“从现在至2030年的中期阶段,我国输电主干网仍将基本保持超/特高压交、直流输电网模式,但新的输电技术会不断涌现,推动着新输电方式的突破。从2031年到2050年的远期阶段,技术发展的积累和突破有可能实现多端高压直流输电网模式。”周孝信院士说,我国未来第三代电网的构成将遵循国家主干输电网与地方输配电网、微网相结合的模式。主干输电网能适应大规模能源的大容量远距离电力输送、大范围优化配置和间歇性功率相互补偿等需要;配电网能适应中小型分布式电源的开放接入和电力需求侧互动管理的需求,它的终端将多采用微网结构,形成多网合一的能源信息综合服务体系。
周孝信院士还认为,输电网的功能将由单纯输送电能转变为输送电能与实现各种电源相互补偿调节相结合。未来的配电网将采用交、直流并存的多样化配电模式,与通信信息技术广泛结合,逐步形成适宜接纳大规模分布式能源、能够向用户提供差异化服务的主动智能配电网,实现与终端用户能源高效利用系统结合,提高能源利用效率。
挑战:重大技术需要有所突破
根据国家《可再生能源发展“十二五”规划》,2015年—2020年风电、太阳能发电装机容量达到5000万千瓦至2亿千瓦的水平,而且主要是位于西部的集中开发模式,这需要在大规模可再生能源接入电网的技术上有所突破。
我国资源分布不均衡,煤炭资源主要集中在西部和北部,水电资源80%分布在西部,风能、太阳能资源也主要分布在西部;而电力负荷主要集中在中东部地区。从电力流预测结果来看,我国将始终存在大容量远距离输电的基本需求。
当前电网的线损率为6%—7%,大量电能被损耗在输配电线路和变压器等输配电设备中,因此降低线损、提高能源利用效率对第三代电网的建设尤为重要。
“通过智能传感网络和信息系统,在用户端实现分布式能源、储能装置、电动汽车充放电、能源综合高效利用系统与电网的融合,形成智能能源网络,能大幅度提高终端能源利用效率。”周孝信说。
另外,电力系统在满足国民经济电力需求的同时,也面临风险。国内外电网大停电事故,特别是10年来美国、欧洲、印度、巴西等国家和地区电网大停电事故的教训表明,电网的安全和供电的可靠性始终是电网第一位要关注的问题。