里夫金在《第三次工業(yè)革命》中，明確提出“能源互聯(lián)網(wǎng)”是未來(lái)世界的能源供給的主要形態(tài)。世界上主要國(guó)家都在探索未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展路線。清潔發(fā)電技術(shù)、超高壓與新電網(wǎng)技術(shù)、分布式發(fā)電及智能配網(wǎng)成為了能源互聯(lián)網(wǎng)的三大基石。
基石一：清潔發(fā)電技術(shù)
1.新能源政策支持
我國(guó)經(jīng)過(guò)30余年經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以化石能源為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模不斷增加，國(guó)內(nèi)資源環(huán)境約束凸顯，迫切需要大力發(fā)展新能源，加快推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，以新能源為支點(diǎn)的我國(guó)能源轉(zhuǎn)型體系正加速變革，大力發(fā)展新能源已上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，成為順應(yīng)我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的發(fā)展方向。李克強(qiáng)總理在新一屆國(guó)家能源委員會(huì)首次會(huì)議強(qiáng)調(diào)，推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式變革，提高能源綠色、低碳、智能發(fā)展水平;習(xí)主席在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六會(huì)議中，明確提出要推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，建立多元供應(yīng)體系。立足國(guó)內(nèi)多元供應(yīng)保安全，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系。中共中央文件〔2015〕9號(hào)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》提出完善并網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)，支持新能源、可再生能源、節(jié)能降耗和資源綜合利用機(jī)組上網(wǎng)，積極推進(jìn)新能源和可再生能源發(fā)電與其他電源、電網(wǎng)的有效銜接，依照規(guī)劃認(rèn)真落實(shí)可再生能源發(fā)電保障性收購(gòu)制度，解決好無(wú)歧視、無(wú)障礙上網(wǎng)問(wèn)題。同時(shí)，提出開(kāi)放電網(wǎng)公平接入，建立分布式能源發(fā)展新機(jī)制，有序向社會(huì)資本放開(kāi)配售電業(yè)務(wù)。
2.新能源發(fā)展現(xiàn)狀
(1)風(fēng)電
風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模全球第一。截至2014年底，風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到9581萬(wàn)kW，占全球的27%。風(fēng)電裝機(jī)主要集中在“三北”地區(qū)，合計(jì)約占全國(guó)總量的83%。蒙西、蒙東、天津、等12個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的風(fēng)電已成為裝機(jī)第二大電源。風(fēng)電得到較好利用，全年發(fā)電量超過(guò)18個(gè)省份的本省用電量，發(fā)電利用小時(shí)達(dá)到2000h左右。(2)光伏發(fā)電
光伏發(fā)電增長(zhǎng)速度全球最快，裝機(jī)容量位居世界第二。2010～2014年，光伏發(fā)電裝機(jī)容量年均增速219%;2013、2014年連續(xù)兩年新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量突破1000萬(wàn)kW，約占全球同期新增裝機(jī)容量的1/3。截至2014年底，全國(guó)光伏發(fā)電并網(wǎng)容量達(dá)到2652萬(wàn)kW，僅次于德國(guó)位居世界第二。建成百萬(wàn)千瓦級(jí)光伏電站，主要集中分布在西北地區(qū)。2012年青海建成我國(guó)第一個(gè)百萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電基地，2013年甘肅、新疆建成百萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電基地。2014年全年光伏發(fā)電量約231億kW˙h。
(3)分布式新能源
根據(jù)國(guó)家能源局定期公布分布式光伏發(fā)電發(fā)展情況，統(tǒng)計(jì)口徑涵蓋接入35kV、裝機(jī)容量在2萬(wàn)kW以下的光伏電站。截至2014年底，全國(guó)分布式光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為467萬(wàn)kW。
3.新能源發(fā)展格局
1.集中式開(kāi)發(fā)和分布式利用是世界各國(guó)新能源開(kāi)發(fā)利用的兩種重要方式。就我國(guó)實(shí)際情況而言，我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源資源分布的特點(diǎn)，客觀上決定了風(fēng)電以集中式開(kāi)發(fā)外送為主、太陽(yáng)能發(fā)電以集中開(kāi)發(fā)和分布式利用相結(jié)合的總體格局。風(fēng)電：《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》提出優(yōu)化風(fēng)電開(kāi)發(fā)布局，2020年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2億kW，并重點(diǎn)建設(shè)酒泉、蒙西、蒙東、冀北、吉林、黑龍江、山東、哈密、江蘇等9個(gè)大型風(fēng)電基地，九大基地裝機(jī)占85%?！叭薄钡貐^(qū)仍然是風(fēng)電開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，占全國(guó)64%。結(jié)合各地區(qū)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃以及目前風(fēng)電核準(zhǔn)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，預(yù)計(jì)2020年全國(guó)各省區(qū)風(fēng)電開(kāi)發(fā)規(guī)模達(dá)到26699萬(wàn)kW，突破規(guī)劃目標(biāo)。風(fēng)電布局向中東部地區(qū)、南方地區(qū)傾斜趨勢(shì)逐漸加強(qiáng)。太陽(yáng)能發(fā)電：《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》，2020年全國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)將達(dá)到1億kW，“三北”地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到3700萬(wàn)kW，占總裝機(jī)的37%。根據(jù)目前發(fā)展速度，預(yù)計(jì)2020年太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.5億kW。
基石二：超高壓與電網(wǎng)技術(shù)
1.電網(wǎng)發(fā)展必要性
?。?）我國(guó)新能源資源的分布特點(diǎn)，以及集中式新能源發(fā)電特性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，客觀上決定了大電網(wǎng)是我國(guó)新能源規(guī)?；l(fā)展的重要推動(dòng)因素，我國(guó)大規(guī)模新能源并網(wǎng)尤其需要大電網(wǎng)的支撐。
?。?）我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，目前我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)位居世界第一、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)年底有望超過(guò)德國(guó)躍居世界第一;風(fēng)電和光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)能充足，均占全球產(chǎn)能的一半以上，具備大規(guī)模開(kāi)發(fā)的有利條件。破解當(dāng)前的棄風(fēng)、棄光等問(wèn)題，迫切需要加強(qiáng)電網(wǎng)，通過(guò)在全國(guó)范圍配置資源加以解決。
?。?）全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建。9月26日，習(xí)近平總書(shū)記在聯(lián)合國(guó)發(fā)展峰會(huì)上宣布“中國(guó)倡議探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。發(fā)揮我國(guó)特高壓、智能電網(wǎng)、新能源發(fā)展的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以“一帶一路”沿線國(guó)家的電網(wǎng)互聯(lián)互通為突破口，推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，有利于我國(guó)在全球氣候變化談判和全球能源轉(zhuǎn)型中占領(lǐng)制高點(diǎn)，贏得全球能源治理的話語(yǔ)權(quán)和主動(dòng)權(quán)。
2.電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國(guó)家電網(wǎng)已建成特高壓試驗(yàn)示范工程、皖電東送工程、浙北-福州3項(xiàng)特高壓交流工程，建成特高壓線路3143.4公里，特高壓變電站10座、變電容量5100萬(wàn)千伏安。在建的有錫盟-山東、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆橫-濰坊4項(xiàng)特高壓交流工程。這些工程帶動(dòng)我國(guó)電工裝備業(yè)整體升級(jí)。我國(guó)已研制了特高壓變壓器、開(kāi)關(guān)、高抗、串補(bǔ)等全部關(guān)鍵設(shè)備，均一次投運(yùn)成功。在特高壓帶動(dòng)下，我國(guó)電工裝備企業(yè)不僅主導(dǎo)了國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)，而且進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)，出口額連年大幅增長(zhǎng)。巴西已采用我國(guó)特高壓技術(shù)和裝備建設(shè)大型水電送出工程。
3.特高壓發(fā)展展望
統(tǒng)籌考慮能源基地開(kāi)發(fā)、受端地區(qū)用電需要，為滿足我國(guó)能源需求和西部大開(kāi)發(fā)需要，解決能源安全、電網(wǎng)安全、嚴(yán)重霧霾等問(wèn)題，拉動(dòng)國(guó)家內(nèi)需和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，還需加快實(shí)施“五交八直”特高壓交直流工程。電網(wǎng)發(fā)展格局優(yōu)化的思路：在“十三五”將國(guó)家電網(wǎng)優(yōu)化為西部(西北+川渝藏)、東部(“三華”+東北三省+內(nèi)蒙古)兩個(gè)特高壓同步電網(wǎng)，形成送、受端結(jié)構(gòu)清晰，交、直流協(xié)調(diào)發(fā)展的格局，將國(guó)家電網(wǎng)跨區(qū)輸電規(guī)模從目前的1.1億千瓦提高到3.7億千瓦。“十三五”期間，電網(wǎng)建設(shè)投資2.7萬(wàn)億元，帶動(dòng)電源投資3.2萬(wàn)億元，總投資近6萬(wàn)億元。
基石三：分布式發(fā)電與智能配網(wǎng)
1.分布式電源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
目前國(guó)家已明確了2015和2020年分布式光伏發(fā)電和分布式天然氣的發(fā)展目標(biāo)，雖然對(duì)小水電也明確了發(fā)展目標(biāo)，但是小水電一般不作為嚴(yán)格意義的分布式電源，對(duì)其他類型分布式電源并未明確具體的發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展條件，確定預(yù)測(cè)情境下分布式電源發(fā)展規(guī)模：2020年分布式電源裝機(jī)容量可達(dá)到1.87億千瓦，占同期全國(guó)總裝機(jī)的9.1%;2030年分布式電源裝機(jī)容量達(dá)到5.05億千瓦，占同期全國(guó)總裝機(jī)的17.3%。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，分布式電源占比逐年增加，年均增加近1個(gè)百分點(diǎn)。
2.分布式電源對(duì)配網(wǎng)要求
?。?）分布式電源發(fā)展需要依托強(qiáng)大的電網(wǎng)支撐，才能充分發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。發(fā)揮電網(wǎng)余缺調(diào)劑作用。在用戶的用電高峰時(shí)期，分布式電源很有可能無(wú)法完全滿足用戶的用電需求，或在用戶的用電低谷時(shí)期，分布式電源電量過(guò)剩，此時(shí)需要大電網(wǎng)為分布式電源和用戶提供電量調(diào)劑余缺;發(fā)揮電網(wǎng)備用服務(wù)作用。除了少數(shù)偏遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立運(yùn)行的分布式電源外，分布式電源一般均接入電網(wǎng)，正常運(yùn)行時(shí)由電網(wǎng)為其提供電壓頻率支撐、系統(tǒng)備用等服務(wù)，發(fā)生故障或檢修退出時(shí)，由電網(wǎng)繼續(xù)為其用戶提供可靠的電力服務(wù)，以滿足電力用戶的可靠供電要求。
?。?）分布式電源的大量接入將出現(xiàn)局部地區(qū)潮流返送輸電網(wǎng)、雙向潮流大幅變化等情況，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)電網(wǎng)的更廣泛互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化配置和保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。德國(guó)經(jīng)驗(yàn)：分布式電源大量接入將導(dǎo)致配電網(wǎng)潮流雙向流動(dòng)，成為有源網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而出現(xiàn)本地分布式電源發(fā)電過(guò)剩而頻繁向主網(wǎng)送電情況。目前德國(guó)大量分布式光伏接入，每年約有四百小時(shí)向主網(wǎng)送電，對(duì)德國(guó)主網(wǎng)有功平衡帶來(lái)較大影響。依靠大電網(wǎng)調(diào)節(jié)成為德國(guó)分布式光伏消納重要手段。
?。?）我國(guó)情況：2020年前，將出現(xiàn)局部地區(qū)(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達(dá)200%的情況，潮流將返送至220千伏電網(wǎng)。要求主網(wǎng)與配電網(wǎng)建立起更加緊密的聯(lián)系，將分布式電源納入到主網(wǎng)監(jiān)控范圍內(nèi)，在全網(wǎng)范圍內(nèi)優(yōu)化配置分布式電源
3.配電網(wǎng)建設(shè)改造三大行動(dòng)
（1）配電網(wǎng)裝備提升行動(dòng)：一是優(yōu)化升級(jí)配電變壓器，推動(dòng)非晶合金變壓器、高過(guò)載能力變壓器、調(diào)容變壓器等設(shè)備的應(yīng)用;二是更新改造配電開(kāi)關(guān)，2020年全面完成開(kāi)關(guān)無(wú)油化改造，開(kāi)關(guān)無(wú)油化率達(dá)到100%;三是提高電纜化率，2020年，中心城市(區(qū))核心區(qū)新建線路電纜化率達(dá)到60%。
?。?）配電自動(dòng)化建設(shè)行動(dòng)：在中心城市(區(qū))及城鎮(zhèn)地區(qū)推廣集中式饋線自動(dòng)化方式，在網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)采用“三遙”終端，在分支線和一般性節(jié)點(diǎn)采用“二遙”終端;在鄉(xiāng)村地區(qū)推廣以故障指示器為主的簡(jiǎn)易配電自動(dòng)化。2020年，配電自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到90%。
（3）新能源及多元化負(fù)荷接入暢通行動(dòng)：一是滿足新能源和分布式電源并網(wǎng)。推廣應(yīng)用新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、分布式電源“即插即用”并網(wǎng)設(shè)備等技術(shù)，有序建設(shè)主動(dòng)配電網(wǎng)、分布式多能源互補(bǔ)等示范工程。二是實(shí)施用戶智能友好互動(dòng)工程。以智能電表為載體，建設(shè)智能計(jì)量系統(tǒng)，打造智能服務(wù)平臺(tái)。三是開(kāi)展微電網(wǎng)示范工程。在城市供電可靠性要求較高的區(qū)域和偏遠(yuǎn)農(nóng)村、海島等不同地區(qū)，有序開(kāi)展微電網(wǎng)示范應(yīng)用。
