肖世杰：能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)利國利民全球互惠
改革開放以來，我國經(jīng)濟保持長期較快發(fā)展。但重視發(fā)展速度、輕視發(fā)展質(zhì)量的粗放式發(fā)展方式和“按需定供”的能源供應(yīng)模式，導(dǎo)致了國內(nèi)能源消費規(guī)模急劇增長，能源開發(fā)強度急速擴大。 我國已成為世界第一大能源消費國和生產(chǎn)國，目前國內(nèi)能源主要受到三個方面的
何為全球能源互聯(lián)網(wǎng)?定義、架構(gòu)、組成、功能仍待完善
由于全球能源互聯(lián)網(wǎng)的概念提出時間還比較短，其定義、架構(gòu)、組成和主要功能還正處于不斷發(fā)展的階段。按照目前能源產(chǎn)業(yè)界主流的看法，全球能源互聯(lián)網(wǎng)主要有以下特征：一是以風(fēng)、光伏為代表的可再生能源作為主要一次能源;二是能夠支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入;三是電力系統(tǒng)的智能化互聯(lián)網(wǎng)化;四是新能源汽車和儲能的廣泛應(yīng)用。
以美國為例，美國電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)認(rèn)為全球能源互聯(lián)網(wǎng)由以下部分構(gòu)成，即主干電力網(wǎng)絡(luò)、分布式可再生能源、分布式儲能設(shè)備、能源分配設(shè)備、智能能量管理設(shè)備和智能故障隔離設(shè)備等。這些設(shè)備都是以電力系統(tǒng)作為各種能源相互轉(zhuǎn)化的樞紐，同時需要利用強大的信息網(wǎng)絡(luò)對分布式能源發(fā)電、儲能設(shè)備和電動汽車等進行廣域的調(diào)度和消納。
對全球最大的專利數(shù)據(jù)庫——Derwent數(shù)據(jù)庫近5年關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的專利進行分析，能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的專利在近5年內(nèi)出現(xiàn)快速的增長，年增長率超過40%，主要的專利申請國集中在中國、美國、日本和歐盟。通過對相關(guān)專利的技術(shù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)顯示有關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)的專利主要集中在電能存儲裝置和電池組、數(shù)據(jù)收集和處理、電磁變量的測量、測控裝置和供熱系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域。
打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)
電力裝備機遇與挑戰(zhàn)并存
新一代全球能源互聯(lián)網(wǎng)對未來的能源發(fā)展提出了新的展望，同時也給電力裝備制造和科研機構(gòu)帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)與機遇。
一是全球能源互聯(lián)網(wǎng)對于電力裝備提出新的要求。全球能源互聯(lián)網(wǎng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的扁平化結(jié)構(gòu)，由各種規(guī)模不同的分布式微電網(wǎng)組成，微電網(wǎng)之間可以實現(xiàn)電能的雙向共享和高效配置。作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)電力裝備，固態(tài)變壓器幾乎可以適用于各種情況下的微電網(wǎng)與外部電力總線之間的電壓雙向傳遞，可以將太陽能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實現(xiàn)低壓直流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化;將風(fēng)能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實現(xiàn)低壓交流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化;為電動汽車充電，實現(xiàn)低壓交流電向低壓直流電的轉(zhuǎn)化;將分布式儲能裝置與電力總線相連，實現(xiàn)直流電與交流電的雙向傳導(dǎo)。這適應(yīng)了可再生能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多樣化和寬泛性的特點，以固態(tài)變壓器為代表的新一代電力裝備將會是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)和研究熱點。
二是可再生能源大規(guī)模接入對于電網(wǎng)調(diào)度提出的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的發(fā)電計劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測性，但部分可再生能源電站出力的不可控性和隨機性使得對其既不能進行可靠的負(fù)荷預(yù)測，也不可能制定和實施精確的發(fā)電計劃。隨著這類隨機電源容量比例的增加，必將給電網(wǎng)調(diào)度帶來不少壓力。在能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，各國之間針對即將出現(xiàn)的可再生能源波動必須要考慮容許通過的輸電可能，因此互聯(lián)狀態(tài)下的全網(wǎng)備用和可使用信息將成為網(wǎng)絡(luò)安全的重要突破點。
三是大規(guī)模分布式能源接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定技術(shù)提出挑戰(zhàn)。未來大規(guī)模分布式電源將通過特高壓網(wǎng)架實現(xiàn)跨國跨洲傳輸，使得電網(wǎng)成為全球互聯(lián)的能源網(wǎng)絡(luò)。這將使各國電網(wǎng)之間的電氣聯(lián)系大大加強，廣域動態(tài)交互影響加劇，電網(wǎng)穩(wěn)定特性變得更加復(fù)雜。再加上大規(guī)模的風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電的隨機性、間歇性和波動性特點，將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來更大的風(fēng)險，對電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)提出更高的要求。現(xiàn)有的電網(wǎng)保護和安穩(wěn)系統(tǒng)，大多采用當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域內(nèi)的信息，通信系統(tǒng)對其影響有限。但全球互聯(lián)后，廣域保護和跨洲的安穩(wěn)系統(tǒng)會大量出現(xiàn)，通信的中斷，延時和誤碼問題會變得突出，其對穩(wěn)定控制的影響也會越來越大。如何在通信系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下保證控制裝置不拒動、誤動，并保證其動作的時效性，是必須加以研究的課題。
作者：肖世杰 來源：中國能源報 責(zé)任編輯：gaoting
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