能源互联网持续发展 未来或成为电力工业发展主形态

    2015年9月，国家主席在联合国发展峰会上倡议探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求，让全球各界对于全球能源互联网构想的关注达到了新高度。同时，也让时任国家电网公司董事长、党组书记刘振亚于同年2月发布的《全球能源互联网》——让未来以“智能电网＋特高压电网＋清洁能源”为核心的全球能源互联网发展构思向前迈出了一大步。
       一年多来，全世界能源行业快速发展，其中新能源保持持续增长势头，风电、光伏表现尤为突出。5月15日，人类能源利用历史上的一件里程碑事件：德国第一次实现全国电力需求几乎全部由可再生能源供应。近年来，我国的风电、光伏等新能源产业发展迅猛，华北、西北和东北的“三北”等风光资源富集地区尤其显著。截至2016年6月底，全国风电装机达到1.4亿千瓦。2016年国家能源局下达的全国新增光伏电站建设规模近2000万千瓦。
       然而，一方面是坚定选择清洁能源利用的未来和全力推进新能源电源建设，另一方面的情况却让新能源投资者们心存近忧。根据中电联《2016年度前三季度全国电力供需形势分析预测报告》数据，全国6000千瓦及以上电厂风电发电量增长26.8%，设备利用小时1251小时，同比降低66小时；与上年同期相比，新疆、宁夏和甘肃风电设备利用小时同比分别降低388、358、105小时，“三北”地区部分省份弃风情况仍然较为严重。并网太阳能发电装机容量翻倍增长，太阳能发电设备利用小时降幅扩大：全国6000千瓦及以上电厂并网太阳能发电量460亿千瓦时，同比增长63.4%；全国并网太阳能发电设备利用小时889小时，同比降低107小时，其中宁夏、新疆和青海降幅超过100小时，西北地区部分省份弃光情况较为突出。严重超出消纳能力的新能源争相上网，大规模新能源消纳已成为中国和世界的难题。
       智能电网为分布式能源和微电网提供了坚实基础
       在电力消费总量相对较大的我国中、东、南部地区，国家“十三五”发展规划也提出要加快发展中东部及南方地区分散式风电、分布式光伏发电。近年来，在一些东部沿海省份，分布式光伏发展速度较快，在上海、广东等省份光伏装机容量中已处于绝对主导地位，更有人说2017年分布式电站建设将会“大规模爆发”。在“政府引导、市场运作、统一管理”的模式下，不仅发挥了众多工业园区厂房屋顶资源丰富的优势，而且工商业平均电价和煤电脱硫标杆上网电价在国内均属较高水平。
       与传统及集中式发电相比，分布式发电具有环境污染小、投资少，建设周期短、灵活性高等优点。然而，分布式光伏发电并网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了原有负荷增长模式。大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。
       国网北京经济技术研究院副院长韩丰认为，面对大规模接入的分布式电源和多元化负荷，配电网规划建设必须要坚持统一规划、统一标准，推行模块化设计和标准化建设，积极引导分布式电源、多元化负荷与配电网协调、健康发展。
       大数据分析、机器学习和预测是能源互联网实现生命体特征的重要技术支撑。能源互联网通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等，进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习，打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率，需求和供应将可以进行随时的动态调整。
       在智能电网的基础上，不断提高能源系统的灵活性和接纳能力，各类能源间的互补、替代、耦合和协调将日益深化，一次能源的多能互补将是我国能源供给方式的重要特征。
       特高压电网是提高大规模电源能效的关键
       大力发展新能源，需要将大规模集中开发与分布式发展相结合，提高利用效率。我国水能、风能、太阳能资源主要分布在西北地区，但受当地负荷需求小、网架薄弱、调峰资源有限、跨区输电能力不足等因素制约，难以有效消纳。依托大电网，充分利用不同区域负荷特性差异，实现能源开发综合效益最大化。突破清洁能源富集地区本地消纳能力有限的制约，加快大型新能源基地外送通道的建设，在全国范围内消纳清洁能源发电。
       大型新能源基地外送主要通过特高压电网输送通道。作为全球能源互联网的骨干网架（通道），自2009年我国第一条交流特高压输电线路投运至今，特高压线路输送容量不断突破，大范围优化配置资源能力大幅提升。据国家电网公司发布的数据，截至2016年初，国家电网公司已经建成“三交四直”特高压工程，在建“四交五直”工程，在运在建和获得核准线路长度达2.88万千米。特高压输送技术进步，特高压电网逐步建成，电力长距离传输将没有地区和国界的差别，电力资源在全球更大范围内的优化配置变得更加便利。
       电能替代改善能源终端结构
       在能源消费上实施电能替代，以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源，提高电能在终端消费中的比重，尽快实现电能替代，是从需求端主动改善能源消费结构，进而促进电力系统能效的整体优化。
       2016年5月，国家发展改革委、国家能源局与有关部门联合印发了推进电能替代的指导意见，指出电能具有清洁、安全、便捷等优势，实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。电能替代重点领域包括，生产制造领域的电锅炉、电窑炉、电灌溉，交通运输领域电能替代燃油，北方地区集中管网覆盖范围以外居民采暖等。
       “十三五”期间，我国将全面推进上述领域的电能替代，实现能源终端消费环节替代散烧煤、燃油消费约1.3亿吨标煤，带动电煤占煤炭消费比重提高约1.9%，带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%，促进电能消费比重达到约27%。根据《中国可再生能源发展路线图2050》报告，到2050年，我国终端能源消费量为32亿吨标准煤，电力占整个终端能源消费60%以上。
       风、光资源是大自然赋予人类的宝贵财富，大规模利用风、光等清洁能源是人类能源利用的重大进步。随着工业技术水平不断提高，风电、太阳能发电的利用率、稳定性进一步提高，电价水平将降到市场合理水平。
       2016年11月4日，应对气候变化的《巴黎协定》正式生效，对人类能源利用的新发展开启了新篇章。走清洁发展的道路，已经成为我国、世界和人类社会的共同选择。不论是作为我国首个智能电网综合示范区所在地的中新天津生态城，从可再生能源并网、新能源公共交通，到智能家居、分布式发电，智能电网的建设蓝图正一步步实现；还是苏州建设国际能源变革发展典范城市的战略构想初步成型，将推动全球能源互联网战略思想在苏州率先落地，打造能源清洁、绿色、高效发展的“苏州样板”；亦或是华锐风电张北坝头风电场“互联网+智慧风能”在提高发电量和运维效率上的管理模式的突破，可以设想，作为优化电力系统能效的重要手段——能源互联网必将是未来电力工业发展的主形态。