2017年中国电机工程学会年会能源互联网专题研讨会于11月23日在广西南宁国际会展中心召开。来自电网公司、发电企业、科研机构、高等院校、设备企业、学会组织、新闻媒体等相关单位的参会代表将齐聚一堂，围绕能源互联网的战略政策、发展模式、落地示范、关键技术、装备设备等展开交流探讨。
全球能源互联网研究院直流输电技术研究所副所长庞辉博士出席会议，并发表了题为《全球能源互联网与电力新技术发展》的主旨演讲。
以下为发言内容：
庞辉：大家上午好，我来自国家电网公司全球能源互联网研究院的庞辉，下面我为大家做全球能源互联网与电力新技术发展的报告，分为两个部分，第一个部分关于未来电力发展所面临的挑战，大家都知道目前关于可再生能源得到了快速的发展，无论是风电还是光伏，近十年得到了快速提升，这些对电网产生了很大的扰动影响，故障的各种冲击对电网有很大的负面作用，我们的技术构成了区域性的电网，小型电网更加复杂，这对我们的电网运行控制产生了比较严重的影响。
我们未来用电量的快速增加需要电网输送能力更强，目前来看经过十几年的经济快速发展，我们国家的经济用电量提升很高，但是从平均水平来说，虽然我们国家的用电量与欧美国家相比差距更大，因此在未来的时间我们的用电将得到很大的发展。我们的经济从数量的发展到质量的发展，随着低碳化的发展，社会的电力化水平也将得到进一步的提升，尤其是转型升级，整个社会的用电量也将得到进一步的提升。
电网中的负荷类型多样化趋势更加明显，目前有很多储能电动汽车，还有光伏、能源，这些是分布式或者波动性的电源-负荷一体化装置，以前只有发动机和用电，现在与分布式电源越来越结合，我们新类型的负荷增长对电网控制非常困难，大电网、区域配电网的调度难度越来越大。
关于电网的环境保护要求，十九大报告指出未来从粗放式的发展转为低碳式的发展，形成绿色的生活方式，践行五大发展理念，欧洲国家对这个比较重视，也给我们做了很好的榜样，目前在欧洲大部分国家明令禁止我们高压线路建设的时候架设线路，尤其是生态地区或者海域，他们要求地下的输电线路，迫使我们不得不采用电缆输电。
在这种情况下，直流电网是比较好的输电方式，欧盟提出了超级电网的规划，在德国、英国、挪威、芬兰等国家，每个国家都规划了几十条的直流输电，构成未来新一代的电力输送网络。我们国家在西部的光伏和北部的分电区域，以及东部人口密集区，这些地区对于我们直流输电的需求越来越大，因为直流输送距离远，辐射小，未来也是一种比较好的输电提升。国家电网公司提出了广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的构想，支撑未来转型和电网技术升级。这是2017年夏季下来达沃斯论坛的相关论述。
新一代电力系统在广泛互联方面，以电力为中心，通过创新能源转化技术，实现电网、气网、热力网、交通网多种能源体系之间的互联互通，形成一种多种综合能源供应体系。在智能互动方面，通过用户侧的电与天然气的转化，以及相关的储热技术，实现用户多种能源消费，提高我们多种电热冷气混合活动和转化的能力。在灵活柔性方面，最主要的手段通过储能技术、电子技术与传统技术相结合，发展新型电网装备，提供潮流和电压可控的多样化接口和手段，构建大型直流混联电网。在安全可控方面，最主要的手段通过对电网的潮流以及故障电流的抑制，信息安全、人工智能、大数据等新型手段的应用，从而实现我们对电网的可靠性的提升，达到安全可控的目标。
关于未来新一代电力系统的发展趋势，有下面几个方面的判断，电网升级和变革呈现渐进式的发展，因为大家都知道电网具有很大的设备资本占用的系统，存量资产数以万亿元计算，因此我们的电网变革不能像其他的技术变革，比如换个手机很简单的方式就替换掉了，但是电网传统的设备不可能直接抛弃，因此整体变化和升级应该是渐进的过程。
另外，从技术方面来上，根据目前的技术发展水平，以及可预见的未来来看，电网的形态或者功能产生革命性或者颠覆性的技术，这些新技术在未来几年甚至几十年可能不会产生本质性的突破，因此我们现有的电网所依赖的技术可能是现有技术的升级，通过这些技术对电网进行改造，不会是根本性的变化。因此，我们电网未来的发展仍然从局部慢慢扩大到整体过渡的过程。
我们智能化技术将对电网产生非常重要的影响，从上个世纪计算机出现以来，信息化、智能化的出现，半个世纪对人类社会产生非常大的影响，电网技术与计算技术相比，以前应用不是特别广泛，随着近几年对智能化、大数据的应用，对电网可能以很大的改造升级的作用。另外，在我们的设备方面，包括变电站、运行、维护、检测方面，以前智能化应用不多，但是从近几年来，这方面的应用在电网中也越来越广泛，因此未来电网与互联网的融合也会逐渐进一步的加深。
我们电网的电力电子化趋势将会加快，半导体技术发展的计算机和通信在很大程度改变了人类社会发展的面貌，从上个世纪末80年代左右，半导体技术开始与电网技术相融合，将变电的技术运用到电网当中，产生了电力系统技术，这些变电的技术在电网的各个环节得到了应用，包括光伏、灵活交流的输电装备，包括各种能源路由器，以及各个电机驱动，这些应用场合和设备的应用总量目前来看属于快速上涨的趋势，尤其是随着可再生能源的发展，这个趋势将会加快。由于我们的电力电子是变化很快的装置，与传统的发动机、电动机的电力系统相比，它的运行从机电的过程过渡到电机，反应时间到了毫秒级，对电力系统来说，如果由纯电电子构建的电网，它的运行要求、运行策略跟传统的交流系统相比有本质性的区别，目前来说是很大的挑战，相关的理论和技术储备都不是特别的充分。
因此构建未来新一代电力系统的能源互联网，我们认为可能在新材料、新器件、新装备、新系统等关键性技术，通过技术的发展，推动电网中的技术与装备水平的提高，从而加速电网与互联网、物联网和终端的融合，实现大电网的柔性互联。
下面我来介绍第二部分，关于电力系统的发展趋势，着重介绍五个重点技术：
第一个，关于先进交直流输电技术，现在所谈到的先进交直流输电技术包括了灵活交流输电、特高压直流输电、柔性直流及直流电网等，这些技术是支撑大规模可再生能源接入和送出，也是未来构建新一代电力系统、能源互联网和新型输电配网的重要部分。灵活交流输电方面是采用电力电子装备和控制技术，以增强交流电网调节和潮流优化能力，实现系统的灵活柔性运行和安全可控。灵活交流输电技术产生以来，基本上划为三代，第一代是，采用半控型近晶闸管，第二代由于采用全控性的ITC的气电，可以控制电流电压的输出，第三代是采用全控型IGBT技术，通过装置集成可以同时控制电压、电流、相角，对整个电网的调节能力更强。
从上个世纪开始，我们对FACTS装备的研究，并且完成了5大类FACTS装备的研制，并实现工程示范，2004年我国首套自主知识产权输电网用静止无功补偿装置，通过五大类的FACTS的示范，在灵活交流技术方面，我们国家已经达到了世界领先的水平，无论是参数、应用领域，还是从应用的技术方面，我们都处于世界最高的水平。
第二个是柔性变电技术，主要说的是柔性变电站，通过一些电力电子装备在变电站的应用，达到能量变换、潮流控制、故障割离、电能质量控制、负荷控制等多种综合控制功能于一体，促进分布式可再生能源的消纳，实现高品质的控点，提高我们电压网的潮流能力，从而支撑电网更加灵活柔性化的运行。
下面说一下特高压直流输电技术，等级已经达到了1100KV，可以输送至两千公里以外，在全球能源互联网的构建中它作为连接跨国与跨洲的技术，我们国家是从本世纪初开始有核心技术的研发，目前国家自主研发的核心设备已经应用在了十多条线路中，包括800KV和1100KV，在全国范围能可以形成大规模的西电东输的、南电北输的工程。
下面说一下柔性直流和直流电网技术，这是一个非常新的技术，发展到现在短短十几年的时间，但是发展速度比较快，常规直流到现在60、70年的时间在全世界有一百多工程，柔性直流在十几年的时间在全世界就达到了50、60条，技术发展和建设速度非常快，得益于可再生能源发展对它的迫切需求，以及我们供电的场合，在这些场合中有着显著的优势，尤其是欧洲国家在这方面发展非常快，尤其在直流电网可以实现间歇性，波动性可再生发电的互动。我们本从世纪初开始研究直流电网技术，世界上首套200KV的直流电网设备。我们国家建成了30KV的上海南汇峰巅并网，160KV的南澳3端，另外建成了世界上首个200KV的高压直流断路器工程，还有世界首个直流电网示范工程。
在未来的发展方向中，柔性直流和直流电网未来将向更多端数、更大容量、多电压等级互联方向发展，目前最多是5端，最大的容量是100万左右，电压是单一的，还没有多个电压，未来也需要得到技术的提升。
器件和材料，这是设备研发的前期，在未来新型的输电装备属于器件的问题，电是很重要的设备技术，我们国家目前在电方面有320KV的，目前在研发500KV的研发。电缆的未来发展也向着更大电压更大同流能力方向发展，2030可能有800KV的直流电缆得到应用。新材料发展方向是高效率、低成本、长寿命。新能源材料主要是太阳能、储热材料等。大功率电力电子器件，这是一个比较高端的技术，目前我们国家在这方面是比较薄弱的，现在我们国家基本上水平也就是到3300V，关于新型的性能器件还没有真正的产品。
氢储能技术不再多说了，主要是燃料电池，目前容量达到ZMW，效能达到90%，未来可能推动分布式制氢技术的发展。
压缩空气技术，目前的话，压缩空气技术也是一种比较新的技术，利用废气来提高我们的消纳能力。国内外目前都有传统压缩空气储能的技术，有不同的技术路线，目前的话，示范工程也都在建设中。高效储热技术不再多介绍了。信息通信和人工智能，这是电脑和神经网络的技术，通过它实现信息的交流和安全的接入。电力图的计算，由于未来一些大数据的增加，电力的数据量也非常大，因此我们的电力计算水平需要得到进一步的提高，目前主流的产品已经得到的应用，围绕着电力产品的计算刚刚起步，未来还需要进一步的研发。人工智能，目前来说，我们在常规的技术，包括计算机按照领域应用比较多，无人驾驶这些，大家平时听到比较多，但是在电力领域，人工智能是特别多，未来围绕着调度、检维等方面，与人工智能结合，从而提高我们的判断能力。
随着电力新技术的突破，未来对推动新一代电力系统的构成以及能源互联网的建设都是非常大的促进，从而实现我们低碳社会建设的目标，我的汇报结束，谢谢大家。
