未來電力系統將走向智能、可控、共享

    11月6日，由中國電機工程學會、電氣電子工程師學會電力與能源分會和中國南方電網有限責任公司聯合主辦的第十一屆電力系統技術國際會議在廣州開幕。圍繞“能源轉型與電力可持續發展”主題，多位行業專家學者指出，隨著全球能源轉型逐步推進，未來電力系統將向互聯互通、靈活可控、開放共享的方向發展。

    在未來電力系統的愿景中，每個人都將成為電力的生產者和消費者，微電網、端對端能源交易、梯級利用、電氣化交通互聯將成為未來電力系統的關鍵要素，而要實現這一目標，與會專家指出，目前仍有諸多困難需要克服。

電力系統尋求可持續發展

    伴隨全球能源轉型的步伐，可再生能源發電在能源結構中所占比重逐步提高。“能源發展呈現新的趨勢，隨著能源結構不斷調整，推動能源發展清潔化、低碳化、智能化成為各國能源戰略轉型的重心。”中國電機工程學會理事長鄭寶森在會上指出，“電力處于能源發展的中心地位，電力系統升級是能源變革的核心和關鍵。”

    國家能源局最新數據顯示，截至今年9月底，我國發電年裝機量為18.6億千瓦，其中可再生能源發電發電裝機總量達到7.45億千瓦，占發電總量的約40%左右。

    “中國已經成為全球清潔能源發展最快的國家。”國家電網公司總工程師陳國平強調，“但也面臨著環境污染等問題，能源轉型勢在必行。”有研究顯示，預計到2020、2035、2050年，非化石能源在一次能源消費中的占比將分別達到17%、32%、51%，石油與煤炭消費總量將逐步下降，未來電力系統將需要解決大規模風能、光伏等可再生能源并網的問題。

    “電力將在能源轉型中作用愈加凸顯，能源再電氣化趨勢明顯。”陳國平表示，不論是煤炭、抑或是風能、太陽能，主要都會轉化為電能使用，這也將實現在終端能源消費環節電能對化石能源的深度替代。

智能、可控、共享為新方向

    與會專家指出，現有理論方法和技術手段難以滿足未來對電網的認知需要，為適應能源轉型戰略，需要構建新一代電力系統。與傳統電力系統相比，未來電力系統將呈現出廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享這五個特征。

    “當前，全球新一輪科技革命、產業革命加速演進，超導、儲能、機器人與智能制造等領域的技術突破推動著傳統工業體系分化變革。”中國南方電網有限責任公司副總經理劉啟宏在會上指出。

    面對電力系統升級新要求，美國工程院士MohammadShahidehpour認為，現代電力系統本質上是典型的物理控制系統，其進程將越來越依賴于先進的信息和通信技術，用于管理分散的資源和負載，而先進的信息通信技術將有助于電力系統更加智能化發展。

    對新一代電力系統來說，新能源、直流輸電、變頻器、儲能設備等電力電子設備將廣泛應用其中。電氣和電子工程師協會電力與能源分會副主席、美國密蘇里科學技術大學教授MariesaL.Crow表示，為實現能源互聯互通，結合現有的電子信息技術，使用電力電子器件對電能進行變換和控制，這是從物理材料層面改變了現有電力系統。

諸多挑戰有待攻克

    多位業內人士告訴記者，現有的風電、光伏等可再生能源技術都具有一定的波動性和隨機性。同時，傳統電網以交流電為主導，但未來需要接受直流、高頻等不同物理形態的電流，為此，電網從技術上需要進行升級。

    南方電網科學研究院董事長饒宏認為，為解決多直流饋入帶來的電壓失穩風險與交直流并聯運行的系統功角失穩問題，南方電網多年來通過使用異步分區、柔性直流等技術路線，為國際同類電網發展提供了借鑒。

    另外，隨著新能源裝機規模的逐步加大，未來電網調節性能需要大大提升。隨著電力系統復雜程度加深，電網脆弱性也在加劇，而目前的電力系統技術水平尚有不足。對此，陳國平表示，能源轉型對電力系統特征的影響是巨大的。“國內大范圍內的資源配置能力需要加強，能源的清潔化在技術上也要求更高的電子化程度。”

    同時，針對整合各種能源資源、建立分布式電力系統方面，MohammadShahidehpour指出，當前各大城市交通基礎設施老化，也將是連接電氣化交通能源互聯網建設過程中需要解決的問題。