中國風電材料設備網：電力系統(tǒng)要討論的是：當可再生能源在電力系統(tǒng)中占到80%甚至更多，當可再生能源在遠距離輸電中占到80%甚至更多，而電動汽車的充電負荷在電力負荷中占到20%甚至更多時，現在的智能電網概念中需要哪些新的外延、能源轉換及儲能技術的突破可能帶來的影響，以及電網如何更好地去適應大能源的變革。
能源是社會發(fā)展的重要物質基礎，而可靠的電力供應則是現代文明的重要支持。一次能源在各類發(fā)電廠中轉化成電能形式的二次能源后，經過輸、配電網輸送給各種用戶，完成終端能源的功能。其中，電能是二次能源的核心，而電網則是支撐在廣域內共享電能的傳輸平臺和電力市場互動的物理平臺，是一次能源及終端能源之間的樞紐和橋梁。
按照發(fā)達國家的經驗，如果電能在終端能源中的占比增加1個百分點，則能源強度將降低3.7個百分點。預計中國電能占終端能源的比重，將從2009年的18.5%增長到2020年的28.0%及2030年的32.0%。電力對能源安全的重要性顯而易見。
為了確保電力系統(tǒng)的安全，必須研究完整的能源流，包括一次能源特別是可再生能源的開發(fā)、二次能源的轉換及終端能源消費的規(guī)律，并保證能源流的整體可靠性。另外還需要研究資金流、物流、人才流和信息流等的可靠性，以支撐電力流及能源流的安全及其協調優(yōu)化。
人類活動產生的污染增加了大自然的生態(tài)負載。作為人類最主要的活動，能源開發(fā)與消費鏈中的各個環(huán)節(jié)的排放都嚴重影響到生態(tài)平衡的裕度。一旦生態(tài)負載超過了自然界的自修復能力，生態(tài)平衡被顛覆，就必然有更多的自然災害來懲罰人類，包括大停電乃至人類文明的毀滅。
為此，需要在一次能源中用可再生能源大規(guī)模地替代化石類能源，在終端能源中用電能大規(guī)模地替代化石類能源，并充分發(fā)揮電能在二次能源中的主導作用。
由于水能、風能、太陽能等可再生能源難以直接以原來的能源形式輸送，必須轉換成電能后才能適用于大多數終端負荷使用，也才能在區(qū)域內共享能源。因此，沒有強大可靠的遠方輸電網以及智能靈活的主動配電網，就無法在終端能源中實現電能對化石能源的大規(guī)模代替，也就不可能在各種一次能源、二次能源及終端能源的各自內部及相互之間實現協調優(yōu)化。
此外，風電和光伏發(fā)電具有很強的間歇性和隨機性，不但無法直接控制，并且其預測誤差大大超過負荷的預測誤差，特別是風電的突變時刻與程度都難以準確預報。設想當可再生能源發(fā)電大規(guī)模入網，例如占到發(fā)電用能50%甚至更多時，突然風與陽光在幾分鐘內從很大降到很小，電能的充裕性將成為巨大的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)的瞬時備用及旋轉備用的調度問題將隨著可再生能源比例的增加而越發(fā)突出，如何保證二次能源和終端能源的安全是極為嚴峻的挑戰(zhàn)。
為此，需要在眾多相關領域中取得重大突破。這包括但不止于：各種可再生能源發(fā)電技術、遠方輸電網及主動配電網技術、風電和光伏發(fā)電在不同時間尺度上的預測技術、儲能技術、電能替代技術、備用容量與備用電量的配置及調度技術，以及與能源系統(tǒng)融合的信息技術。
目前我國的停電防御系統(tǒng)雖然已經取得巨大成績，但由于其監(jiān)控范圍局限在電力系統(tǒng)內部，無法防御極端自然災害及嚴重的一次能源事件等外部因素引起的大停電。
為了解決這個問題，就必須將研究范圍擴大到外部災害演化過程及其機理，并將監(jiān)測點及預測盡量推前到接近外部災害的源頭，從而為停電防御留出更長的預警時間。南瑞集團的雷電預警軟件已經在江西省防御體系中運行了四年，效果很好。
要有效地保證能源安全，就需要一個頂層設計。美國、歐洲、日本提到了能源互聯網。能源互聯網到底是什么？目前眾說紛紜，也許在今后相當長的一段時間內，這一概念還會更加模糊。許多說法將信息技術中Internet的術語，如IP地址、路由器、通信協議等直接搬到電力流或能源流中；而另一些論述則完全套用了對智能電網的描述。
Internet的中譯名是互聯網，這是支持信息流的計算機技術。對特定的信息可以指定特定的接受者，可以調度其傳送路徑，可以將其緩沖、存儲或滯后傳送。而能源流服從的物理規(guī)律與信息流不同，用戶是無法區(qū)分他所消費的電能是從哪里注入電網的。
信息流全方位地支持整個能源流的安全防御及優(yōu)化運營。但是，能源互聯不能生搬硬套Internet的概念；簡單地將能源互聯網描述為類似于Internet只能引入更多的困惑。
另一方面，如果不能清楚地區(qū)分能源互聯網與智能電網的概念，如果對能源互聯網特征的描述都早就在智能電網文獻中反復出現，那么就不應該為之提出新的名詞。
如果一定要在智能電網概念的基礎上提出一個新的概念，那么比較有說服力的理由是：為了保證電力這個能源核心環(huán)節(jié)的安全，必須從大能源的層次來研究電網的上游及下游，即一次能源及終端電源與電力系統(tǒng)的交互。電力系統(tǒng)要討論的是：當可再生能源在電力系統(tǒng)中占到80%甚至更多，當可再生能源在遠距離輸電中占到80%甚至更多，而電動汽車的充電負荷在電力負荷中占到20%甚至更多時，現在的智能電網概念中需要哪些新的外延、能源轉換及儲能技術的突破可能帶來的影響，以及電網如何更好地去適應大能源的變革。
我心目中的頂層設計是包括可再生能源在內的各類一次能源，電能為主的二次能源，以及能源需求側的各種終端能源之間的綜合交互與協調優(yōu)化，故最好稱為“互聯能源網”或“綜合能源網”。即使由于習慣或其他原因，沿用能源互聯網的名稱，也應該理解為“大能源網”，而對應的英文名稱應該是Comprehensive Energy Network，而不是Energy Internet。
（中國工程院院士、國網電力科學研究院名譽院長薛禹勝）
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