申洪：智能电网+特高压电网+清洁能源下的主要关键技术创新需求
电力头条
2018-07-27 12:33
摘要：全球能源互联网就是智能电网+特高压电网+清洁能源，其中清洁能源的发展是核心目标，建立了全球能源互联网根本的出发点就是要促进清洁能源的发展。
全球能源互联网就是智能电网+特高压电网+清洁能源，其中清洁能源的发展是核心目标，建立了全球能源互联网根本的出发点就是要促进清洁能源的发展。全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院技术处处长申洪在2018中国国际能源峰会暨展览会作“全球能源互联网关键技术创新需求”演讲。
全球能源互联网就是智能电网+特高压电网+清洁能源，其中清洁能源的发展是核心目标，建立了全球能源互联网根本的出发点就是要促进清洁能源的发展。全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院技术处处长申洪在2018中国国际能源峰会暨展览会作“全球能源互联网关键技术创新需求”演讲。
全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院技术处处长申洪
申洪：首先祝贺2018中国国际能源峰会暨展览会召开。
全球能源互联网发展合作组织是2016年在民政部注册，由国家电网公司发起国内首个能源领域的国际合作组织，合作组织的主席是前国家电网公司董事长X先生，副主席有四个，分别是X，现任国家电网公司董事长，软银孙正义，以及俄罗斯的X，合作组织成立两年来取得了丰硕成果，目前已经在全世界40多个国家征集了大约400多个会员单位，我们也开展了多方面的研究和相关的规划工作。
今天给各位领导和嘉宾汇报的是近期开展的研究取得的成果，分成两部分，首先是能源转型与全球能源互联网。
全球能源发展合作组织的成立出发点是针对解决人类目前面临的可持续发展问题，目前人类在工业革命以来，化石能源大量开发和使用，已经造成了极大的问题，首先就是资源紧缺，环境污染，气候变化等问题。这些问题的根源就是不可持续的问题，一个是资源上不可持续，第二是环境方面的不可持续，再就是气候方面不可持续。主要来源就是因为化石能源的大量使用，从这个家度来说，发展低碳零碳的能源是解决这个问题的根本方法。2015年巴黎气候大会上提出了二度减排的目标，从目前我们统计的情况来看，世界各国已经发布的减排的计划就其总量来说，一直到2020年尚不能达到巴黎协定规定目标的三分之一，应该说目前世界上没有完全应对气候变化这一巨大问题的措施，针对这一问题，我们全球能源互联网发展合作组织应运而生。我们提出的基本理念就是发展清洁能源，来解决气候变化问题。
全球清就能源十分丰富，据统计，全球清洁能源的风、光、水资源，如果按照资源储量来算，只要开发万分之五就可以满足全世界的需求。像风电和光伏这些发电具有间歇性、波动性，单个小范围开发存在一些不可接纳的问题。只有融入到大电网，在大范围内才能够实现它的大发展，这也是全球能源互联网提出这个理念的出发点，目前全世界各个方面的资源非常丰富，为什么现在不能有效的开发呢，其中一个很大的原因是因为先网条件不满足，所以提出构建一个全球能源互联网，它可以实现清洁能源的高效开发、配置和利用，这就是全球能源互联网的出发点。
全球能源以清洁主导，电为中心，互联互通，共建共享的现代能源体系，代表了世界能源发展的趋势和方向，是推进能源变革的重要平台。全球能源互联网就是智能电网+特高压电网+清洁能源，其中清洁能源的发展是我们的核心目标，我们建立了全球能源互联网根本的出发点就是要促进清洁能源的发展。为了实现这个清洁能源发展我们要用特高压电网，特高压技术发展是构建全球清洁能源互联网的平台使它成为可能，只有通过特高压电网才能实现大规模、远距离的清洁能源的输送，也能够实现清洁能源在全球范围内的优化配置。智能电网的出发点，我们不仅需要能够传输清洁能源，而且还需要能够用得上清洁能源，智能电网就是解决清洁能源消纳的一个有效的手段，这里隐含两方面的意思，一方面我们不仅要促进大型的清洁能源基地开发，另一方面，也要通过智能电网接纳分布式电源，实现的是分布式电源和集中式电源并举开发的格局。
通过全球能源互联网我们要实现两个替代，一个回归，一个是提高个。清洁能源就是代替常规的化石能源，电能替代，能源消费以电代媒，以电代油，以电代气，电从远方来，来的是清洁发电。一个是提高，提高电气化水平，增大电能在终端能源消费中的比重，回归，就是化石能源回归它的基本属性，主要作用工业原料和材料使用。
根据我们的预测，未来能源电力发展将会持续增长，2050年全球一次能源总量将达到260亿吨标准煤，我们还是建立在提高清洁能源比例的基础上，也就是尽可能发展清洁能源。能源结构不断优化，清洁能源占比从2016年的22.8%增至2050年的71.6%，全球发电装机从2016年的61.7亿千瓦，增长到2667亿千瓦，其中清洁能源发电装机和发电量占全球总装机和总发电量的比重都将超过80%，电力成为终端主导能源。在这个基础上我们也提出未来全球电源装机的预测，到2050年预计达到267亿千瓦，2070年达到319亿千瓦，全球清洁能源装机占比2030恩年前超过化石能源，2050年达到83%，2070年进一步提升到92%。2030年左右，全球煤电装机将达到峰值，装机容量到24亿千瓦，这是我们预测的全球能源装机的情况。
全球大型太阳能发电基建主要分布在北非、西亚、中亚、中国西部、美国西部、墨西哥、智利和澳大利亚等地区。风电主要是在北极格陵兰岛、萨哈林岛，以及中国的西部，欧洲的北海，美国中部。还有水电基地的规划，主要分布在中国的金沙江，雅鲁藏布江等流域，东南亚湄公河，伊洛瓦底河，南美洲的亚马逊喝流域，瑞典、芬兰等等。
全球能源互联网长什么样，就是这张图，我们提前组织200多人的力量，用了将近两年的时间，通过大量研究提出的规划方案，在2018年3月份全球能源互联网大会上正式发布了，长远来看全球将形成覆盖全球的九纵九横能源大通道，广泛互联大型清洁能源基地与负荷中心，实现清洁能源全球配置，跨时区、跨季节大规模互济。有三个特点，一个是高，指的是高比例，清洁能源的比例极高，将达到90%多到2070年。还有就是大，覆盖范围特别大，图上也可以看出来，覆盖全球各个大洲，基本上主要的国家。还有就是远，这个就是指的输送距离远，单个的回路都在2000公里以上，最远到6000公里以上，这三个特点决定了我们对未来构建全球能源能源的关键的基础。
下面汇报一下全球能源互联网主要关键技术创新的需求。
首先就是大型可在能能源基地电网友好型技术。因为我们在全球能源互联网里主要推广的是清洁能源，提到了波动性和间歇性特点，对电网波动性的影响以及对惯性等方面的影响，安全稳定的影响，都需要对大型可再生能源基地进行很好的研究，目标就是使清洁能源具备与常规能源类似的外部特性，能够具备可控、可测、可行，使它能够在高比例介入电网的情况下，使电网保持原有的稳定性，这是我们提出的大型可在能能源基地电网友好型的技术。只有让清洁能源具备了类似常规能源一样的特性，我们才能够提出促进清洁能源大规模发展的条件，从目前我国的情况和世界各国的情况来看，弃风弃光的情况还是存在的，根本没有达到常规电源的力度，未来如果大型基地可再生能源基地有建造的条件，我们要考虑清洁能源的波动性和动态性对电网的影响。
第二个技术需求就是大范围网、源、荷、储互补技术。这个在我们国家已经开展研究，前一段在青海地区连续一周实现百分之百的清洁能源供电，未来如果不能实现自身的互补，满足电网的需求，一定需要采取额外的措施，保留一定的调节电源，这个调节电源要有一部分的火电、气电和水电等等，所以很难实现百分之百比例的清洁能源的供电。所以这个技术体现的是大，像德国和葡萄牙也提过百分之百清洁能源供电。在全球范围内，它对跟大规模的网源荷储提出了更高的要求。
第三个就是大规模储能技术，这个今天氢储能的主题有一点重合，首先，储能本身并不是电源，只是电能存储的介质，还是需要一次能源供电，全球能源互联网高比如介入的情况下，可以满足电量上的基本配置要求，但是从电力上的配置，还是需要通过储能作为替代性和调节性的资源，为全球能源互联网清洁能源接入提供必要条件，所以大规模储能技术这里提的还是大，一个是容量大，一个是规模大。我们现在还没有提出这样的需求，但是从整体上来讲，未来全球能源互联网还需要相当大规模的储能。
第四就是光伏光热联合发电技术。未来全球能源互联网情况下，风电、光伏大比例接入以后，我们需要提高电网的电量，光热是近期发展比较好的利用方式，前期我们也进行了一些研究，目前存在的问题，一个是光热的规模小，由于温度的问题，不可能做到超高临界的技术，另外还由于光热的造价比较高，目前随着光伏造价下降，一方面可以提高太阳能的利用率，另一方面也可以为电网保证一定的电量。
第五就是特高压柔性直流电网技术。对于清洁能源发电而言，接入电网的特性还没有特别优化，它应该说主要还是体现出弱系统的特点，也就是说电源自身调整能力不够，另外清洁能源富集地区本身电网条件比较薄弱，用常规直流输送不能满足电网配送的要求，特高压柔性直流将会成为未来全球能源互联网需要的技术。
第六是特高压海底直流电缆技术，我们规划的全球能源互联网很多是跨海的，像地中海，中日韩、印尼、东南亚以及澳大利亚的接入，加勒比海地区等等都需要跨海输电，从目前的情况来看，海缆可以做到600潜伏，输送容量到200万，这与全球能源互联网规模的需求还是有差距的，未来进一步需要发展正负800到正负1000潜伏的超大容量的电缆。
第七是超导直流输电技术，在某些地区如果用超大直流输电技术可以发挥特别好的作用，目前因为超导直流研究现状还不是很理想，不能达到我们工程用的阶段，但是我们考虑在未来，2070年以后，对于超远的地区，在6000到7000公里以上的地区，这取决于到技术的需求，需要完善技术的可靠性。
第八是大电网调控技术，对大电网是不是具备驾驭的能力，目前我们国家电网公司在大电网的协调控制方面已经开展了大量的研究，取得了丰硕的成果，但是对于更大规模的电网是不是具备调控能力，目前还不可知，所以未来对于大规模可再生清洁能源汇集，远距离传输，电网配置，都需要大规模的电网控制技术。
第九就是交直流混合电网稳定控制技术，稳定控制技术是全球能源互联网工作中的重要一环。现在我们从电力系统安全维护的角度来说，中国用的比较多的控制技术，在其他国家还比较强调一次系统替代二次系统，一般不需要混合措施，但是在这么大电网的情况下，对于稳定控制的措施是必须的，即提出交直流混合电网必须有稳定控制技术作为支撑。
第十就是宽频振荡抑制技术，主要针对高比例的清洁能源高比例的电子电化，主要是小尺度微秒级到尺度毫秒级的振荡形式，这个在我国西北地区已经体现出了明显的振荡技术，在九泉发生过这种振荡，形式上有比较款的振荡范围，这是一个比较新的特点，所以我们认为宽频振荡一技技术也是特别需要的技术。
十一就是电能替代技术，包括电采暖，地热泵，工业电锅炉，电动汽车等等，这个就是提高电能在终端消费的比例，未来也是迫切需要的。
十二电力电子技术。这个是战略性的技术，对于电网高比例电力电子化起到重要的支撑作用。将来的发展趋势是向更加紧凑，密度更大的方向发展。
十三就是人工智能认知技术，可以预见到这么大的电网，高比例的清洁能源接入，必然会使电网的运行特性产生非常复杂的变化，通过人工控制这样的电网基本不可能，所以我们迫切需要人工智能的认知技术，去提高对大规模全球能源互联网驾驭的能力，所以人工智能认知能力也是未来必须要具备的条件。
构建全球能源互联网是全球大规模清洁能源发电开发与利用的解决方案，全球能源互联网发展合作组织愿与世界各国有关方面一道，凝聚广泛共识，深化务实合作，共同推动全球能源互联网加强，打造清洁能源在全球范围大规模开发、输送、使用的基础平台。
最后，预祝2018中国国际能源峰会取得圆满成功，谢谢大家。
全球能源互联网发展合作组织是2016年在民政部注册，由国家电网公司发起国内首个能源领域的国际合作组织，合作组织的主席是前国家电网公司董事长X先生，副主席有四个，分别是X，现任国家电网公司董事长，软银孙正义，以及俄罗斯的X，合作组织成立两年来取得了丰硕成果，目前已经在全世界40多个国家征集了大约400多个会员单位，我们也开展了多方面的研究和相关的规划工作。
今天给各位领导和嘉宾汇报的是近期开展的研究取得的成果，分成两部分，首先是能源转型与全球能源互联网。
全球能源发展合作组织的成立出发点是针对解决人类目前面临的可持续发展问题，目前人类在工业革命以来，化石能源大量开发和使用，已经造成了极大的问题，首先就是资源紧缺，环境污染，气候变化等问题。这些问题的根源就是不可持续的问题，一个是资源上不可持续，第二是环境方面的不可持续，再就是气候方面不可持续。主要来源就是因为化石能源的大量使用，从这个家度来说，发展低碳零碳的能源是解决这个问题的根本方法。2015年巴黎气候大会上提出了二度减排的目标，从目前我们统计的情况来看，世界各国已经发布的减排的计划就其总量来说，一直到2020年尚不能达到巴黎协定规定目标的三分之一，应该说目前世界上没有完全应对气候变化这一巨大问题的措施，针对这一问题，我们全球能源互联网发展合作组织应运而生。我们提出的基本理念就是发展清洁能源，来解决气候变化问题。
全球清就能源十分丰富，据统计，全球清洁能源的风、光、水资源，如果按照资源储量来算，只要开发万分之五就可以满足全世界的需求。像风电和光伏这些发电具有间歇性、波动性，单个小范围开发存在一些不可接纳的问题。只有融入到大电网，在大范围内才能够实现它的大发展，这也是全球能源互联网提出这个理念的出发点，目前全世界各个方面的资源非常丰富，为什么现在不能有效的开发呢，其中一个很大的原因是因为先网条件不满足，所以提出构建一个全球能源互联网，它可以实现清洁能源的高效开发、配置和利用，这就是全球能源互联网的出发点。
全球能源以清洁主导，电为中心，互联互通，共建共享的现代能源体系，代表了世界能源发展的趋势和方向，是推进能源变革的重要平台。全球能源互联网就是智能电网+特高压电网+清洁能源，其中清洁能源的发展是我们的核心目标，我们建立了全球能源互联网根本的出发点就是要促进清洁能源的发展。为了实现这个清洁能源发展我们要用特高压电网，特高压技术发展是构建全球清洁能源互联网的平台使它成为可能，只有通过特高压电网才能实现大规模、远距离的清洁能源的输送，也能够实现清洁能源在全球范围内的优化配置。智能电网的出发点，我们不仅需要能够传输清洁能源，而且还需要能够用得上清洁能源，智能电网就是解决清洁能源消纳的一个有效的手段，这里隐含两方面的意思，一方面我们不仅要促进大型的清洁能源基地开发，另一方面，也要通过智能电网接纳分布式电源，实现的是分布式电源和集中式电源并举开发的格局。
通过全球能源互联网我们要实现两个替代，一个回归，一个是提高个。清洁能源就是代替常规的化石能源，电能替代，能源消费以电代媒，以电代油，以电代气，电从远方来，来的是清洁发电。一个是提高，提高电气化水平，增大电能在终端能源消费中的比重，回归，就是化石能源回归它的基本属性，主要作用工业原料和材料使用。
根据我们的预测，未来能源电力发展将会持续增长，2050年全球一次能源总量将达到260亿吨标准煤，我们还是建立在提高清洁能源比例的基础上，也就是尽可能发展清洁能源。能源结构不断优化，清洁能源占比从2016年的22.8%增至2050年的71.6%，全球发电装机从2016年的61.7亿千瓦，增长到2667亿千瓦，其中清洁能源发电装机和发电量占全球总装机和总发电量的比重都将超过80%，电力成为终端主导能源。在这个基础上我们也提出未来全球电源装机的预测，到2050年预计达到267亿千瓦，2070年达到319亿千瓦，全球清洁能源装机占比2030恩年前超过化石能源，2050年达到83%，2070年进一步提升到92%。2030年左右，全球煤电装机将达到峰值，装机容量到24亿千瓦，这是我们预测的全球能源装机的情况。
全球大型太阳能发电基建主要分布在北非、西亚、中亚、中国西部、美国西部、墨西哥、智利和澳大利亚等地区。风电主要是在北极格陵兰岛、萨哈林岛，以及中国的西部，欧洲的北海，美国中部。还有水电基地的规划，主要分布在中国的金沙江，雅鲁藏布江等流域，东南亚湄公河，伊洛瓦底河，南美洲的亚马逊喝流域，瑞典、芬兰等等。
全球能源互联网长什么样，就是这张图，我们提前组织200多人的力量，用了将近两年的时间，通过大量研究提出的规划方案，在2018年3月份全球能源互联网大会上正式发布了，长远来看全球将形成覆盖全球的九纵九横能源大通道，广泛互联大型清洁能源基地与负荷中心，实现清洁能源全球配置，跨时区、跨季节大规模互济。有三个特点，一个是高，指的是高比例，清洁能源的比例极高，将达到90%多到2070年。还有就是大，覆盖范围特别大，图上也可以看出来，覆盖全球各个大洲，基本上主要的国家。还有就是远，这个就是指的输送距离远，单个的回路都在2000公里以上，最远到6000公里以上，这三个特点决定了我们对未来构建全球能源能源的关键的基础。
下面汇报一下全球能源互联网主要关键技术创新的需求。
首先就是大型可在能能源基地电网友好型技术。因为我们在全球能源互联网里主要推广的是清洁能源，提到了波动性和间歇性特点，对电网波动性的影响以及对惯性等方面的影响，安全稳定的影响，都需要对大型可再生能源基地进行很好的研究，目标就是使清洁能源具备与常规能源类似的外部特性，能够具备可控、可测、可行，使它能够在高比例介入电网的情况下，使电网保持原有的稳定性，这是我们提出的大型可在能能源基地电网友好型的技术。只有让清洁能源具备了类似常规能源一样的特性，我们才能够提出促进清洁能源大规模发展的条件，从目前我国的情况和世界各国的情况来看，弃风弃光的情况还是存在的，根本没有达到常规电源的力度，未来如果大型基地可再生能源基地有建造的条件，我们要考虑清洁能源的波动性和动态性对电网的影响。
第二个技术需求就是大范围网、源、荷、储互补技术。这个在我们国家已经开展研究，前一段在青海地区连续一周实现百分之百的清洁能源供电，未来如果不能实现自身的互补，满足电网的需求，一定需要采取额外的措施，保留一定的调节电源，这个调节电源要有一部分的火电、气电和水电等等，所以很难实现百分之百比例的清洁能源的供电。所以这个技术体现的是大，像德国和葡萄牙也提过百分之百清洁能源供电。在全球范围内，它对跟大规模的网源荷储提出了更高的要求。
第三个就是大规模储能技术，这个今天氢储能的主题有一点重合，首先，储能本身并不是电源，只是电能存储的介质，还是需要一次能源供电，全球能源互联网高比如介入的情况下，可以满足电量上的基本配置要求，但是从电力上的配置，还是需要通过储能作为替代性和调节性的资源，为全球能源互联网清洁能源接入提供必要条件，所以大规模储能技术这里提的还是大，一个是容量大，一个是规模大。我们现在还没有提出这样的需求，但是从整体上来讲，未来全球能源互联网还需要相当大规模的储能。
第四就是光伏光热联合发电技术。未来全球能源互联网情况下，风电、光伏大比例接入以后，我们需要提高电网的电量，光热是近期发展比较好的利用方式，前期我们也进行了一些研究，目前存在的问题，一个是光热的规模小，由于温度的问题，不可能做到超高临界的技术，另外还由于光热的造价比较高，目前随着光伏造价下降，一方面可以提高太阳能的利用率，另一方面也可以为电网保证一定的电量。
第五就是特高压柔性直流电网技术。对于清洁能源发电而言，接入电网的特性还没有特别优化，它应该说主要还是体现出弱系统的特点，也就是说电源自身调整能力不够，另外清洁能源富集地区本身电网条件比较薄弱，用常规直流输送不能满足电网配送的要求，特高压柔性直流将会成为未来全球能源互联网需要的技术。
第六是特高压海底直流电缆技术，我们规划的全球能源互联网很多是跨海的，像地中海，中日韩、印尼、东南亚以及澳大利亚的接入，加勒比海地区等等都需要跨海输电，从目前的情况来看，海缆可以做到600潜伏，输送容量到200万，这与全球能源互联网规模的需求还是有差距的，未来进一步需要发展正负800到正负1000潜伏的超大容量的电缆。
第七是超导直流输电技术，在某些地区如果用超大直流输电技术可以发挥特别好的作用，目前因为超导直流研究现状还不是很理想，不能达到我们工程用的阶段，但是我们考虑在未来，2070年以后，对于超远的地区，在6000到7000公里以上的地区，这取决于到技术的需求，需要完善技术的可靠性。
第八是大电网调控技术，对大电网是不是具备驾驭的能力，目前我们国家电网公司在大电网的协调控制方面已经开展了大量的研究，取得了丰硕的成果，但是对于更大规模的电网是不是具备调控能力，目前还不可知，所以未来对于大规模可再生清洁能源汇集，远距离传输，电网配置，都需要大规模的电网控制技术。
第九就是交直流混合电网稳定控制技术，稳定控制技术是全球能源互联网工作中的重要一环。现在我们从电力系统安全维护的角度来说，中国用的比较多的控制技术，在其他国家还比较强调一次系统替代二次系统，一般不需要混合措施，但是在这么大电网的情况下，对于稳定控制的措施是必须的，即提出交直流混合电网必须有稳定控制技术作为支撑。
第十就是宽频振荡抑制技术，主要针对高比例的清洁能源高比例的电子电化，主要是小尺度微秒级到尺度毫秒级的振荡形式，这个在我国西北地区已经体现出了明显的振荡技术，在九泉发生过这种振荡，形式上有比较款的振荡范围，这是一个比较新的特点，所以我们认为宽频振荡一技技术也是特别需要的技术。
十一就是电能替代技术，包括电采暖，地热泵，工业电锅炉，电动汽车等等，这个就是提高电能在终端消费的比例，未来也是迫切需要的。
十二电力电子技术。这个是战略性的技术，对于电网高比例电力电子化起到重要的支撑作用。将来的发展趋势是向更加紧凑，密度更大的方向发展。
十三就是人工智能认知技术，可以预见到这么大的电网，高比例的清洁能源接入，必然会使电网的运行特性产生非常复杂的变化，通过人工控制这样的电网基本不可能，所以我们迫切需要人工智能的认知技术，去提高对大规模全球能源互联网驾驭的能力，所以人工智能认知能力也是未来必须要具备的条件。
构建全球能源互联网是全球大规模清洁能源发电开发与利用的解决方案，全球能源互联网发展合作组织愿与世界各国有关方面一道，凝聚广泛共识，深化务实合作，共同推动全球能源互联网加强，打造清洁能源在全球范围大规模开发、输送、使用的基础平台。
最后，预祝2018中国国际能源峰会取得圆满成功，谢谢大家。
