未來智能電網和電網技術的發展前景

20世紀末至本世紀初，伴隨著氣候變化加劇和傳統能源日漸枯竭，一場新的能源革命悄然興起。節能，提高化石能源的清潔利用水平，以可再生能源逐步替代化石能源，實現可再生能源（水能、風能、太陽能、地熱能、生物質能等）和核能等清潔能源在一次能源生產和消費中占更大份額，建立可持續發展的能源系統，是這一新能源革命的主要目標。
　　可再生能源、核能以及化石能源的清潔利用絕大部分要通過轉化為電能來實現。在新能源革命條件下，電網的重要性日益突出，電網將成為全社會重要的能源輸送和配給網絡。與傳統電網相比，未來電網使命的變化主要有如下4點：（1）接收大規模集中式和分布式可再生能源電力，成為新能源電力的輸送和分配網絡；（2）與分布式電源、儲能裝置、能源綜合利用系統有機融合、雙向互動，提高終端能源利用效率，成為靈活、的智能能源網絡；（3）具有*的供電可靠性，基本排除大面積停電風險，成為安全、可靠的能源電力供應系統；（4）與信息通信系統廣泛結合，成為集能源、電力、信息為一體的綜合服務體系。
　　電網（廣義的電網即電力系統）作為現代工業文明的產物，經歷了100多年的發展。縱觀世界電網的發展歷史和未來電網使命的變化，按其不同階段的主要技術經濟特征區分，可分為三代電網。*代電網是二戰結束前的小電源、低電壓、小電網，是電網的興起階段。第二代電網是二戰后至上世紀末發展的大機組、超高電壓、大規模互聯電網，是電網的規模化發展階段。第二代電網嚴重依賴化石能源，大電網的安全風險難以基本消除，是不可持續的電網發展模式。未來電網就是第三代電網。第三代電網是一、二代電網在新能源革命條件下的傳承和發展，支持大規模新能源電力，大幅降低大電網的安全風險，并廣泛融合信息通信技術，是電網的可持續化、智能化發展階段。
　　當前我國能源和電力面臨發展轉型的新階段。從現在起到2050年將是我國電網由第二代向第三代轉型的過渡期。與電源的轉型相配合，電網發展總體上將是朝向骨干輸電網與地方輸配電網、微網相結合的模式，既能適應水能、風能、太陽能發電等大規模可再生能源電力以及清潔煤電、核電等集中發電基地的電力輸送、優化和間歇性功率相互補償的需要，也能適應對分布式能源電力開放、促進微網發展、提高終端能源利用效率的需求。
　　從現在至2030年的中期階段，我國輸電骨干網仍將基本保持超/特高壓交直流輸電網模式，即2020~2030年的輸電骨干網，在形態上應是超大規模超/特高壓交直流混聯的復雜電網。多端直流輸電技術、FACTS及VSC-HVDC等電力電子技術將得到較廣泛應用，儲能技術有可能取得較大進展，為后期電網的轉型奠定技術基礎。
　　2030~2050年，隨著我國西南大規模水電、西部和北部大規模風電及巨型荒漠太陽能電站、東部沿海海上風電等可再生能源電力的集中開發，具有間歇性、波動性電源的比重不斷提高，在全國范圍內建設靈活可控、低損耗、高可靠性的跨大區超級輸電網絡，將為大范圍資源優化配置和相互補償所必需。在這一階段，技術發展的積累和突破有可能對輸電網模式產生革命性的影響。根據技術突破程度的不同，可能有兩種模式：一是延續目前發展的超/特高壓交直流輸電網模式；二是多端高壓直流輸電網（超導或常規導體）模式。后者更依賴于相關技術的重大突破、必要性和技術經濟的*性。在這一時期，基于高性能電力電子設備的多端高壓直流輸電網技術業已成熟，高溫超導輸電技術有可能取得新的突破，為建設基于常規導體線路和設備或基于高溫超導體線路和設備的超級直流輸電網提供技術條件。
　　未來能源電力結構的轉型對配電系統發展的影響更為顯著，其中配電網運行的外部環境有以下幾個突出特點：（1）大量電動汽車充放電設施將會接入配電系統；（2）分布式電源、儲能系統與微網將會在配電系統中大規模存在；（3）能源消費模式將會因用戶與配電系統間靈活互動機制的建立而改變；（4）配電系統將會成為電力、能源、信息綜合服務的綜合技術平臺；（5）的信息網絡、傳感網絡及物聯網將在配電系統中廣泛應用。
　　基于上述電網和電網技術發展趨勢的判斷以及建設第三代電網的需求，提出近期必須開展研究的10項關鍵技術領域：（1）大規模新能源與可再生能源電力友好接入技術（含分布式）；（2）大容量輸電技術；（3）傳感網絡技術；（4）電力通信與信息技術；（5）大容量儲能技術；（6）新型電力電子器件及應用技術；（7）電網調度、控制與保護技術；（8）電力系統計算仿真技術；（9）智能配電網和微網技術；（10）智能用電技術。
　　鑒于智能電網相關議題已在2011年的香山會議中討論，本次會議的中心議題主要圍繞未來電網發展模式、新型輸電方式和輸電線路、超導電力及其發展前景、未來電力系統中的儲能技術、新型電力電子技術器件和裝備、新型輸變電裝備技術等內容展開。這些新技術的發展將對未來電網的發展產生重大影響。