电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网

总结了国内外电网和电网技术的发展过程,将其划分为3个阶段,借鉴社会科学中的代际传承理念,提出了三代电网的概念,并且比较分析了三代电网的主要特征。20世纪前半期的电网属于第一代电网,以小机组、低电压、小电网为特征,是电网发展的兴起阶段;20世纪后半期的电网属于第二代电网,以大机组、超高电压、互联电网为特征,标志着电网进入规模化发展阶段;从21世纪初开始建设并设想到2050年在世界范围内实现的第三代电网,以非化石能源发电占较大份额和智能化为主要特征,是可持续发展和智能化的电网模式。文中电网指广义电网,即包括发电、输电、配电和用电在内的电力系统,因此,三代电网也可称为三代电力系统。分析了当前电网发展面临的新形势和新挑战,对未来40年的电网和电网技术发展进行了展望。

三代电网演化模型及特性分析

三代电网理论将电网发展历程可归纳为三个阶段——第一代小型电网、第二代大型互联电网和第三代智能电网。根据该理论文中分析了三代电网发展历程,从物理层面出发,归纳总结驱动和制约电网演化生长的主要因素,在此基础上提出一种电网演化生长模型,利用该模型成功复现了三代电网演化生长过程,初步奠定了三代电网理论的数学基础。进一步,在长时间尺度上对三代电网演化结果多项网络结构统计特性指标进行计算分析,分析结果从复杂网络层面验证了三代电网理论的正确性和前瞻性。

中国未来电网的发展模式和关键技术

化石能源枯竭和气候环境变化两大关键问题,促使全球范围内开展了一场以可再生能源和新能源发展为核心的新能源革命。在此背景下,电网将承担除了电力输送之外的更重要的使命,成为能源、电力、信息综合服务体系的支撑平台。研究了2031—2050年中国电网发展模式及影响电网发展的关键电网技术,采用一种基于关键问题表征指标的宏观预测方法,分近中期(2011—2030年)、中长期(2031—2050年)两个阶段给出了中国电网的发展趋势预测,并凝练了10项影响电网发展的关键技术,梳理了其中的基础科学问题和前沿技术。

未来电网设备形态

世界范围内,电网正处于由第二代电网向第三代电网发展的起步阶段,未来电网的各种概念设计和技术路线研究方兴未艾.总结三代电网的发展历史,归纳其特点;综合考虑能源发展、环境保护、市场需求等外部因素的变化,结合当前电网技术的研究热点和发展潮流,推测电网发展的总体趋势,提炼出可能导致未来电网形态发生革命性变化的3项关键技术:分布式发电技术、大规模储能技术和超导电力技术,论述未来电网设备的功能框架并分析在关键技术突破情况下的未来电网设备形态.

构建新一代能源系统的设想

回顾了三代电网的发展历史和主要特征,阐述了从第三代电网到新一代能源系统的基本概念,分析了源端综合能源系统和电力传输网络,受端综合能源系统,以及构建新一代能源系统需要解决的重大科学和工程技术问题,介绍了以"互联网思维"审视传统电力系统的理解要点及以"互联网思维"建设和改造传统电力系统的3个层次,总结了构建新一代能源系统的优越性。

电网技术发展历程浅论与展望

电网技术百年发展历程可分为三个阶段,本文首先对三代电网的主要特征进行了阐述,然后着重介绍了当前我国 电网研究和建设的两大热点——智能电网与泛在电力物联网。智能电网是传统电网与信息技术的深度融合,而泛在电力物联 网是充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和通信技术,从而实现电力系统各环节物与人、物与物及物与网互联的智 慧服务系统。智能电网和泛在电力物联网本质相通、特征相似、手段相关,二者相辅相成、协调发展。最后对未来电网技术 的发展进行了展望。