未来电网三挑战：新能源 远距离 可靠性

近年来，一场以推动可再生能源发展为核心的新能源革命风起云涌。可再生能源、核能以及化石能源的清洁利用都要通过将其转化为电能来实现，所以，未来电网将成为全社会重要的能源输送和配给网络。

近日，在以“未来电网及电网技术发展预测和对策”为题的香山科学会议第436次研讨会上，电力专家认为，为满足我国能源使用需求，未来电网应接受大规模新能源电力接入、远距离输送及可靠性的挑战。

新能源成输送主角

中国电力企业联合会发布的《全国电力工业统计快报》显示，2011年，我国火电发电量为3.8亿千瓦时，占比为82%，其中煤电发电比例为80%。国家《可再生能源发展“十二五”规划》提到，到2020年，水电装机容量计划达到4.2亿千瓦、风电2亿千瓦、太阳能5000万千瓦。照此计算，到“十二五”结束，我国煤电发电比例将降至60%左右。从远期来看，至2050年，煤电发电比例将降至40%。

由此，未来，新能源将成为电网输送的主角。不过，由于可再生能源具有间歇性、波动性、分散性等特点，其并入传统电网时将面临挑战。

然而，会议执行主席、中科院电工研究所研究员肖立业认为，不同种类的可再生能源有很好的时空互补性，并且还可发挥储能作用。会议执行主席、中科院院士周孝信则指出：“与电源的转型相结合，电网发展总体上应侧重国家骨干输电网与地方输配电网、微网相结合的模式。”

远距离输电的挑战

在中国电力科学研究院总工程师汤涌看来，我国能源资源分布不均衡，未来的电力负荷中心地区仍将集中在“三华”（华北、华东、华中）地区。“直至2020年，我国都将存在大规模的电力远距离输送需求。”他说。

据《征求意见稿》，2010年，我国跨省西电东送达到0.8亿千瓦。按计划，2020年，我国发电装机总量将达到19.3亿千瓦，西电东送达到3.5到4.3亿千瓦，是目前的4到5倍。

针对远距离输电带来的挑战，国网智能电网研究院研究员汤广福认为，直流电网技术（DC-grid）将成为解决这些问题的有效手段之一。如东北西北火电、风电可通过局部电网、直流的方式送入“三华”地区电网。

今年，国网智能研究院已开始在浙江舟山展开DC-grid的前期工作，未来几年有望建成世界首个五端柔性直流工程。这项由5座海岛的无电源系统供电的工程被业内人士认为是世界电力电子技术应用的制高点。

追求安全可靠

由于交流大电网的安全稳定问题日益突出，直流电网也可从技术上克服交流电网的固有缺陷，从而提高未来电网的可靠性。“因此，输电网向直流方向过渡将是一个重要的趋势。”肖立业指出。

同时，大容量电缆输电与气体绝缘管道输电将被用于消除架空输电线路由于自然因素导致的跳闸、断线等威胁。而清华大学电机工程与应用电子技术系教授梁曦东则认为，智能电网的发展将使架空输电线路的实时监测成为可能，带来架空输电线路技术的新跨越。

与会专家一致认为，目前，世界范围内，电网正从依赖化石能源的第二代向可持续的第三代发展。“在支持大规模新能源电力的条件下，大幅降低大电网的安全风险，是电网可持续化、智能化发展的方向。”周孝信说。