能源轉(zhuǎn)型中我國新一代電力系統(tǒng)的技術(shù)特征

范時朋

摘 要： 化石資源逐漸被可以新生資源代替，導(dǎo)致可以新生資源等潔凈資源在一次性資源制造使用當(dāng)中的占比提升，國家能源革新的主要方向是促進(jìn)能源革新，構(gòu)建潔凈低碳、安全高效率的全新能源體系。在這個大環(huán)境下，國家全新電力體系會成為大批量全新能源電力劃分和輸送的網(wǎng)絡(luò)。其次，電網(wǎng)和劃分能源、儲存能量部件、能源整體高效率應(yīng)用體系有機(jī)合并，形成自由、高效率的智慧能源網(wǎng)絡(luò)。智慧電網(wǎng)還擁有很高的輸電穩(wěn)定性或各種可信的功能，基本上不會出現(xiàn)大規(guī)模停電。特別是隨著電網(wǎng)和訊息通信體系的全面合并，進(jìn)一步構(gòu)建包含能源電力供應(yīng)和整體信息的新式服務(wù)系統(tǒng)，讓智慧電網(wǎng)可以發(fā)揮更大的用途，承擔(dān)全新的任務(wù)。

關(guān)鍵詞： 能源轉(zhuǎn)型;電力體系;技術(shù)特性

【中圖分類號】TM732 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.151

引言：2014年習(xí)主席公開提出了四個革新，分別是能源消耗、供應(yīng)、科技和制度，從而全面強(qiáng)化國內(nèi)外合作長期提升戰(zhàn)略。國家做出承諾：大概到2030年，二氧化碳排出數(shù)值達(dá)到頂峰。因此在國內(nèi)構(gòu)建全新的能源體系是實施能源革新、保證能源安全、適應(yīng)世界天氣改變和完成政府重要職責(zé)的關(guān)鍵措施。

1 我國電力能源轉(zhuǎn)型的背景

2014年國家碳排出占比接近世界碳排出的三成，排在第一，同時化石原料污染引發(fā)較大的霧霾，需要大量充分開發(fā)使用可以新生資源。2014年年底，國家利用風(fēng)能和陽光發(fā)電聯(lián)網(wǎng)裝機(jī)數(shù)量突破1.2億千瓦，超過總發(fā)電數(shù)量的百分之三，占比仍然較低，很難發(fā)揮主要作用。同時，國家整體能源使用效率較低，整體能源效率還不到四成。因此我們需要大幅提升能源整體使用效率，從而降低能源使用總量。因此電網(wǎng)對改變消耗可以新生資源電力的能力受到制約。2014年國家棄風(fēng)平均比率達(dá)到百分之八。三北區(qū)域都出現(xiàn)程度不一樣的棄風(fēng)情況，目前還沒有發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效率的處理大量、高占比風(fēng)電、光電等可以新生資源問題的方法，需要繼續(xù)尋找全新的整體能源處理方案。

2 新一代電力系統(tǒng)的技術(shù)特征

在能源革新環(huán)境下，電力體系的能源構(gòu)造會發(fā)生較大變化，未來電力體系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造會隨著能源構(gòu)造改變出現(xiàn)相應(yīng)變化，數(shù)字化和智慧化也會成為未來電力體系最顯著的技術(shù)特性。

2.1 以電力為中心、以電網(wǎng)為主干

全新能源體系是把電力作為核心、把電網(wǎng)作為主體的各種一二次能源的制造、傳送、應(yīng)用、保存和轉(zhuǎn)化部件，以及它們的訊息、通訊、操控和保護(hù)部件直接或間接相連的網(wǎng)絡(luò)物理體系。建設(shè)全新能源體系的方向是最大程度開發(fā)使用可以新生能源，最大程度提升能源整體使用效率。而全新的能源體系可以看成新背景下三代電網(wǎng)趨向整體能源體系的拓展。

和之前的能源體系相比，全新能源體系擁有下面四個主要特征：一是完成優(yōu)先使用可以新生能源、切合實際的多樣能源構(gòu)造;而是完成集中和劃分并行、相互協(xié)助的穩(wěn)定能源制造和供給模型;三是完成各種能源整體使用，以及供需協(xié)同、節(jié)省高效率的使用能源方法;四是針對整個社會，擁有平臺特性、商業(yè)特性和服務(wù)特性。

2.2 構(gòu)建綜合能源解決系統(tǒng)

全新能源體系離不開包含源頭端、受端和傳送等方面的科技和工程技能的支持，特別是國家西部地區(qū)，需要大量可以新生能源的制造、保存、轉(zhuǎn)變、消費整體鏈條當(dāng)中的具體科學(xué)、能源轉(zhuǎn)變存放和整體利用科學(xué)及相應(yīng)工程科技、受端，各種分布能源制造、保存和需要消費與電網(wǎng)密切融合，完成高效率、互相補(bǔ)充、總體應(yīng)用鏈條當(dāng)中的具體科學(xué)和工程科技。輸送，以電網(wǎng)為主體的全新電力輸送、能源輸送方法，以及建設(shè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的具體科學(xué)和全新電力輸送、能源輸送方法的工程科技。

比如源頭端能源電力體系，在西部電力向東輸送的過程中，需要建設(shè)西部地區(qū)直流電力輸送網(wǎng)絡(luò)，完成源頭端整體能源應(yīng)用等。按照這個情況，西部地區(qū)需要制定西部電力向東輸送方案，完成西部地區(qū)風(fēng)力發(fā)電、陽光、水電等可以新生資源彼此協(xié)助和彌補(bǔ)協(xié)作，同時也可以提升向東輸送電能的效率和平穩(wěn)性。這些都需要利用電網(wǎng)完成西部地區(qū)大量風(fēng)力發(fā)電、陽光和水電的運輸，但是現(xiàn)今這個大量運輸還存在一些困難，因此需要構(gòu)建源頭端的整體能源體系，把風(fēng)力和陽光轉(zhuǎn)變成氫元素和天然氣，把電網(wǎng)和燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)匹配起來，完成大量能量轉(zhuǎn)變和保存，可以更好地使用風(fēng)能和陽光能等可以新生能源。把其轉(zhuǎn)變成其他類型的能源，也是一種非常好的能量儲存方法。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)思維下的電力系統(tǒng)

“互聯(lián)網(wǎng)思想”在社會生產(chǎn)方法方面的表現(xiàn)主要有兩個：即制造要素配備的去核心趨勢和制造管理模型的扁平趨勢。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的放開、平等、協(xié)助、共享精神，各種體系制造要素匹配的重要形式是除核心化，屬于分布樣式;公司管理也會從之前的多個層次趨向扁平和網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)今能源網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為熱議話題，但是大家需要看到，老式的電力體系實際上已經(jīng)擁有一些基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)趨勢特性—分開的電源構(gòu)造。利用大面積連通的電能網(wǎng)絡(luò)輸送到用戶集中，其自身就擁有網(wǎng)絡(luò)特性。電力體系終端使用者不需要了解使用的電力來源于哪個電廠，可以直接從電力網(wǎng)絡(luò)上獲取電能，而且很早就完成了“隨插隨用”。而這是計算機(jī)訊息體系發(fā)展很多年才完成的目標(biāo)。之前曾經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)從業(yè)者表示計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成學(xué)習(xí)自身電力網(wǎng)絡(luò)。電腦剛開始還沒有組成現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)剛形成的時候，把很多電腦資源連接在一起，完成大量科學(xué)計算應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)計算，隨后才出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、云運算。

3 電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

未來電力體系還會在能源轉(zhuǎn)換和能源個性當(dāng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，電力體系的能源構(gòu)造、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、管理制度和主要科技特性都會因此出現(xiàn)明顯改變。我們應(yīng)該清楚了解到電力體系的提升規(guī)律，完成能源和電力的持續(xù)提升，讓電力體系這個人類世界的能量輸送通道持續(xù)流動，保持活力。

結(jié)語：全新能源體系的中心目標(biāo)是最大程度上開發(fā)使用可以新生資源，最大程度提升資源整體使用效率。全新能源體系應(yīng)該以電力為核心，以智慧電網(wǎng)為主體，并且包含智慧能源網(wǎng)絡(luò)，和信息科技、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行深入廣泛合并。采用互聯(lián)網(wǎng)思想轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)電力體系，是建設(shè)全新能源體系的重要步驟。建設(shè)全新能源體系需要全力促進(jìn)國家能源和電力制度革新，從而更好地處置國家長時期遭遇的各種能源難題。

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