全球能源互联网构想

2015-06-15 11:05:17 大云网　点击量：评论 (0)

全球能源互联网的基本概念　　全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架（通道），以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网（见图5-4）。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网（

全球能源互联网的基本概念

　　全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架（通道），以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网（见图5-4）。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网（输电网、配电网）的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。

全球能源互联网的发展框架

　　全球能源互联网的发展框架可以概括为一个总体布局、两个基本原则、三个发展阶段、四个重要特征、五个主要功能。

　　△总体布局

　　全球能源互联网是一个由跨洲电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展的有机整体。在全球范围看，全球能源互联网将依托先进的特高压输电和智能电网技术，形成连接北极地区风电、赤道地区太阳能发电和各洲大型可再生能源基地与主要负荷中心的总体布局。

　　全球能源互联网发展的核心是建设连接包括“一极一道”在内的全球各类清洁能源基地与主要负荷中心的跨国跨洲骨干网架和洲际联网通道。其中，“一极一道”清洁能源基地向负荷中心的输电通道包括：北极地区风电基地向亚洲、欧洲、北美洲送电，北非、中东太阳能发电基地向欧洲、南亚送电，澳大利亚太阳能发电基地向东南亚送电。跨洲电网互联主要包括：亚洲与欧洲互联、亚洲与北美洲互联、欧洲与非洲互联、亚洲南部和非洲互联、北美洲与南美洲互联。此外，还包括各洲内大型能源基地向所在洲负荷中心的送电通道。

　　△两个基本原则

　　1．清洁发展的原则

　　清洁发展是应对气候变化、实现人类可持续发展的根本要求。在形成全球广泛共识的基础上，各国应围绕清洁低碳发展目标，制定能源发展战略规划，加快转变能源发展方式、提高清洁能源比重，共同推动全球清洁能源开发利用。全球能源互联网要围绕世界能源清洁、低碳发展这个目标加快布局、加快建设，更好地推动各种集中式、分布式清洁能源的高效开发利用，推动能源发展方式从传统化石能源主导向清洁能源主导转变。

　　2．全球配置的原则

　　实施全球配置是由全球能源资源与负荷中心逆向分布特征所决定的。清洁能源具有随机性、间歇性特征，具备大规模开发条件的清洁能源资源一般远离负荷中心，只有在更大范围优化配置才能够解决大规模开发、高比例接入电网所带来的消纳问题，才能够发挥清洁能源的作用。全球能源互联网建设要立足世界能源资源禀赋，统筹考虑全球政治、经济、社会、环境因素，构建连接能源基地、负荷中心的全球能源配置平台，实现全球能源的高效开发、优化配置和有效利用。具有大容量、远距离输电能力的特高压输电技术发展，为实现电力跨大洲、大规模、高效率配置奠定了技术基础。通过清洁能源全球配置，还有利于将经济不发达地区的资源优势转化为经济优势，促进区域经济协调发展。

　　△三个阶段

　　综合考虑全球能源分布、清洁能源发展、能源供需、能源输送等因素，未来全球能源互联网发展可以划分为洲内互联、跨洲互联和全球互联三个发展阶段。

　　第一阶段：到2020年，推动形成共识；到2030年，根据技术经济比较优势，启动大型清洁能源基地建设，加强洲内国家之间电网的互联。各大洲加快开发清洁能源，通过各大洲内的互联电网实现清洁能源输送和消纳。如东北亚互联、北美电网互联、欧洲统一电网互联、拉美电网互联、非洲中南部电网互联等。跨国互联电网快速发展，在满足清洁能源消纳范围不断扩大需求的同时，实现各国不同季节、不同时段、不同类型电力资源的互补和互济，提高能源系统效率和经济性。各国加强国内坚强网架的建设和全国互联，以更好地融入洲内联网，更加有效地接纳洲内配置的清洁能源。

　　第二阶段：2030～2040年，发展重点是在继续加强各洲主要国家电网互联的基础上，按照先易后难的次序，推动“一极一道”等大型能源基地开发和跨洲联网取得重要进展。洲内互联电网的网架不断完善，随着北极地区风电、赤道地区太阳能发电等全球重点清洁能源基地的大规模开发，跨洲远距离输电和跨洲电网互联成为全球能源互联网发展的主导方向。跨洲间的多类型电力资源互补、利用时差的跨洲电力互济效益更加显著，全球能源互联网初具规模。这一阶段要着重推进北极地区电力外送通道、赤道地区电力外送通道，以及亚欧洲际输电通道、亚洲与北美洲联网通道、欧洲与非洲联网通道、亚洲南部与非洲联网通道、北美洲与南美洲联网通道等的建设，建立全球能源互联网的合作推进和协调机构，初步形成全球能源互联网的合作机制。

　　第三阶段：2040～2050年，按照重点突破、全面推进的思路，加快全球能源互联网建设，逐步形成全球互联格局，推动实现“两个替代”目标。随着全球太阳能、风能等清洁能源基地全面开发建成，清洁能源发电替代化石能源并占据主导地位，化石能源开发、输送和消费规模明显下降，基本实现各洲、各国电网互联互通，全球能源互联网全面建成，成为全球清洁能源优化配置平台。全球能源互联网的组织机制和运行机制完善，全球调控中心建立并与各洲调度中心、各国调控中心形成分区分层控制的调控体系。全球化的电力市场建立，跨国跨洲电力市场交易电量占电力总消费的比例大幅提高。

　　△四个特征

　　1．网架坚强

　　网架坚强是构建全球能源互联网的重要前提。坚强的网架是实现资源全球配置的基础。只有形成坚强可靠的跨国跨洲互联网架，才能实现全球能源的广泛互联和大范围配置。各国电网规划科学、结构合理、安全可靠、运行灵活，才能适应风电、光伏发电、分布式电源大规模接入和消纳。

　　2．广泛互联

　　广泛互联是全球能源互联网的基本形态。全球能源互联网的广泛互联带来了全球能源资源及相关公共服务资源的高效开发和广泛配置。洲际骨干网架、洲内跨国网架、各国家电网、地区电网、配电网、微电网协调发展、紧密衔接，可以构成广泛覆盖的电力资源配置体系。

　　3．高度智能

　　高度智能是全球能源互联网的关键支撑。各类电源、负荷实现可灵活接入和确保网络安全稳定运行。通过广泛使用信息网络、广域测量、高速传感、高性能计算、智能控制等技术，实现各层网架和各个环节的高度智能化运行，自动预判、识别大多数故障和风险，具备故障自愈功能；通过信息实时交互支撑整个网络中各种要素的自由流动，真正实现能源在各区域之间的高效配置。

　　4．开放互动

　　开放互动是全球能源互联网的基本要求。构建全球能源互联网，需要各国的相互配合、密切合作。全球能源互联网的运营也要对世界各国公平、无歧视开放。充分发挥电网的网络市场功能，构建开放统一、竞争有序的组织运行体系，促进用户与各类用电设备广泛交互、与电网双向互动，能源流在用户、供应商之间双向流动，实现全球能源互联网中各利益相关方的协同和交互。

　　△五个主要功能

　　1．能源传输

　　能源传输是全球能源互联网最基本的功能。电能输送是重要的能源运输方式，煤电、水电、核电、风电、太阳能发电等电能的传输都通过电网进行。全球能源互联网是能源资源优化配置的载体，能够将各种一次能源转化为电能在电网中传输。依托全球能源互联网，可以实现能源和电力的光速传输。未来，随着“两个替代”的深入推进，可再生能源发电将成为全球主导能源，全球能源互联网也将成为能源综合运输体系的核心组成部分，并与铁路、公路、水路、管道等传统能源运输方式分工协作、优势互补，共同构成高度现代化的全球能源综合运输体系。

　　2．资源配置

　　全球能源互联网是能源资源优化配置的重要平台。通过这个平台，可以连接各类电源和用户，实现各类能源的集约开发和高效利用。随着全球电网互联范围的逐步扩大，能源资源配置的范围更广、能力更强，北极地区、赤道地区等远离负荷中心的大能源基地得以开发和建设，有力促进能源结构和布局优化。电力的传输配送过程，本质就是能源资源优化配置的过程。全球能源互联网作为连接各类电源和用户的网络枢纽，能够优化配置电源资源和用户资源，可以推动煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能等各类能源的集约开发和高效利用。

　　3．市场交易

　　全球能源互联网是全球电力市场交易的物理基础。电能无法大规模储存，电力供需必须时刻保持平衡，这一客观规律决定了电力市场交易必须以电网为载体，电网的覆盖范围决定了电力市场的物理边界。覆盖全球的能源互联网，将成为全球范围电力交易的载体，既承担着能源电力交易的平台职责，又肩负着电网调频、系统备用、无功调压等服务任务，在全球电力市场建设中发挥关键作用。

　　4．产业带动

　　全球能源互联网是培育战略性新兴产业的孵化器。全球能源互联网是技术创新的重要领域，也是新技术应用的重要载体，对新能源、新材料、智能装备、电动汽车、信息技术等新兴产业具有很强的带动作用。全球能源互联网的发展，可以形成一个良性发展的生态圈，对上游、下游产业产生全面的带动作用，提升产业的整体发展水平和发展速度。

　　5．公共服务

　　全球能源互联网是未来生产生活不可或缺的公共服务平台，服务全社会各行各业、千家万户。随着与物联网、互联网的深度融合，全球能源互联网成为功能多元、智能先进的社会公共平台，为用户提供能源、电力、信息等综合服务，满足用户多样化、高品质的服务需求，推动生产生活方式改变。全球能源互联网的建设将全面融入经济社会、智慧城市的发展，成为不可替代的公共服务枢纽。

（原文见《全球能源互联网》第五章）