(2)新型輸電方式和輸電技術(shù);(3)超導(dǎo)和先進儲能技術(shù)和(4)新型材料、器件和輸變電設(shè)備等中心議題進行深入討論。

周孝信教授作了題為“未來電網(wǎng)和電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景”主題評述報告，指出新能源革命的主要驅(qū)動力在于化石能源短缺和全球氣候變化的威脅，而其使命是構(gòu)建新能源電力輸配網(wǎng)絡(luò)、靈活高效的能源網(wǎng)絡(luò)、能源電力和信息綜合服務(wù)系統(tǒng)和安全可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)。從發(fā)展前景來看，若按人均用電量 8000kWh、15億人口估算，我國未來(2020～2050)的全國總裝機應(yīng)為32億kW，即人均2.1kW，而輸電需求將達到7.1億kW。我國未來第三代電網(wǎng)模式將是大型骨干電源與分布式電源相結(jié)合;大型輸電骨干電網(wǎng)與地方輸配電網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合;清潔能源電力占50%以上。2020～2030年，我國電網(wǎng)在形態(tài)上應(yīng)是超大規(guī)模超/特高壓交直流混聯(lián)的復(fù)雜電網(wǎng)。2030年-2050年，在全國范圍內(nèi)建設(shè)靈活可控、低損耗、高可靠性的跨大區(qū)超級輸電網(wǎng)絡(luò)。對電網(wǎng)發(fā)展有重大影響的關(guān)鍵技術(shù)有10項，即大規(guī)模新能源與可再生能源電力友好接入技術(shù)(含分布式)、大容量輸電技術(shù)、先進傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力通信與信息技術(shù)、大容量儲能技術(shù)、新型電力電子器件及應(yīng)用技術(shù)、電網(wǎng)先進調(diào)度、控制與保護技術(shù)、電力系統(tǒng)先進計算仿真技術(shù)、智能(主動，active)配電網(wǎng)和微網(wǎng)技術(shù)、智能用電技術(shù)。

與會專家對人均用電量8000kWh這個指標(biāo)開展熱烈討論，提出要從根本改變生活習(xí)慣和消費觀點，采用一種更加節(jié)能環(huán)保的生活模式，人均用電量應(yīng)當(dāng)控制下來，從而遠小于這個數(shù)值。根據(jù)多年的電力規(guī)劃經(jīng)驗，我國“補課式”消費會促使人均用電量大幅度提高，甚至不用到 2050年就會突破8000kWh這個指標(biāo)。大家一致認為人均用電量指標(biāo)應(yīng)聯(lián)合社會科學(xué)專家和電力專家進行深入研究。第二個熱點問題是關(guān)于煤電和可再生能源發(fā)展比例，有的專家認為40%的煤電比例可行性不高，風(fēng)電、光電、核電現(xiàn)有的發(fā)展規(guī)模比預(yù)期要緩慢，煤電比例應(yīng)該考慮為50%甚至60%更實際。第三個討論熱點是關(guān)于輸電規(guī)模問題。有的專家指出：7.1億的輸電容量，按現(xiàn)有輸電技術(shù)來估算，需要100多條輸電通道，但資源環(huán)境的限制使得建設(shè)如此多的輸電通道沒有可能，因此必須有一個調(diào)整發(fā)展規(guī)模、改變發(fā)展模式和尋求新技術(shù)革命的過程。

一、未來電網(wǎng)模式和電子系統(tǒng)

與會專家在題為“未來中國電網(wǎng)模式的分析與展望”的中心議題評述報告中指出，影響電網(wǎng)發(fā)展模式的主要因素包括電力流格局和電網(wǎng)技術(shù)兩個方面。提出了我國未來電網(wǎng)的發(fā)展模式，分別給出了2020年的電網(wǎng)場景，以及 2020～2030，2030～2050的電網(wǎng)發(fā)展模式預(yù)測。與會專家還作了“超/特高壓交直流輸電系統(tǒng)”、“構(gòu)建統(tǒng)一的新能源電網(wǎng)”和“多端直流輸電和直流電網(wǎng)技術(shù)”的專題報告,并針對本中心議題展開了熱烈的討論。

二、新型輸電方式和輸電技術(shù)

與會專家在題為“新型輸電方式與輸電線路”的中心議題評述報告中指出，在未來二三十年內(nèi)，架空線路由于其綜合性價比優(yōu)勢，仍將是輸電的主要方式，分析了電力輸送的發(fā)展需求、面臨的制約因素及滿足不同需求下的各種輸電技術(shù)，提煉出輸電領(lǐng)域在可預(yù)見的技術(shù)進步下有待解決的科學(xué)問題。

與會專家還作了“輸電線路的電磁環(huán)境”、“未來電網(wǎng)中的大容量電纜輸電與氣體絕緣管道輸電”和 “無線能量傳輸技術(shù)及其應(yīng)用” 的專題報告,并針對本中心議題展開了熱烈討論。

三、超導(dǎo)和先進儲能技術(shù)

與會專家在題為“超導(dǎo)電力技術(shù)及其發(fā)展前景”的中心議題評述報告中指出，超導(dǎo)電力技術(shù)是一項革命性的前沿技術(shù)，是電力工業(yè)的高技術(shù)儲備，超導(dǎo)電力技術(shù)在應(yīng)對未來電網(wǎng)的重大挑戰(zhàn)方面將發(fā)揮重大或不可替代的作用，剖析了電力超導(dǎo)技術(shù)和超導(dǎo)材料的研究現(xiàn)狀，并指出由于我國在新型低溫制冷基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)方面已取得很大成績，今后可望進一步向規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展。

與會專家在題為“未來電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)”的中心議題評述報告中給出了儲能技術(shù)的定義，指出儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用將在發(fā)、輸、配、用電的各個環(huán)節(jié)對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)帶來根本性的影響，分析比較了不同儲能技術(shù)的特點和應(yīng)用范圍，提出了今后需要重點研究的技術(shù)問題。

與會專家還作了題為“關(guān)于發(fā)展高溫超導(dǎo)輸電的建議”、“商業(yè)化超導(dǎo)電纜的研制”、 “儲能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向”和“壓縮空氣儲能系統(tǒng)研究進展”的專題報告,并針對本中心議題展開了熱烈討論。

四、新型材料、器件和輸變電設(shè)備

與會專家在題為“新型輸變電設(shè)備”的中心議題評述報告中指出，直流輸變電設(shè)備的設(shè)計制造方法尚不成熟，具有固體絕緣的特高壓干式直流