中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)：改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)保持長期較快發(fā)展。但重視發(fā)展速度、輕視發(fā)展質(zhì)量的粗放式發(fā)展方式和“按需定供”的能源供應(yīng)模式，導(dǎo)致了國內(nèi)能源消費(fèi)規(guī)模急劇增長，能源開發(fā)強(qiáng)度急速擴(kuò)大。
　　我國已成為世界第一大能源消費(fèi)國和生產(chǎn)國，目前國內(nèi)能源主要受到三個(gè)方面的約束，即：化石能源國內(nèi)供應(yīng)有限，石油、天然氣對外依存度高；高強(qiáng)度能源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力；產(chǎn)能和用能中心在地理上布局不均衡。作為支撐國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，常規(guī)化石能源的有限供應(yīng)能力和日益嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境危機(jī)是世界各國面臨的共同挑戰(zhàn)。據(jù)國際能源署最新預(yù)測，到2020年，全球能源供應(yīng)增量中的2/3將來自于新能源，新能源供應(yīng)的增速將遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)化石能源。
　　未來全球的新能源供應(yīng)中，風(fēng)電和太陽能光伏將成為重要支柱。我國未來能源供應(yīng)需求的目光將更多的聚焦到可再生能源的產(chǎn)生、存儲和消納上，通過網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的電網(wǎng)對電能進(jìn)行廣域的傳輸、調(diào)度與分配，對我國電力裝備制造企業(yè)提出了新的要求。
　　構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)
　　串聯(lián)“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶
　　習(xí)近平主席在2013年9月和10月訪問中亞四國和印度尼西亞時(shí)，分別提出建設(shè)“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”(下稱“一帶”)和21世紀(jì)“海上絲綢之路”(下稱“一路”)構(gòu)想，之后在中央經(jīng)濟(jì)工作會議中，“一帶一路”建設(shè)被納入全年工作任務(wù)。作為“一帶一路”建設(shè)能源合作的重要實(shí)踐，國家電網(wǎng)公司董事長、黨組書記劉振亞提出“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)人類社會可持續(xù)發(fā)展”的觀點(diǎn)，其主旨是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，主要涵蓋電力的洲內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、洲際聯(lián)網(wǎng)和全球互聯(lián)，重點(diǎn)是開發(fā)“一極一道”（北極、赤道）為代表的大型能源基地、構(gòu)建全球特高壓骨干網(wǎng)架、推動智能電網(wǎng)在全球廣泛應(yīng)用、強(qiáng)化能源與電力技術(shù)創(chuàng)新，從能源合作的角度進(jìn)一步推動“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)。
　　打開世界地圖，我們可以看到“一帶”從中國出發(fā)，經(jīng)過了中亞、中東、東南歐，最終到達(dá)西歐終點(diǎn)，而“一路”則連綴起了東亞、東南亞諸國、南亞次大陸、北非、阿拉伯半島等一系列國家和地區(qū)。如果說“一帶一路”是友誼與合作之路，那么連接“一極一道”的全球能源互聯(lián)網(wǎng)則是開發(fā)與繁榮之橋。“一帶一路”所經(jīng)之處不僅有石油、天然氣等化石能源的產(chǎn)出國，如沙特阿拉伯、哈薩克斯坦等，也有著如風(fēng)能、太陽能等可再生資源潛力巨大的赤道和北極地區(qū)。以全球能源觀的視角看來，只有構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用，才能保障能源的安全、清潔、高效和可持續(xù)供應(yīng)。通過構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，連接“一極一道”為代表的大型能源基地，將各種集中式、分布式的風(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送給各類用戶，形成服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺。
　　全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲、跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)構(gòu)成，適應(yīng)各種集中式、分布式電源，能夠?qū)L(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶，具有網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的特征。如果連接“一極一道”的大型能源互聯(lián)網(wǎng)能夠建成，南亞島國夜晚用上北極的風(fēng)電，內(nèi)陸地區(qū)用上赤道的太陽能發(fā)電將不只是一個(gè)理論上的設(shè)想。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)具有顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性，意義重大，影響深遠(yuǎn)，將保障我國和全球能源安全，保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人類社會共同可持續(xù)發(fā)展。
　　何為全球能源互聯(lián)網(wǎng)？
　　定義、架構(gòu)、組成、功能仍待完善
　　由于全球能源互聯(lián)網(wǎng)的概念提出時(shí)間還比較短，其定義、架構(gòu)、組成和主要功能還正處于不斷發(fā)展的階段。按照目前能源產(chǎn)業(yè)界主流的看法，全球能源互聯(lián)網(wǎng)主要有以下特征：一是以風(fēng)、光伏為代表的可再生能源作為主要一次能源；二是能夠支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入；三是電力系統(tǒng)的智能化互聯(lián)網(wǎng)化；四是新能源汽車和儲能的廣泛應(yīng)用。
　　以美國為例，美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）認(rèn)為全球能源互聯(lián)網(wǎng)由以下部分構(gòu)成，即主干電力網(wǎng)絡(luò)、分布式可再生能源、分布式儲能設(shè)備、能源分配設(shè)備、智能能量管理設(shè)備和智能故障隔離設(shè)備等。這些設(shè)備都是以電力系統(tǒng)作為各種能源相互轉(zhuǎn)化的樞紐，同時(shí)需要利用強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)對分布式能源發(fā)電、儲能設(shè)備和電動汽車等進(jìn)行廣域的調(diào)度和消納。
　　對全球最大的專利數(shù)據(jù)庫——Derwent數(shù)據(jù)庫近5年關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的專利進(jìn)行分析，能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的專利在近5年內(nèi)出現(xiàn)快速的增長，年增長率超過40%，主要的專利申請國集中在中國、美國、日本和歐盟。通過對相關(guān)專利的技術(shù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)顯示有關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)的專利主要集中在電能存儲裝置和電池組、數(shù)據(jù)收集和處理、電磁變量的測量、測控裝置和供熱系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域。
　　打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)
　　電力裝備機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
　　新一代全球能源互聯(lián)網(wǎng)對未來的能源發(fā)展提出了新的展望，同時(shí)也給電力裝備制造和科研機(jī)構(gòu)帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
　　一是全球能源互聯(lián)網(wǎng)對于電力裝備提出新的要求。全球能源互聯(lián)網(wǎng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的扁平化結(jié)構(gòu)，由各種規(guī)模不同的分布式微電網(wǎng)組成，微電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向共享和高效配置。作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)電力裝備，固態(tài)變壓器幾乎可以適用于各種情況下的微電網(wǎng)與外部電力總線之間的電壓雙向傳遞，可以將太陽能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低壓直流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化；將風(fēng)能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低壓交流電向高壓交流電的轉(zhuǎn)化；為電動汽車充電，實(shí)現(xiàn)低壓交流電向低壓直流電的轉(zhuǎn)化；將分布式儲能裝置與電力總線相連，實(shí)現(xiàn)直流電與交流電的雙向傳導(dǎo)。這適應(yīng)了可再生能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多樣化和寬泛性的特點(diǎn)，以固態(tài)變壓器為代表的新一代電力裝備將會是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)和研究熱點(diǎn)。
　　二是可再生能源大規(guī)模接入對于電網(wǎng)調(diào)度提出的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測性，但部分可再生能源電站出力的不可控性和隨機(jī)性使得對其既不能進(jìn)行可靠的負(fù)荷預(yù)測，也不可能制定和實(shí)施精確的發(fā)電計(jì)劃。隨著這類隨機(jī)電源容量比例的增加，必將給電網(wǎng)調(diào)度帶來不少壓力。在能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，各國之間針對即將出現(xiàn)的可再生能源波動必須要考慮容許通過的輸電可能，因此互聯(lián)狀態(tài)下的全網(wǎng)備用和可使用信息將成為網(wǎng)絡(luò)安全的重要突破點(diǎn)。
　　三是大規(guī)模分布式能源接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定技術(shù)提出挑戰(zhàn)。未來大規(guī)模分布式電源將通過特高壓網(wǎng)架實(shí)現(xiàn)跨國跨洲傳輸，使得電網(wǎng)成為全球互聯(lián)的能源網(wǎng)絡(luò)。這將使各國電網(wǎng)之間的電氣聯(lián)系大大加強(qiáng)，廣域動態(tài)交互影響加劇，電網(wǎng)穩(wěn)定特性變得更加復(fù)雜。再加上大規(guī)模的風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和波動性特點(diǎn)，將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)，對電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)提出更高的要求?，F(xiàn)有的電網(wǎng)保護(hù)和安穩(wěn)系統(tǒng)，大多采用當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域內(nèi)的信息，通信系統(tǒng)對其影響有限。但全球互聯(lián)后，廣域保護(hù)和跨洲的安穩(wěn)系統(tǒng)會大量出現(xiàn)，通信的中斷，延時(shí)和誤碼問題會變得突出，其對穩(wěn)定控制的影響也會越來越大。如何在通信系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下保證控制裝置不拒動、誤動，并保證其動作的時(shí)效性，是必須加以研究的課題。
　　四是儲能管理將在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中處于重要地位?？稍偕茉丛谖磥砟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)中將占有極其重要的位置，儲能發(fā)揮著降低可再生能源不穩(wěn)定性的重要作用。為了有效彌補(bǔ)可再生能源發(fā)電的波動性，需要有良好的經(jīng)濟(jì)性和長壽命的大容量儲能裝置。研發(fā)高效儲能裝置及其配套設(shè)備，與風(fēng)電、光伏發(fā)電機(jī)組容量相匹配，支持充放電狀態(tài)的迅速切換，確保并網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定已成為可再生能源充分利用和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。
　　五是可再生能源進(jìn)入電網(wǎng)對電力市場交易運(yùn)營提出挑戰(zhàn)。如果北極和赤道作為能源基地與各國電網(wǎng)相連，那么電的供需形勢將隨著各國的資源、時(shí)差、生產(chǎn)和生活狀況隨時(shí)變化，因此其價(jià)格多變也成為必然。這種情況下，電的24小時(shí)變化價(jià)格的商品特性也許會讓電這一未來最重要的能源形式成為人們財(cái)富交換和資源交易的中介。在各國電網(wǎng)廣泛互聯(lián)狀態(tài)下也許會催生更多的電力交易互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，而這一體系的設(shè)計(jì)也是各國政治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要著力點(diǎn)。
　　作為能源革命和科技創(chuàng)新的主體，電力科研和裝備機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡早參與到能源互聯(lián)網(wǎng)的研究、建設(shè)和國際合作中來。針對新能源并網(wǎng)接入對國內(nèi)、洲際甚至全球電網(wǎng)帶來的安全穩(wěn)定問題，應(yīng)當(dāng)研究并協(xié)調(diào)各國在電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)方面的導(dǎo)則，形成適用于全球能源互聯(lián)網(wǎng)并為各國接受的統(tǒng)一導(dǎo)則，為今后電網(wǎng)的運(yùn)行和管理提供技術(shù)保障；針對跨國甚至洲際發(fā)電調(diào)度控制系統(tǒng)，研究全球能源互聯(lián)環(huán)境下電網(wǎng)可靠性防御體系及關(guān)鍵技術(shù)，以各大洲電力資源分布調(diào)研為基礎(chǔ)，開展洲內(nèi)電網(wǎng)互聯(lián)的研究；以未來可再生能源和儲能設(shè)備大量接入能源互聯(lián)網(wǎng)為前提，開展國際化智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)和新一代網(wǎng)絡(luò)潮流算法的研究；以能源路由器的研究為龍頭，重點(diǎn)開展電力電子變壓器、分布式電動汽車充電、分布式儲能等能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵電力裝備領(lǐng)域的研究；以智能電網(wǎng)研究和綜合示范工程形成的技術(shù)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，掌握國際能源互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和通信技術(shù)的應(yīng)用方案，建立能源互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)體系，形成用戶側(cè)資源快速組網(wǎng)的通信典型設(shè)計(jì)；研究適合于未來能源互聯(lián)網(wǎng)的多級電力交易市場機(jī)制，研究能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的電力市場價(jià)格評估、實(shí)時(shí)電力市場交易及相關(guān)支撐技術(shù)。
　　縱觀“一帶一路”所穿越的國家，發(fā)展中國家居多。從能源革命的視角看來，發(fā)達(dá)國家目前多處于后工業(yè)化社會，能源需求基本趨于飽和，甚至出現(xiàn)緩慢下降的趨勢，在能源需求增長緩慢的情況下，利用新能源和天然氣取代原有的煤炭消費(fèi)，其能源結(jié)構(gòu)就可以加以改善，實(shí)現(xiàn)清潔化；而以我國為代表的發(fā)展中國家都處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，能源需求依然大幅增加，推進(jìn)能源變革更為迫切，任務(wù)也更為艱巨。因此，我們更需要立足國情，緊跟國際能源技術(shù)革命新趨勢，以綠色低碳為方向，分類推動技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新，并同其他領(lǐng)域高新技術(shù)緊密結(jié)合，把能源技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培育成帶動我國產(chǎn)業(yè)升級的新增長點(diǎn)。
　　伴隨著我國外向型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力裝備制造業(yè)也正在走出國門，以電力建設(shè)為龍頭，在能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命所涉及的各個(gè)方面加強(qiáng)國際合作。通過“一帶一路”電力能源基礎(chǔ)建設(shè)積累的技術(shù)和人才儲備，為未來貫穿“一極一道”的能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行國際能源合作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而在根本上解決能源供給的難題，為我國和全球未來的能源安全提供堅(jiān)強(qiáng)的保障。