“我國必須以互聯(lián)網(wǎng)思維審視和改造傳統電力系統，而建設能源互聯(lián)網(wǎng)是構建新一代電力系統的關(guān)鍵步驟。”在日前由南瑞集團有限公司和國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院聯(lián)合主辦的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與城市智慧能源高級研討會(huì )”上，中國科學(xué)院院士、中國電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(cháng)周孝信稱(chēng)。他指出，能源互聯(lián)網(wǎng)是在智能電網(wǎng)基礎上，互聯(lián)網(wǎng)思維理念和技術(shù)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場(chǎng)深度融合，實(shí)現能源系統和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，即“互聯(lián)網(wǎng)化”，這是新一代能源和電力系統的重要發(fā)展方向。
近日，本報記者就新一代電力如何最大化地提高能源綜合利用效率、能源互聯(lián)網(wǎng)如何助力城市能源轉型等問(wèn)題專(zhuān)訪(fǎng)了周孝信院士。
以非化石能源為主的電源結構有助于實(shí)現能源轉型
Q：您曾提出，能源轉型的核心是新一代電力系統。請問(wèn)電力系統的發(fā)展經(jīng)過(guò)了哪幾個(gè)階段？
周孝信：新一代能源系統是以電力為中心，以電網(wǎng)為主干和平臺，各種一次、二次能源的生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲和轉換裝置以及信息、通信、控制和保護裝置直接或間接所構成的網(wǎng)絡(luò )化物理系統。
回顧電力系統的發(fā)展歷程，第一代電力系統是19世紀末至20世紀50年代，特點(diǎn)是小機組、低電壓、小電網(wǎng)，電網(wǎng)安全和供電可靠性低，當時(shí)的電源和電網(wǎng)處于初級發(fā)展模式。
第二代電力系統是20世紀50年代至20世紀末，特點(diǎn)是大機組、超高壓和大電網(wǎng)，安全性和可靠性得以提高，但大電網(wǎng)停電風(fēng)險依然存在，且仍然高度依賴(lài)化石能源，是一種不可持續的發(fā)展模式。
第三代電力系統是從21世紀初至21世紀中葉，以可再生能源和清潔能源發(fā)電為主（占70%—80%以上），骨干電源與分布式電源結合，主干電網(wǎng)與局域配電網(wǎng)、微電網(wǎng)相結合。在這期間，供電可靠性大幅提高，基本可以排除用戶(hù)意外停電的風(fēng)險，且是以非化石能源為主的綜合能源電力系統，是一種可持續的發(fā)展模式。
Q：您認為新一代電力系統發(fā)展的最大推動(dòng)力是什么？
周孝信：個(gè)人認為，一個(gè)就是綠色發(fā)展，這是在可再生能源技術(shù)發(fā)展推動(dòng)下的電力系統轉型。另一個(gè)就是數字革命，這是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下的電力系統數字化和智能化。這兩大革命是推動(dòng)電力系統發(fā)展模式轉換的驅動(dòng)力。第三代電力系統即新一代電力系統，是百年來(lái)第一、二代電力系統的傳承和發(fā)展。從第一代電力系統到第三代電力系統發(fā)展的內在動(dòng)力是電能供需的變化，對于第三代電力系統而言，其主要驅動(dòng)力是電源結構的變化。這種變化是伴隨著(zhù)能源轉型發(fā)生的，原因在于化石能源的有限資源、環(huán)境保護要求日益嚴格，以及在信息通信技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下，對系統運行和用戶(hù)服務(wù)自動(dòng)化、智能化水平的更高要求。我始終認為，第三代電力系統最根本特征就是電源的變化，結構的變化影響著(zhù)一切。大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源，形成以非化石能源為主的電源結構，構建新一代電力系統，是實(shí)現能源轉型、建設新一代能源系統的主要途徑。建立既節能環(huán)保又滿(mǎn)足生活需要的城市能源系統Q： 新一代城市能源電力系統表現出了哪些主要特征？周孝信：我認為，新一代城市能源電力系統主要有四個(gè)特征：
一是可再生能源優(yōu)先、因地制宜的多元能源結構。我認為城市的發(fā)展肯定要電氣化優(yōu)先，但一定要因地制宜地考慮，而不是千篇一律。比如要考慮多元化的清潔能源，包括天然氣、分布式光伏、地熱等。
二是集中分布并舉、協(xié)同可靠的電力生產(chǎn)和供應模式。今后要發(fā)展分布式能源，而且它將來(lái)可能占的比重會(huì )越來(lái)越大。所以，不管是做電源規劃或是電力規劃，一定要協(xié)同起來(lái)。
三是供需互動(dòng)、多能互補、節約高效的用能用電方式。我覺(jué)得，多能互補更適合在城市里發(fā)展，特別是在一些大型企業(yè)，比如工商企業(yè)中。同時(shí)，我呼吁大家要養成節約的習慣，比如節電節能，學(xué)會(huì )高效的用能用電方式。
四是面向全社會(huì )的平臺性和綜合能源電力服務(wù)。
Q： 判斷新一代“城市能源電力系統”關(guān)鍵指標是什么？周孝信：我認為，關(guān)鍵指標主要包括電能在終端能源消費中的比重、供電供能可靠性指標、城市綠色能源生產(chǎn)消費指標（綠色交通、綠色建筑、工商企業(yè)、城市居民）、城市能源系統總體能源利用效率等。
具體而言，比如在綠色交通方面，要看其電氣化和清潔燃料的應用指標。在城市里，比如公交車(chē)和私家車(chē)，要看有多少是電動(dòng)的、有多少是用氫能的、還有多少是用甲醇的。這些都是我們一定要考慮的方面。而在綠色建筑領(lǐng)域，就要看建筑節能和清潔供暖制冷指標。建筑領(lǐng)域作為節能降耗的重要領(lǐng)域，現在有很多標準，目前實(shí)現的情況如何？我們也要重點(diǎn)關(guān)注。在工商企業(yè)中，要關(guān)注節能和多能互補指標。而在城市居民生活中，要看節能和綠色簡(jiǎn)約舒適生活方式指標。我曾到長(cháng)江沿岸地帶調研，發(fā)現供暖是一個(gè)極大的問(wèn)題。這里夏天很熱、冬天很冷，北方的冬天有暖氣用，大家會(huì )感到很舒適，而這里很冷，大家又想提高生活質(zhì)量怎么辦呢？大部分人會(huì )選擇用電，但是代價(jià)很大。所以，現在有沒(méi)有這樣一個(gè)解決方案？既能滿(mǎn)足老百姓高品質(zhì)的生活需求，同時(shí)又是節能的、清潔的、老百姓消費得起的。這個(gè)問(wèn)題有待進(jìn)一步思考。Q： 能源互聯(lián)網(wǎng)可為傳統電網(wǎng)提供哪些可行的發(fā)展路徑？周孝信：傳統電力系統本身就具有互聯(lián)網(wǎng)特性。在電源側，傳統電力系統中各類(lèi)一次能源發(fā)電和分散化布局的電源結構，通過(guò)大規?；ヂ?lián)的輸配電網(wǎng)絡(luò )，連接千家萬(wàn)戶(hù)，具有天然的網(wǎng)絡(luò )化基本特征；而在負荷側，傳統電力系統終端用戶(hù)用電早已實(shí)現“即插即用”，電力用戶(hù)根據需要從網(wǎng)上取電，具有典型的開(kāi)放和分享的互聯(lián)網(wǎng)特征。但是，傳統電力系統不支持用戶(hù)分布式電源的“即插即用”，無(wú)法實(shí)現用戶(hù)與電網(wǎng)之間能源和信息的雙向流動(dòng)，且不適應多種形式能源的協(xié)同互補，提高能源利用率的能力受限。因此，傳統電力系統不能適應分散化布局用戶(hù)能源電力的市場(chǎng)化，為能源電力用戶(hù)服務(wù)的能力受限。能源互聯(lián)網(wǎng)的提出，為傳統電力系統解決上述問(wèn)題提供了可行的發(fā)展路徑。能源互聯(lián)網(wǎng)是以可再生能源為優(yōu)先、電力能源為基礎、各種能源協(xié)同互補、供給與消費協(xié)同、集中式與分布式協(xié)同及大眾可參與的新型生態(tài)化能源系統。利用能源互聯(lián)網(wǎng)，可提高可再生能源比重，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與能源系統的深度融合，實(shí)現多元能源的有效互補與高效利用。Q： 新一代電力系統發(fā)展優(yōu)勢和目標是什么？周孝信：新一代電力系統繼承了傳統電力系統中天然的網(wǎng)絡(luò )化基本特征，發(fā)展了傳統電力系統終端用戶(hù)用電的“即插即用”，支持用戶(hù)分布式發(fā)電上網(wǎng)，實(shí)現了能源和信息的雙向流動(dòng)，具備完整的開(kāi)放、分享的互聯(lián)網(wǎng)特征。新一代電力系統在源端能源基地和終端消費網(wǎng)絡(luò )支持多種形式能源的協(xié)同互補，可大幅度提升能源的綜合利用效率，提升可再生能源的消納能力。基于傳統電力系統具有典型的互聯(lián)網(wǎng)特征，與信息互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步廣泛融合，以互聯(lián)網(wǎng)思維改造傳統電力系統，與信息通信技術(shù)深度融合，建設能源互聯(lián)網(wǎng)，是構建新一代電力系統的關(guān)鍵步驟。因此，新一代電力系統的理念和目標與能源互聯(lián)網(wǎng)高度契合，其核心目標都是要解決我國能源革命的首要問(wèn)題，最大限度開(kāi)發(fā)利用可再生能源，最高程度提高能源綜合利用效率，實(shí)現能源系統的可持續發(fā)展。End
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