中国电科院名誉院长、中科院院士周孝信在2015中国国际电力及清洁能源合作论坛上作了题为《构建新一代能源电力系统的设想》的主题演讲。
从第三代电网到新一代能源体系对于我国电网发展历程,周孝信院士表达了自己的看法,他认为我国的电网发展可以分为三代,第一代是小机组、小电网;第二代是大机组、大电网。目前,我国电网正处于第二代电网向第三代电网的过渡阶段。第三代电网是电网的可持续化、智能化发展阶段。
我国电网现阶段面临的新的使命有四点:
一、电网将成为大规模新能源电力的输送和分配网络。
二、与分布式电源、储能装置、能源综合高效利用系统有机结合,成为灵活、高效的智能能源网络。
三、具有极高的供电可靠性,排除大面积停电的可能性。
四、与信息通信系统广泛结合、建成能源、电力、信息综合服务体系。
新一代能源系统是第三代电网概念向综合能源系统的扩展,
是以电力为中心、以电网为主干,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连接的网络化物理系统。其目标是最大限度开发利用可再生能源、最大幅度提高能源利用效率。
与传统能源系统相比较,新一代能源系统具有以下特点:实现可再生能源优先、因地制宜的多元能源结构;集中分配并举、相互协同的可靠能源生产和供应模式;各类能源综合利用,供需互动,节约高效的用能方式;面向全社会的平台性、商业性和用户服务性。
对于开发新一代能源体系原因,周孝信院士做出了如下解释。
我国能源电力发展面临的诸多挑战是驱动第三代电网向新一代能源体系演进的主要因素。我国2014年碳排放总量占全球总量的29%,化石燃料污染造成的雾霾现象严重,急需大规模开发新能源,与此同时我国能源的综合利用效率也较为低下,急需大幅度提高,减少能源消耗总量。另外,电网承受波动性可再生能源电力能力受限,电网对大规模高比例风电、光电消纳问题仍未找到可靠的解决途径。
新一代能源系统需要解决的重大问题
任何科技领域的发展都离不开技术的飞跃。周孝信院士将新一代能源系统面临的工程技术问题分为源端、受端和传输三部分。
其中源端需要解决的是大规模可再生能源的生产、存储、转化、消费的综合利用科学及相关工程科学技术;受端需要解决的是各类分布式能源生产、储存、和需求消费中实现高效、互补综合利用链条中的系统科学和相关工程科学技术;受端需要解决的则是以电网为主干的新型输电方式和网络构建的系统科学和工程科学技术。
与此同时,还需解决传统的电力系统由于不支持多种一次和二次能源互相转化和互补,不能支持高比例分布式清洁电力接入,不适应大量分布式发电等问题。
周孝信院士认为,以“互联网思维”改造传统电力系统是较好的解决途径,可以分为三n c个层次。一是多能源互联互通以提高一次和二次能源的综合利用效率。二是借鉴互联网及其扩展的网络技术,例如即插即用、能源路由器,大数据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。三是催生能源生产、消费、服务的新业态和商业模式。
除此之外,还需要克服我国长期存在的各种能源计划单列,条块分割,缺乏有效的能源市场配置等系统性缺陷。