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周孝信:电力转型是实现能源转型主要支撑

发布时间:2018-01-04点击量:741来源:中国电力报

12月15日,中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信在2017年中国电力造价高端论坛暨第三届全国电力造价咨询企业年会上作了题为《能源转型中我国新一代电力系统的发展前景》的报告。他指出,电力系统转型是实现能源转型的主要支撑,高比例的可再生能源、高比例电子装备接入电网,多能互补综合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代电力系统的显著技术特征。

电力转型对能源转型起关键作用

我国新一代能源革命的核心目标是,以可再生能源逐步替代化石能源,实现可再生能源等清洁能源在一次能源生产和消费中占更大份额,实现能源转型,建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统。

周孝信指出,电力系统转型是实现能源转型的主要支撑。非化石能源在一次能源消费中占比是我国能源转型的主要指标,一次能源消费中非化石能源主要来自一次电力,包括水电、风电、太阳能发电等可再生能源电力以及核电等。大幅提高非化石能源电力占比,形成非化石能源为主的电源结构,是实现能源转型的主要支撑,也是电力系统转型,建设新一代电力系统的重要标志。

《能源发展“十三五”规划》《电力发展“十三五”规划》和《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》提出了我国能源转型的主要指标。到2020年,我国能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内,非化石能源占一次能源消费15%以上,煤炭占58%以下,电能占终端能源消费比重达到27%;到2020年,全国发电装机达到20亿千瓦,其中非化石能源装机7.7亿千瓦,占39%。到2030年、2050年,非化石能源占比分别达到20%左右、超过能源消费总量的一半;2030年非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%。

周孝信根据我国发电装机容量和年发电量进行情景估算,2020年、2030年和2050年非化石能源电量占比分别达34.5%、48.23%和78.16%。“因此,电力系统以化石能源为主向低碳可再生能源为主的转型对我国实现能源转型目标起关键作用。”他表示。

当前电力系统是可持续发展的综合能源电力发展模式

周孝信介绍,我国电力系统的发展可以分为三代,第一代电力系统从19世纪末至20世纪50年代,主要特征是小机组、低电压、小电网。第二代电力系统从20世纪50年代至20世纪末,主要特征是大机组、超高压、大电网,发展模式高度依赖化石能源,是一种不可持续发展模式。第三代电力系统从21世纪初至21世纪中叶,主要特征是可再生能源和清洁能源发电为主,骨干电源和分布式电源结合,主干电网与区域配网、微网结合。

第三代电力系统基于可再生能源和清洁能源,可持续发展的综合能源电力发展模式。“智能的电网控制、保护系统、智能输变电设备和网络的自愈,大容量、低损耗、环境友好的输电方式,供电可靠性大幅提高,基本排除用户的意外停电风险。配电网能源电力服务是分布式能源广泛接入的智能主动配电网,微网双向能源电力流,综合能源、电力、信息服务。”他描述说。

他指出,第三代电力系统具有四个技术特征,分别是高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多能互补的综合能源电力系统、信息物理融合的智能电力系统。

以多能互补的综合能源电力系统为例,在它的源端基地综合能源电力系统中,水电、风电、太阳能发电、灵活煤电等能源基地和储能通过直流输电网实现多能互补向中东部输电;电力供热制冷、产业耗电,多种途径就地消纳;电解制氢、制甲烷就地利用或通过天然气管道东送。在它的终端消费综合能源电力系统中,包含基于各类清洁能源,满足用户多元需求的区域综合能源系统和清洁能源微网;主动配电网架构下,直接面向各类用户的分布式能源加各类储能和新能源微电网;以及基于天然气和清洁电力的分布式冷热电联产系统。

实现电力转型需从五类技术上寻求突破

周孝信指出,要实现电力系统转型,必须实现一些技术突破,其中五类技术的突破具有全局性影响。这五类技术分别是:高效低成本太阳能风能发电技术、高效低成本长寿命储能技术、高可靠性低损耗电力电子技术、高强度绝缘技术和超导输电技术、新一代人工智能技术。

以新一代人工智能技术为例,要探索应用于电网的设备管理、运行调度、市场交易等领域,开启自主互动新模式。在智能电网发展的基础上,基于先进传感、物联网、大数据、云计算、深度学习、区块链等信息通信、互联网和人工智能技术,应用于电网的智能设备、智能调度、智能交易,有可能颠覆传统电力系统的设备管理、系统调度、能量管理和交易方式,促进新一代电力系统的经济性和安全可靠性较传统系统有大幅度提高。

“第三代电力系统是100多年来第一、二代电力系统的传承和发展,是推动能源转型发展、构成新一代能源系统核心的新一代电力系统。高比例的可再生能源、高比例电子装备接入电网,多能互补综合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代电力系统的显著技术特征。几类技术的突破有可能对未来能源电力系统各环节的发展形态、系统整体效率、运行控制方式和运营模式带来全局性、变革性甚至颠覆性影响。”周孝信表示。“高比例可再生能源和电子装备接入电网,多能互补综合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代电力系统显著特征。”

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