12月15日，中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信在2017年中國電力造價高端論壇暨第三屆全國電力造價咨詢企業(yè)年會上作了題為《能源轉(zhuǎn)型中我國新一代電力系統(tǒng)的發(fā)展前景》的報告。他指出，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的主要支撐，高比例的可再生能源、高比例電子裝備接入電網(wǎng)，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統(tǒng)的顯著技術(shù)特征。
電力轉(zhuǎn)型對能源轉(zhuǎn)型起關(guān)鍵作用
我國新一代能源革命的核心目標是，以可再生能源逐步替代化石能源，實現(xiàn)可再生能源等清潔能源在一次能源生產(chǎn)和消費中占更大份額，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，建設清潔低碳、安全高效的新一代能源系統(tǒng)。
周孝信指出，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的主要支撐。非化石能源在一次能源消費中占比是我國能源轉(zhuǎn)型的主要指標，一次能源消費中非化石能源主要來自一次電力，包括水電、風電、太陽能發(fā)電等可再生能源電力以及核電等。大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結(jié)構(gòu)，是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的主要支撐，也是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，建設新一代電力系統(tǒng)的重要標志。
《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016~2030）》提出了我國能源轉(zhuǎn)型的主要指標。到2020年，我國能源消費總量控制在50億噸標準煤以內(nèi)，非化石能源占一次能源消費15%以上，煤炭占58%以下，電能占終端能源消費比重達到27%；到2020年，全國發(fā)電裝機達到20億千瓦，其中非化石能源裝機7.7億千瓦，占39%。到2030年、2050年，非化石能源占比分別達到20%左右、超過能源消費總量的一半；2030年非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重力爭達到50%。
周孝信根據(jù)我國發(fā)電裝機容量和年發(fā)電量進行情景估算，2020年、2030年和2050年非化石能源電量占比分別達34.5%、48.23%和78.16%?！耙虼?，電力系統(tǒng)以化石能源為主向低碳可再生能源為主的轉(zhuǎn)型對我國實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標起關(guān)鍵作用?！彼硎?。
當前電力系統(tǒng)是可持續(xù)發(fā)展的綜合能源電力發(fā)展模式
周孝信介紹，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展可以分為三代，第一代電力系統(tǒng)從19世紀末至20世紀50年代，主要特征是小機組、低電壓、小電網(wǎng)。第二代電力系統(tǒng)從20世紀50年代至20世紀末，主要特征是大機組、超高壓、大電網(wǎng)，發(fā)展模式高度依賴化石能源，是一種不可持續(xù)發(fā)展模式。第三代電力系統(tǒng)從21世紀初至21世紀中葉，主要特征是可再生能源和清潔能源發(fā)電為主，骨干電源和分布式電源結(jié)合，主干電網(wǎng)與區(qū)域配網(wǎng)、微網(wǎng)結(jié)合。
第三代電力系統(tǒng)基于可再生能源和清潔能源，可持續(xù)發(fā)展的綜合能源電力發(fā)展模式。“智能的電網(wǎng)控制、保護系統(tǒng)、智能輸變電設備和網(wǎng)絡的自愈，大容量、低損耗、環(huán)境友好的輸電方式，供電可靠性大幅提高，基本排除用戶的意外停電風險。配電網(wǎng)能源電力服務是分布式能源廣泛接入的智能主動配電網(wǎng)，微網(wǎng)雙向能源電力流，綜合能源、電力、信息服務。”他描述說。
他指出，第三代電力系統(tǒng)具有四個技術(shù)特征，分別是高比例可再生能源電力系統(tǒng)、高比例電力電子裝備電力系統(tǒng)、多能互補的綜合能源電力系統(tǒng)、信息物理融合的智能電力系統(tǒng)。
以多能互補的綜合能源電力系統(tǒng)為例，在它的源端基地綜合能源電力系統(tǒng)中，水電、風電、太陽能發(fā)電、靈活煤電等能源基地和儲能通過直流輸電網(wǎng)實現(xiàn)多能互補向中東部輸電；電力供熱制冷、產(chǎn)業(yè)耗電，多種途徑就地消納；電解制氫、制甲烷就地利用或通過天然氣管道東送。在它的終端消費綜合能源電力系統(tǒng)中，包含基于各類清潔能源，滿足用戶多元需求的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)和清潔能源微網(wǎng)；主動配電網(wǎng)架構(gòu)下，直接面向各類用戶的分布式能源加各類儲能和新能源微電網(wǎng)；以及基于天然氣和清潔電力的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)型需從五類技術(shù)上尋求突破
周孝信指出，要實現(xiàn)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，必須實現(xiàn)一些技術(shù)突破，其中五類技術(shù)的突破具有全局性影響。這五類技術(shù)分別是：高效低成本太陽能風能發(fā)電技術(shù)、高效低成本長壽命儲能技術(shù)、高可靠性低損耗電力電子技術(shù)、高強度絕緣技術(shù)和超導輸電技術(shù)、新一代人工智能技術(shù)。
以新一代人工智能技術(shù)為例，要探索應用于電網(wǎng)的設備管理、運行調(diào)度、市場交易等領域，開啟自主互動新模式。在智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎上，基于先進傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、深度學習、區(qū)塊鏈等信息通信、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，應用于電網(wǎng)的智能設備、智能調(diào)度、智能交易，有可能顛覆傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的設備管理、系統(tǒng)調(diào)度、能量管理和交易方式，促進新一代電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性和安全可靠性較傳統(tǒng)系統(tǒng)有大幅度提高。
“第三代電力系統(tǒng)是100多年來第一、二代電力系統(tǒng)的傳承和發(fā)展，是推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展、構(gòu)成新一代能源系統(tǒng)核心的新一代電力系統(tǒng)。高比例的可再生能源、高比例電子裝備接入電網(wǎng)，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統(tǒng)的顯著技術(shù)特征。幾類技術(shù)的突破有可能對未來能源電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的發(fā)展形態(tài)、系統(tǒng)整體效率、運行控制方式和運營模式帶來全局性、變革性甚至顛覆性影響?！敝苄⑿疟硎?。“高比例可再生能源和電子裝備接入電網(wǎng)，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統(tǒng)顯著特征?！?/p>
