决定能源互联网发展的“三大基石”

里夫金在《第三次工业革命》中，明确提出“能源互联网”是未来世界的能源供给的主要形态。世界上主要国家都在探索未来能源转型的发展路线。清洁发电技术、超高压与新电网技术、分布式发电及智能配网成为了能源互联网的三大基石。

基石一：清洁发电技术

1.新能源政策支持

我国经过30余年经济发展，以化石能源为主的能源生产和消费规模不断增加，国内资源环境约束凸显，迫切需要大力发展新能源，加快推进能源转型。当前，以新能源为支点的我国能源转型体系正加速变革，大力发展新能源已上升到国家战略高度，成为顺应我国能源生产和消费革命的发展方向。李克强总理在新一届国家能源委员会首次会议强调，推动能源生产和消费方式变革，提高能源绿色、低碳、智能发展水平；习主席在中央财经领导小组第六会议中，明确提出要推动能源生产和消费革命，建立多元供应体系。立足国内多元供应保安全，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。中共中央文件〔2015〕9号《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》提出完善并网运行服务，支持新能源、可再生能源、节能降耗和资源综合利用机组上网，积极推进新能源和可再生能源发电与其他电源、电网的有效衔接，依照规划认真落实可再生能源发电保障性收购制度，解决好无歧视、无障碍上网问题。同时，提出开放电网公平接入，建立分布式能源发展新机制，有序向社会资本放开配售电业务。

　　2.新能源发展现状

(1)风电

风电装机规模全球第一。截至2014年底，风电并网装机容量达到9581万kW，占全球的27%。风电装机主要集中在“三北”地区，合计约占全国总量的83%。蒙西、蒙东、天津、等12个省级电网的风电已成为装机第二大电源。风电得到较好利用，全年发电量超过18个省份的本省用电量，发电利用小时达到2000h左右。

        (2)光伏发电

光伏发电增长速度全球最快，装机容量位居世界第二。2010～2014年，光伏发电装机容量年均增速219%;2013、2014年连续两年新增光伏发电装机容量突破1000万kW，约占全球同期新增装机容量的1/3。截至2014年底，全国光伏发电并网容量达到2652万kW，仅次于德国位居世界第二。建成百万千瓦级光伏电站，主要集中分布在西北地区。2012年青海建成我国第一个百万千瓦光伏发电基地，2013年甘肃、新疆建成百万千瓦光伏发电基地。2014年全年光伏发电量约231亿kW˙h。

(3)分布式新能源

根据国家能源局定期公布分布式光伏发电发展情况，统计口径涵盖接入35kV、装机容量在2万kW以下的光伏电站。截至2014年底，全国分布式光伏发电累计装机容量为467万kW。

3.新能源发展格局

1.集中式开发和分布式利用是世界各国新能源开发利用的两种重要方式。就我国实际情况而言，我国风能、太阳能资源资源分布的特点，客观上决定了风电以集中式开发外送为主、太阳能发电以集中开发和分布式利用相结合的总体格局。风电：《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出优化风电开发布局，2020年风电装机规模达到2亿kW，并重点建设酒泉、蒙西、蒙东、冀北、吉林、黑龙江、山东、哈密、江苏等9个大型风电基地，九大基地装机占85%。“三北”地区仍然是风电开发重点，占全国64%。结合各地区风电发展规划以及目前风电核准项目建设进度，预计2020年全国各省区风电开发规模达到26699万kW，突破规划目标。风电布局向中东部地区、南方地区倾斜趋势逐渐加强。太阳能发电：《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》，2020年全国太阳能发电总装机将达到1亿kW，“三北”地区太阳能发电装机达到3700万kW，占总装机的37%。根据目前发展速度，预计2020年太阳能发电装机将达到1.5亿kW。

基石二：超高压与电网技术

　　1.电网发展必要性

（1）我国新能源资源的分布特点，以及集中式新能源发电特性对电网运行的影响，客观上决定了大电网是我国新能源规模化发展的重要推动因素，我国大规模新能源并网尤其需要大电网的支撑。

（2）我国风能、太阳能资源丰富，目前我国风电装机位居世界第一、太阳能发电装机年底有望超过德国跃居世界第一;风电和光伏发电设备产能充足，均占全球产能的一半以上，具备大规模开发的有利条件。破解当前的弃风、弃光等问题，迫切需要加强电网，通过在全国范围配置资源加以解决。

（3）全球能源互联网构建。9月26日，习近平总书记在联合国发展峰会上宣布“中国倡议探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”。发挥我国特高压、智能电网、新能源发展的领先优势，以“一带一路”沿线国家的电网互联互通为突破口，推动全球能源互联网建设，有利于我国在全球气候变化谈判和全球能源转型中占领制高点，赢得全球能源治理的话语权和主动权。

2.电网发展现状

目前，国家电网已建成特高压试验示范工程、皖电东送工程、浙北-福州3项特高压交流工程，建成特高压线路3143.4公里，特高压变电站10座、变电容量5100万千伏安。在建的有锡盟-山东、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆横-潍坊4项特高压交流工程。这些工程带动我国电工装备业整体升级。我国已研制了特高压变压器、开关、高抗、串补等全部关键设备，均一次投运成功。在特高压带动下，我国电工装备企业不仅主导了国内高端市场，而且进军国际市场，出口额连年大幅增长。巴西已采用我国特高压技术和装备建设大型水电送出工程。

3.特高压发展展望

统筹考虑能源基地开发、受端地区用电需要，为满足我国能源需求和西部大开发需要，解决能源安全、电网安全、严重雾霾等问题，拉动国家内需和经济增长，还需加快实施“五交八直”特高压交直流工程。电网发展格局优化的思路：在“十三五”将国家电网优化为西部(西北+川渝藏)、东部(“三华”+东北三省+内蒙古)两个特高压同步电网，形成送、受端结构清晰，交、直流协调发展的格局，将国家电网跨区输电规模从目前的1.1亿千瓦提高到3.7亿千瓦。“十三五”期间，电网建设投资2.7万亿元，带动电源投资3.2万亿元，总投资近6万亿元。

基石三：分布式发电与智能配网

1.分布式电源发展现状及趋势

目前国家已明确了2015和2020年分布式光伏发电和分布式天然气的发展目标，虽然对小水电也明确了发展目标，但是小水电一般不作为严格意义的分布式电源，对其他类型分布式电源并未明确具体的发展目标。根据发展现状和发展条件，确定预测情境下分布式电源发展规模：2020年分布式电源装机容量可达到1.87亿千瓦，占同期全国总装机的9.1%;2030年分布式电源装机容量达到5.05亿千瓦，占同期全国总装机的17.3%。从发展趋势来看，分布式电源占比逐年增加，年均增加近1个百分点。

2.分布式电源对配网要求

（1）分布式电源发展需要依托强大的电网支撑，才能充分发挥技术经济优势，实现快速发展。发挥电网余缺调剂作用。在用户的用电高峰时期，分布式电源很有可能无法完全满足用户的用电需求，或在用户的用电低谷时期，分布式电源电量过剩，此时需要大电网为分布式电源和用户提供电量调剂余缺;发挥电网备用服务作用。除了少数偏远地区独立运行的分布式电源外，分布式电源一般均接入电网，正常运行时由电网为其提供电压频率支撑、系统备用等服务，发生故障或检修退出时，由电网继续为其用户提供可靠的电力服务，以满足电力用户的可靠供电要求。

（2）分布式电源的大量接入将出现局部地区潮流返送输电网、双向潮流大幅变化等情况，进一步驱动电网的更广泛互联，实现全网范围内进行优化配置和保障电网安全运行。德国经验：分布式电源大量接入将导致配电网潮流双向流动，成为有源网络，进而出现本地分布式电源发电过剩而频繁向主网送电情况。目前德国大量分布式光伏接入，每年约有四百小时向主网送电，对德国主网有功平衡带来较大影响。依靠大电网调节成为德国分布式光伏消纳重要手段。

（3）我国情况：2020年前，将出现局部地区(比如浙江嘉兴市、北京延庆县)的可再生能源渗透率高达200%的情况，潮流将返送至220千伏电网。要求主网与配电网建立起更加紧密的联系，将分布式电源纳入到主网监控范围内，在全网范围内优化配置分布式电源

3.配电网建设改造三大行动

（1）配电网装备提升行动：一是优化升级配电变压器，推动非晶合金变压器、高过载能力变压器、调容变压器等设备的应用;二是更新改造配电开关，2020年全面完成开关无油化改造，开关无油化率达到100%;三是提高电缆化率，2020年，中心城市(区)核心区新建线路电缆化率达到60%。

（2）配电自动化建设行动：在中心城市(区)及城镇地区推广集中式馈线自动化方式，在网络关键性节点采用“三遥”终端，在分支线和一般性节点采用“二遥”终端;在乡村地区推广以故障指示器为主的简易配电自动化。2020年，配电自动化覆盖率达到90%。

（3）新能源及多元化负荷接入畅通行动：一是满足新能源和分布式电源并网。推广应用新能源发电功率预测系统、分布式电源“即插即用”并网设备等技术，有序建设主动配电网、分布式多能源互补等示范工程。二是实施用户智能友好互动工程。以智能电表为载体，建设智能计量系统，打造智能服务平台。三是开展微电网示范工程。在城市供电可靠性要求较高的区域和偏远农村、海岛等不同地区，有序开展微电网示范应用。