“我國必須以互聯(lián)網(wǎng)思維審視和改造傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，而建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)是構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。”在日前由南瑞集團(tuán)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)院長周孝信稱。他指出，能源互聯(lián)網(wǎng)是在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上，互聯(lián)網(wǎng)思維理念和技術(shù)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場深度融合，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)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(tǒng)的重要發(fā)展方向。近日，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(zhuǎn)型等問題專訪了周孝信院士。

以非化石能源為主的電源結(jié)構(gòu)有助于實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型

記者：您曾提出，能源轉(zhuǎn)型的核心是新一代電力系統(tǒng)。請問電力系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過了哪幾個(gè)階段?

周孝信：新一代能源系統(tǒng)是以電力為中心，以電網(wǎng)為主干和平臺(tái)，各種一次、二次能源的生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換裝置以及信息、通信、控制和保護(hù)裝置直接或間接所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化物理系統(tǒng)。

回顧電力系統(tǒng)的發(fā)展歷程，第一代電力系統(tǒng)是19世紀(jì)末至20世紀(jì)50年代，特點(diǎn)是小機(jī)組、低電壓、小電網(wǎng)，電網(wǎng)安全和供電可靠性低，當(dāng)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(tǒng)是20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)末，特點(diǎn)是大機(jī)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(xiǎn)依然存在，且仍然高度依賴化石能源，是一種不可持續(xù)的發(fā)展模式。第三代電力系統(tǒng)是從21世紀(jì)初至21世紀(jì)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(jié)合，主干電網(wǎng)與局域配電網(wǎng)、微電網(wǎng)相結(jié)合。在這期間，供電可靠性大幅提高，基本可以排除用戶意外停電的風(fēng)險(xiǎn)，且是以非化石能源為主的綜合能源電力系統(tǒng)，是一種可持續(xù)的發(fā)展模式。

記者：您認(rèn)為新一代電力系統(tǒng)發(fā)展的最大推動(dòng)力是什么?

周孝信：個(gè)人認(rèn)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(tǒng)轉(zhuǎn)型。另一個(gè)就是數(shù)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(tǒng)數(shù)字化和智能化。這兩大革命是推動(dòng)電力系統(tǒng)發(fā)展模式轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)力。

第三代電力系統(tǒng)即新一代電力系統(tǒng)，是百年來第一、二代電力系統(tǒng)的傳承和發(fā)展。從第一代電力系統(tǒng)到第三代電力系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力是電能供需的變化，對于第三代電力系統(tǒng)而言，其主要驅(qū)動(dòng)力是電源結(jié)構(gòu)的變化。這種變化是伴隨著能源轉(zhuǎn)型發(fā)生的，原因在于化石能源的有限資源、環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格，以及在信息通信技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下，對系統(tǒng)運(yùn)行和用戶服務(wù)自動(dòng)化、智能化水平的更高要求。我始終認(rèn)為，第三代電力系統(tǒng)最根本特征就是電源的變化，結(jié)構(gòu)的變化影響著一切。大力開發(fā)利用可再生能源，形成以非化石能源為主的電源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、建設(shè)新一代能源系統(tǒng)的主要途徑。

建立既節(jié)能環(huán)保又滿足生活需要的城市能源系統(tǒng)

記者：新一代城市能源電力系統(tǒng)表現(xiàn)出了哪些主要特征?

周孝信：我認(rèn)為，新一代城市能源電力系統(tǒng)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(jié)構(gòu)。我認(rèn)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?zé)岬取６羌蟹植疾⑴e、協(xié)同可靠的電力生產(chǎn)和供應(yīng)模式。今后要發(fā)展分布式能源，而且它將來可能占的比重會(huì)越來越大。所以，不管是做電源規(guī)劃或是電力規(guī)劃，一定要協(xié)同起來。三是供需互動(dòng)、多能互補(bǔ)、節(jié)約高效的用能用電方式。我覺得，多能互補(bǔ)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(yǎng)成節(jié)約的習(xí)慣，比如節(jié)電節(jié)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(tái)性和綜合能源電力服務(wù)。

記者：判斷新一代“城市能源電力系統(tǒng)”關(guān)鍵指標(biāo)是什么?

周孝信：我認(rèn)為，關(guān)鍵指標(biāo)主要包括電能在終端能源消費(fèi)中的比重、供電供能可靠性指標(biāo)、城市綠色能源生產(chǎn)消費(fèi)指標(biāo)(綠色交通、綠色建筑、工商企業(yè)、城市居民)、城市能源系統(tǒng)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(yīng)用指標(biāo)。在城市里，比如公交車和私家車，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(jié)能和清潔供暖制冷指標(biāo)。建筑領(lǐng)域作為節(jié)能降耗的重要領(lǐng)域，現(xiàn)在有很多標(biāo)準(zhǔn)，目前實(shí)現(xiàn)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(jié)能和多能互補(bǔ)指標(biāo)。而在城市居民生活中，要看節(jié)能和綠色簡約舒適生活方式指標(biāo)。我曾到長江沿岸地帶調(diào)研，發(fā)現(xiàn)供暖是一個(gè)極大的問題。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(xiàn)在有沒有這樣一個(gè)解決方案?既能滿足老百姓高品質(zhì)的生活需求，同時(shí)又是節(jié)能的、清潔的、老百姓消費(fèi)得起的。這個(gè)問題有待進(jìn)一步思考。

新一代電力系統(tǒng)要最大化地提高能源綜合利用效率

記者：能源互聯(lián)網(wǎng)可為傳統(tǒng)電網(wǎng)提供哪些可行的發(fā)展路徑?

周孝信：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)本身就具有互聯(lián)網(wǎng)特性。在電源側(cè)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中各類一次能源發(fā)電和分散化布局的電源結(jié)構(gòu)，通過大規(guī)模互聯(lián)的輸配電網(wǎng)絡(luò)，連接千家萬戶，具有天然的網(wǎng)絡(luò)化基本特征;而在負(fù)荷側(cè)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)終端用戶用電早已實(shí)現(xiàn)“即插即用”，電力用戶根據(jù)需要從網(wǎng)上取電，具有典型的開放和分享的互聯(lián)網(wǎng)特征。但是，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不支持用戶分布式電源的“即插即用”，無法實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)之間能源和信息的雙向流動(dòng)，且不適應(yīng)多種形式能源的協(xié)同互補(bǔ)，提高能源利用率的能力受限。因此，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不能適應(yīng)分散化布局用戶能源電力的市場化，為能源電力用戶服務(wù)的能力受限。

能源互聯(lián)網(wǎng)的提出，為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)解決上述問題提供了可行的發(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(chǔ)、各種能源協(xié)同互補(bǔ)、供給與消費(fèi)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(tǒng)。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(tǒng)的深度融合，實(shí)現(xiàn)多元能源的有效互補(bǔ)與高效利用。

記者：新一代電力系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)勢和目標(biāo)是什么?

周孝信：新一代電力系統(tǒng)繼承了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中天然的網(wǎng)絡(luò)化基本特征，發(fā)展了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)終端用戶用電的“即插即用”，支持用戶分布式發(fā)電上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了能源和信息的雙向流動(dòng)，具備完整的開放、分享的互聯(lián)網(wǎng)特征。新一代電力系統(tǒng)在源端能源基地和終端消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)支持多種形式能源的協(xié)同互補(bǔ)，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(tǒng)電力系統(tǒng)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(tǒng)電力系統(tǒng)，與信息通信技術(shù)深度融合，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，是構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。

因此，新一代電力系統(tǒng)的理念和目標(biāo)與能源互聯(lián)網(wǎng)高度契合，其核心目標(biāo)都是要解決我國能源革命的首要問題，最大限度開發(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(xiàn)能源系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。