肖立业：构建全国统一的新能源电网

    中国科学院电工研究所所长肖立业日前在接受《科学时报》采访时建议，构建全国统一的新能源电网，建立直流骨干网络，将可再生能源资源丰富地区的大型发电站用一个统一的新能源电网连接起来，利用广域范围内的资源互补性的特点平衡电网内的功率波动性和不稳定性，并在网内建设大量的集中式电动汽车充电站，以补偿电网的功率波动性。通过智能电网技术，使新能源电网看上去就像一个“广域超级虚拟发电厂”。

    随着新能源发电比重的不断提高，新能源电网的规模将不断扩大，而现有电网的发电规模将逐步减少，从而在将来可以逐步将现有电网的设施和负载纳入新能源电网，逐渐实现从以传统能源为主导向以新能源为主导的方向转变。

    新能源利用带来的挑战

    在世界范围内，经过近100多年的发展，现有电网不仅与现有能源利用方式的要求相适应，而且在各个方面均获得了很大的发展。我国电网的设备水平、自动化程度、全国统一调度的水平和能力等已经达到相当高的水平，在很多方面甚至已超过美国电网。

    肖立业认为，新能源特别是可再生能源的资源特点、发电方式和机组特性均与现有发电单元具有根本性的差异。因此，在新能源成为未来的主导能源后，如何解决以新能源发电为主导电源的电网安全性、稳定性、可靠性等多方面的问题，并实现电网的优化运行，将成为未来智能电网的关键性挑战。

    首先，能源结构发生改变后，电力需求量将呈数量级增长，但我国能源资源和负荷资源分布极不匹配的格局没有变化，可再生能源资源主要在西部地区，东部沿海有一定的风力资源。这意味着，我国电网仍将向超大规模方向发展。

    其次，在全国电网互联的同时，由于可再生能源具有分散性的特点，靠近负荷侧就地利用的分布式发电也将是一种重要的方式。这意味着，未来电网将出现大电网与分布式发电网平行发展的格局。同时，由于能源资源的分散利用，未来的电力用户也可能成为电力供应方。

    第三，随着化石能源逐步退出能源系统，目前以化石能源为基础的能源消费系统特别是燃油交通系统（如汽车、轨道交通用机车等）将采用电力。这意味着大量的移动负荷（如电气化机车）和充电电站将成为电网中的主要负荷之一。充电电站还可以作为储能备用系统，这使得电网中的负荷特性将与目前电网负荷有很大的不同，不同储能方式的响应特性也有很大的差异。

    最后，从国际上看，欧洲发展智能电网的核心出发点是为了促进新能源的规模化开发利用；美国的出发点虽然是利用信息技术、新材料和新器件来推动陈旧老化的电网的升级改造，但也逐步将发展新能源作为其智能电网发展的重要组成部分。所以，我国智能电网发展的重心也应该在新能源的规模化开发利用上，而不是沦为对传统电网的信息化、自动化的升级改造。

    加快新能源电网建设

    肖立业对我国将于2020年建成统一坚强智能电网的目标持谨慎态度，他认为应该充分考虑到新能源开发利用的远景，对智能电网建设中的新能源发电总量、分布式发电比重等作出充分考虑。

    按照最近的规划，2020年我国风电将达到1.5亿千万、光伏发电将达到2000万千瓦，只占总发电功率的10%左右。“未来新能源的发展，无论是新能源的总发电量还是比重都将大大提高，与10%的比例相比，电网的结构及新能源发电对电网的影响都有很大的不同。”他说。

    他同时强调，分布式发电作为新能源的一种有效的利用方式，将在电网中占有相当大的比重，应予以充分考虑。此外，电动汽车作为未来的新型交通工具，长远来看其充电负荷将成为电网中的主要负荷之一，因此应统筹考虑电动汽车充电站的建设对新能源不稳定性和间歇性的补偿和调节作用。

    肖立业认为国家和有关部门应考虑并论证构建全国统一新能源电网的可行性，建立直流骨干网络，将可再生能源资源丰富地区的大型发电站用一个统一的新能源电网连接起来。“新能源电网通过直流与现有电网实现多处互联，在互联处可以建立功率支撑系统（如电动汽车充电站）。由于负载基本上都连接在现有电网，因此新能源电网除了电动汽车充电站和一些储能设备外，基本上没有其他负载。通过智能电网技术，新能源电网看上去就像一个‘广域超级虚拟发电厂’。”他解释说。随着新能源发电比重的不断提高，新能源电网的规模将不断扩大，而现有电网的发电规模将逐步减少，从而在将来可以逐步将现有电网的设施和负载纳入新能源电网，逐渐实现从以传统能源为主导向以新能源为主导的方向转变。

    为此，我国应大力加强大型可再生能源电站并网技术、分布式电力技术、储能技术、超导电力技术、专用芯片技术、专用操作系统及网络与信息安全技术、能源卫星技术的自主开发等。

    “例如大型储能电站技术，可以考虑在海岸建设沿海岸抽水储能技术，选择三面环山的海湾作为水库的坝址，建设海岸大坝，为海上风电提供储能支撑。发展超导电力技术，可以采用类似曼哈顿计划或者神舟号飞船计划的方式，促进超导电力技术的应用，实现对传统输配电设备的重大革新。”肖立业说。

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