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国家电网发展前景及趋势分析

2017年12月24日 10:54 次阅读

  伴随着中国电力发展步伐不断加快,中国电网也得到迅速发展。电网系统运行电压等级不断提高,网络规模也不断扩大。全国已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网,并基本形成了完整的长距离输电电网网架。

  中国产业调研网发布的2015-2022年中国电网行业发展现状调研与发展趋势分析报告认为,近 年来,我国电网基本建设投资规模不断扩大,占比稳步提高,一批国内外瞩目的电网工程相继开工、建成、运行。2012年,全国电网工程建设完成投资3693 亿元,比上年增加0.2%。面对风电、光伏等新能源的快速发展,以大规模利用可再生能源和智能化为特征的我国现代电网架构开始显现。

 国家电网发展前景及趋势分析

  2013 年,全国电网工程建设完成投资3894亿元,同比增长5.44%。电网投资(按月累计额)的同比增速大体呈现“前高后低”的特点。截至2014年底,全国 电网220千伏及以上输电线路回路长度、公用变电设备容量分别为57.20万千米、30.27亿千伏安,分别同比增长5.2%和8.8%。

  2015 年3月,《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》出台,在发电侧和售电侧开放市场引入竞争,价格由市场形成,同时管住中间的输配电网环节,电网公司一家 垄断局面将被打破。目前电网建设已成为我国电力建设的主要方向,电网建设前景诱人。“十三五”期间,我国电网投资规模持续扩张,到2020年将全面建成统 一的坚强智能电网,初步实现建设世界一流电网的目标。

  我国电网投资一直处于垄断的状态,其中南方电网负责投资、建设和运营广东、广西、云南、贵州和海南等南方五省的电网,国 家电网公司负责投资、建设和运营全国 26 个省市的电网,同时地方供电企业如内 蒙古电力公司、陕西地方电力集团、广西水利电业集团、四川水电投资经营集团 和山西国际电力集团等在本省范围内进行小规模电网投资,我国的配电网投资形 成了以两大电网巨头为主、地方供电企业为补充的市场格局。 国家电网和南方电网两大巨头的供电量占了全国供电量的 90%以上,在 2013 年更是达到了 97%的高位,虽然此后占比有所下降,但是仍稳定在 90%以上,处 于绝对优势地位,其他地方供电企业仅占了不到 10%的供电市场份额。

  经历了100多年的发展,电网的规模和结构形态发生了很大的变化,即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网,进而发展到今天的跨区互联大电网。如今,电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源,成为现代能源体系的重要组成部分,电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。

  未来电网将呈现以下重要发展趋势:第一,可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。第二,电网的结构和运行模式将发生重大变化。第三,新材料技术将在电网中得到广泛地应用。第四,物理电网将与信息系统高度融合。

  国家电网发展前景及趋势分析

  广义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定的结构和运行模式构建起来的统一整体。因此,自从有了发电机及其相应的供电系统,便有了电网。1882年,爱迪生公司在纽约建成世界上第一座正规的直流电站和相应的供电系统,可以认为是人类首个真正意义上的电网。然而,由于当时不能为直流电升压,输电距离和输电容量受到极大的限制,于是,特斯拉于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。1897年,美国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运行并为35公里外的水牛城供电,从此确立了现代电网的基础。

  经历了100多年的发展,电网的基本形态没有根本性的变化,即电网以铜、铝等为基本导电材料、以传统电力设备为基础、以可调度能源(如化石能源、水力和核能等)作为电力的主要一次能源来源、以交流为运行模式的基本形态。然而,电网的规模和结构形态发生了很大的变化,即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网,进而发展到今天的跨区互联大电网。例如,2012年,我国发电总装机容量已经接近12亿千瓦,年总发电量接近5万亿度,我国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体格局,已经覆盖了全国大部分地区,成为世界最大的电网之一。如今,电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源,成为现代能源体系的重要组成部分,电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。

  展望未来,我们认为,未来电网将呈现以下重要发展趋势:

  第一,可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。人类已经认识到化石能源是不可持续的能源,有必要大力发展可再生能源来替代之。这是因为:(1)核能在本世纪中叶前难以成为主导能源。核裂变能的原料也属于有限资源,且其利用存在安全风险,核废料处理也比较复杂。由于核裂变能的利用还涉及到国际安全环境,当前的核裂变能技术出口是受到国际有关条约严格控制的。尽管核聚变能可满足人类长期发展需求,但其应用前景尚不明朗,ITER(国际热核聚变堆)计划到本世纪中叶才能建成首个示范电站。(2)可再生能源是可持续发展的绿色能源,且可开采量足够人类使用。据统计分析,地球上接收的太阳能是人类目前能源需求总量的10000倍。地球上的风能总量也达到了目前人类能源需求总量的5倍,如果再算上水力资源、生物质能源、地热能、海洋能,则可再生能源的总量更大。由此可见,可再生能源发展潜力巨大。(3)可再生能源目前已经得到很大的发展。随着技术不断进步,可再生能源发电的单位成本呈逐年下降趋势。根据欧洲、美国和日本等发达国家和地区的预计,到2020年,光伏发电基本上可以实现平价上网。(4)国际已经有共识认为,可再生能源今后仍然会快速发展,且将逐渐成为主导能源。例如,2012年,国际能源署(IEA)发布的《2012年世界能源展望》,对2035年前的全球能源趋势作出了预测:到2015年,可再生能源将成为全球第二大电力来源,并在2035年接近第一大电力来源——煤炭的发电量。欧共体联合研究中心预测认为:到2050年可再生能源将占总能源需求的52%。由于可再生能源的主要利用方式是发电,因此,如果未来人类使用的能源将主要来自可再生能源,则电网中的一次能源也将主要来自可再生能源。

 国家电网发展前景及趋势分析

  第二,电网的结构和运行模式将发生重大变化。现代电网存在结构不尽合理和交流电网的固有安全稳定性等问题,亟待解决。随着可再生能源越来越多地接入电网,将对电网带来一系列新的严峻挑战,这主要是由可再生能源具有不可调度性、波动性、分散性、发电方式多样性和时空互补性等特点决定的。“结构决定功能、模式决定成败”,因此从改变电网结构和运行模式入手,是解决电网现有问题和应对未来挑战的重要手段之一。(1)从结构上讲,由于未来电力资源与负荷资源的地理分布不匹配,以及可再生能源在广域范围具有良好的时空互补性,因而保持和发展一个规模适当的大电网是十分必要的。同时,由于可再生能源具有分散性,就地利用资源的分布式发电和面向终端用户的微型电网也将会大量出现,因此未来电网的结构将呈现大电网和微型电网并存的格局。其次,为了保障供电的安全可靠性,需要发展环形网络。针对不同电压等级,宜采用多层次的环状结构网络,并实现相邻层次间和同层次不同区域环形电网间的互联,以构造一个多层次网状结构的网络。(2)在运行模式上,需要发展直流电网模式或交直流混合电网模式。这是因为,直流输电网不存在交流输电网固有的稳定问题,因此,采用直流输电网,将从根本上解决交流电网所固有的安全稳定性问题。从配电网和微电网层面来讲,未来的直流负荷将占相当高的比重且分布式电源(如光伏发电或储能)也将以直流为运行模式。与此同时,还需要采用“分层分区运行、总体协调互动”的模式,以充分实现广域范围内各种资源的优化互补利用和区域电网间互为备用和支撑。电网结构和模式的改变将带来大量的科技创新机遇,值得关注。

  第三,新材料技术将在电网中得到广泛的应用。在电网的结构和模式确立以后,电网的运行性能在很大程度上就取决于电气设备了,而电气设备是由各种材料按照特定的结构制造而成的,材料的特性在很大程度上直接决定了电气设备的性能。过去100多年来,对电网发展影响最大的创新来自新材料技术—电力电子器件的发明及其在电网中的应用,而像氧化锌避雷器、六氟化硫断路器、碳纤维复合芯导线等技术发明,其根本创新之处在于新材料的应用。展望未来,随着新材料技术的不断发展,新材料技术将在电网中得到广泛的应用。(1)首先,高压大功率电力电子器件(如宽禁带半导体器件等)和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制,如同集成电路对信息的处理(实际上也就是对低压小电流的电能的变换和控制)一样灵活高效。由于未来电网中的大量可再生能源电力是变幻莫测的,而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的,因而对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。从这个意义上讲,电力电子器件和装备的广泛使用,将使得电网像计算网络处理和分配信息资源一样来处理和分配电力,因而可以把未来电网看成是一个“能源计算网络”,各种电力资源通过“能源计算网络”有机组织、联系和控制起来,从而为用户提供可靠的电力。因此,这个“能源计算网络”也可以称之为“云电力网络”,而用户从“云”中获取可靠的电力。(2)新型高性能的电极材料、储能材料、电介质材料、高强度材料、质子交换膜和储氢材料等的发明和使用,将使得高效低成本电力储能系统成为现实并进入千家万户,从而优化电网的运行、简化电网的结构和控制,并对电源波动和电网故障作出响应。电力储能系统就如同计算网络中的信息储存系统一样,对于未来电网是必要的。(3)高性能的超导材料在电网中的应用,将大大降低电气设备的损耗、重量和体积,并可提高电气设备的极限容量和灵活性,超导限流器还可以有效地限制故障电流并保护其他电气设备和整个电网的安全稳定性。正因为如此,美国能源部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。(4)其他新材料,如纳米复合材料、场(包括电场和磁场)控和温控的非线性介质材料、低残压压敏电阻材料、新型绝缘材料、绝缘体—金属相变材料、新型铁磁材料、用于高效低能耗的电力传感器材料(如巨磁阻材料、压电晶体、热电材料等)都将可能在未来电网中得到广泛的应用。

  第四,物理电网将与信息系统高度融合。如果把电网比喻成为一个人的话,那么物理电网就是人的骨骼、肉体和器官,而电网信息系统则提供相当于人的感觉能力、分析能力和决策能力。当前的电网,不仅在物理层是不完善的,而且其信息系统的建设与未来需求还有很大的差距。有关该方面的内容,也就是国际上近些年谈得很多的所谓“智能电网”的概念,本文不宜做过多的重复。但是,需要说明的是,在现有电气设备的基础上,仅仅依靠提升电网的信息化程度,远远解决不了未来电网所面临的问题。改变电网的结构和运行模式、提升电气设备的性能和采用新型功能的电气设备,对于解决未来电网的问题同样重要甚至是更为根本性的。另外,需要强调的是,能够从创新材料入手发展具有自适应功能的电力设备和保护设备,就可以显著降低电网对于传感、通讯和数据处理的技术要求,这对于提高电网的安全可靠性和综合效益是非常有益的。因此,切忌认为将信息技术用于电网就是未来电网发展的全部。

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EMS(Energy Manage System),能量管理系统,是在SCADA系统的功能之上,在对...

发表于 2017-11-30 14:12 421次阅读
电网EMS系统遥测数据跳变的原因及对策

电力大数据的应用如何实现电网的检测与维护

通过使用智能电表等智能终端设备可采集整个电力系统的运行数据,再对采集的电力大数据进行系统的处理和分析...

发表于 2017-11-28 14:38 2632次阅读
电力大数据的应用如何实现电网的检测与维护

详解充电桩与电网的抗干扰设计

电动汽车交流充电桩作为一种交流装置,既需要能够为汽车提供基本的充电功能,又需要具有一定的电磁兼容性,...

发表于 2017-11-03 15:34 368次阅读
详解充电桩与电网的抗干扰设计

2018年国家电网新布局

“引领配电技术创新,建设世界一流现代配电网”推动配电技术创新发展,引领配电技术的发展潮流和方向。国家...

发表于 2017-09-26 16:32 5158次阅读
2018年国家电网新布局

2018北京充电桩展/北京充电桩展/2018充电设施展览会/2018中国国际电动汽车充电基础设施展览会

发表于 2017-09-08 14:28 698次阅读
2018北京充电桩展/北京充电桩展/2018充电设施展览会/2018中国国际电动汽车充电基础设施展览会

电网不平衡现象是如何产生的?

电网从发电、变电、配电、用电过程中是否会存在电能质量相关的问题,我们常常提及的三相不平衡又是如何定义...

发表于 2017-02-22 17:31 503次阅读
电网不平衡现象是如何产生的?

国家电网关于全面深化改革的意见文件正式发布

近日,《国家电网关于全面深化改革的意见》正式发布,提出要全面深化改革,建立现代企业制度规范,积极发展...

发表于 2017-01-18 10:07 625次阅读
国家电网关于全面深化改革的意见文件正式发布

“激光炮”!!!中国南方电网的专用清理神器在网上...

高压线上的飘挂物如何处理,这是个难题,现在中国南方电网的专用清理神器在网上走红。 原来,被中国南方电...

发表于 2017-01-11 11:02 863次阅读
“激光炮”!!!中国南方电网的专用清理神器在网上...

国家电网建12万充电桩 亲力亲为助力新能源汽车发...

为了支持新能源发展国家真是操碎了心,除了给各大车企和车主们各种优惠补贴政策外,现在连硬件都开始由国家...

发表于 2016-12-15 15:48 255次阅读
国家电网建12万充电桩 亲力亲为助力新能源汽车发...

提高电网友好性,优秀逆变器应有的十八般武艺

逆变器一端连着光伏系统,一端连着电网,是连接光伏电站和电网的桥梁,对提高光伏电力的电网友好性,起着最...

发表于 2016-11-04 20:09 196次阅读
提高电网友好性,优秀逆变器应有的十八般武艺

如何克服电机启动时对电网的影响与危害?

大功率的电动机在启动的瞬间会产生较大的电流冲击,这样对稳定的电网造成很大的影响,工程实践中常常采用一...

发表于 2016-11-04 19:20 464次阅读
如何克服电机启动时对电网的影响与危害?

今年底13个地区输配电价将正式公布

国家发改委已于今年3月把13个地区列为输配电价改革的试点区。昨日又有消息称,发改委对试点的13个地区...

发表于 2016-08-10 10:09 313次阅读
今年底13个地区输配电价将正式公布

区块链是什么?它将如何重构未来电网布局

简单来说,区块链就像一个透明共享的总账本,这个账本在全网公开,你拿到它的公钥,你就知道它账里面有多少...

发表于 2016-08-01 11:49 1561次阅读
区块链是什么?它将如何重构未来电网布局

无人机电力巡检应用详解

无人机技术的运用,能够很好的完成电力巡检和建设规划任务,自然能得到电力企业的认可及大规模应用。

发表于 2016-05-24 11:31 2261次阅读
无人机电力巡检应用详解

谈谈智能电网的“智”

发表于 2016-02-16 14:31 3585次阅读
谈谈智能电网的“智”

智能电网 智能家电发展引擎

发表于 2016-01-22 11:52 4184次阅读
智能电网 智能家电发展引擎

从发展智能电网面临的问题看智能电表环境

发表于 2016-01-06 11:13 2339次阅读
从发展智能电网面临的问题看智能电表环境

智能电网发展现状及投资前景分析

发表于 2015-12-30 09:54 2648次阅读
智能电网发展现状及投资前景分析

三大充电桩运营对比:特斯拉/宝马/国家电网

目前,参与国内充电桩搭建的企业越来越多,其中在国内上市的公司就达到了十余家,分别包括了奥特迅、上海普...

发表于 2015-11-03 09:56 6243次阅读
三大充电桩运营对比:特斯拉/宝马/国家电网

为什么电网中存在有功功率与无功功率?

在日常生活中,老百姓的家用电费是通过有功功率计算的。那么,无功功率在电网系统中扮演着什么样的角色呢?...

发表于 2015-07-02 17:14 4849次阅读
为什么电网中存在有功功率与无功功率?

请问大致有哪些方法能够完成我检测扰动发生时间的目的呢

发表于 2015-06-09 15:55 889次阅读
请问大致有哪些方法能够完成我检测扰动发生时间的目的呢

国家电网致力构建全球能源互联网

国家电网公司董事长刘振亚在会上发表署名文章“构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展”。

发表于 2014-07-31 16:54 333次阅读
国家电网致力构建全球能源互联网

浅谈电路中的各种“地”

首先我们来认识几种“地”: “热地”是指和交流电网直接或间接相连接的区域; “冷地”则是指没有和电网...

发表于 2014-06-25 10:43 1126次阅读
浅谈电路中的各种“地”

借助监测系统/认证,升级智能电网计量/安全性能

智慧电网(Smart Grid)的计量品质与安全性可望获得改善。在新一代高效能智慧电表,以及多层安全...

发表于 2013-05-20 15:42 264次阅读
借助监测系统/认证,升级智能电网计量/安全性能

求代做毕设!!!哪位大神比较对电网网损方面比较懂啊?

发表于 2013-05-04 11:41 2514次阅读
求代做毕设!!!哪位大神比较对电网网损方面比较懂啊?

分布式电网何时能改变,在中国smart电网时代还有多久

发表于 2013-04-21 21:28 952次阅读
分布式电网何时能改变,在中国smart电网时代还有多久

新技术标准为中国智能电表发展铺平道路

2012年,国家电网已组织四次智能电表采购招标,采购给市场带来结果是,智能电表采购价降低了。而今,据...

发表于 2013-04-19 15:33 366次阅读
新技术标准为中国智能电表发展铺平道路

国家电网再陷特高压迷局 建成后可能无电可输?

停滞一年的特高压交流项目建设再次启动。在资源缺乏、电源较少的省份间建设特高压交流输电线路,建成后可能...

发表于 2013-04-12 09:33 905次阅读
国家电网再陷特高压迷局 建成后可能无电可输?

易能电力:在智能电网建设中“感应”“美丽中国梦”

发表于 2013-04-07 13:57 1005次阅读
易能电力:在智能电网建设中“感应”“美丽中国梦”

浅谈智能电网状态检测中的关键技术

本文探讨了智能电网状态检修关键技术,包括输电线路设备管理、状态检修和全寿命周期管理、智能变电站相关技...

发表于 2013-01-23 10:52 411次阅读
浅谈智能电网状态检测中的关键技术

2012智能电网十大憾事:交流特高压“缩水”?

  年末将至,中国智能电网行业在2012年那是风生水起,编辑对这一年来智能电网产业发生的事件进行了梳...

发表于 2012-12-24 09:29 774次阅读
2012智能电网十大憾事:交流特高压“缩水”?

电动车充换电模式之争渐明 换电让位充电

中国发展电动汽车一直存在一个充电模式好还是换电模式好的争论,其中既折射出相关利益集团对未来电动汽车市...

发表于 2012-12-05 13:30 756次阅读
电动车充换电模式之争渐明 换电让位充电

我国并网风电超五千万千瓦 成世界第一风电国

15日从国家电网促进风电等新能源发展新闻发布会上获悉,截至目前,我国并网风电达到5258万千瓦。其中...

发表于 2012-08-16 08:41 257次阅读
我国并网风电超五千万千瓦 成世界第一风电国

“微电网技术”可缓解国家电网供电压力

  本周二(7月30日)下午,印度国家三大电网相续瘫痪,导致大约6亿人受到影响。虽然到目前还不清楚停...

发表于 2012-08-06 09:24 546次阅读
“微电网技术”可缓解国家电网供电压力

全国75%电表被蓄意加速?国家电网回应

近日,微博上流传着一则消息,称经南方某报调查发现,中国75%电表都被蓄意加速,国家电网公司两年违规收...

发表于 2012-06-03 11:38 4513次阅读
全国75%电表被蓄意加速?国家电网回应

中国能源重组 电表行业影响重大

  据IHS iSuppli公司的中国研究服务,国家电网公司剥离生产与研究部门的决定,将对中国庞大的...

发表于 2012-05-11 09:08 462次阅读
中国能源重组 电表行业影响重大

嵌入式系统在电网远程监控中的应用

针对电网远程监控系统的现状和发展趋势,研制了一套基于TCP协议的客户/服务器机制的电网远程监控系统。...

发表于 2012-04-11 10:18 861次阅读
嵌入式系统在电网远程监控中的应用

电能质量问题对电网和配电系统的损害

电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大,电能质量直接关...

发表于 2012-03-28 14:36 323次阅读
电能质量问题对电网和配电系统的损害

分布式电源接入电网系列行业标准正式启动

近日,中国电科院组织召开《分布式电源并网运行控制规范》等五项行业标准编制启动会。国家能源局新能源司、...

发表于 2011-12-02 09:50 431次阅读
分布式电源接入电网系列行业标准正式启动

动力电池参与电网调峰的研究

V2G是指电动车辆作为移动储能单元在受控状态下实现与电网的能量与信息的双向交换,电动汽车(充电站)不...

发表于 2011-09-09 14:06 388次阅读
动力电池参与电网调峰的研究

电网电压同步的正弦波发生电路设计

本设计采用全硬件电路完成,即通过锁相环加正弦函数发生器的方法,可自动实时跟踪电网电压的频率和相位,不...

发表于 2011-08-26 17:04 1766次阅读
电网电压同步的正弦波发生电路设计

电荒持续凸显新能源投资价值

从南方电网最新发布的消息来看,我国第三季度南方五省用电状况将出现电力电量双缺的紧张局面,在如此背景下...

发表于 2011-08-19 08:54 235次阅读
电荒持续凸显新能源投资价值

AT&T加入家用电网论坛董事会以支持G....

家用电网论坛宣布:AT&T以推广者会员加入该组织,同时被任命为家用电网论坛的董事会成员。

发表于 2011-06-07 10:10 307次阅读
AT&T加入家用电网论坛董事会以支持G....

基于DSP的电能质量在线监测设备在电网中的应用

电能质量在线监测设备是电网电能质量监督检测网络最基本也是最主要的设备,目前市场上销售和使用的国内外生...

发表于 2011-05-26 10:27 257次阅读
基于DSP的电能质量在线监测设备在电网中的应用

功率半导体是电网的关键推动力

功率半导体是电力电子开关设备的主要构建模块,用于控制电流并将其转换为不同应用所需的波形和频率。半导体...

发表于 2011-05-08 10:42 337次阅读
功率半导体是电网的关键推动力

国家电网欲做电动汽车“电池运营商”

发展电动汽车充电设施是国家电网公司“十二五”重要战略之一。国网总经理刘振亚日前表示,经过一年多的工作...

发表于 2011-01-15 09:47 257次阅读
国家电网欲做电动汽车“电池运营商”

电网中的并发故障问题表现

  电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏,主要表现在以下几个方面:   1. 电涌(p...

发表于 2010-11-03 17:35 217次阅读
电网中的并发故障问题表现

上海世博会国家电网馆谐波治理

“2010年上海世博会”将让上海这座国际化的大都市再次成为世界关注的焦点,宏伟壮观的世博建筑群,风格...

发表于 2010-09-17 22:53 372次阅读
上海世博会国家电网馆谐波治理

利用电网实现电量数据采集智能化

  为智能电网提供依据   “电能表的应用和数据自动采集装置的接入,为改造中的包家变电站提供了详实...

发表于 2010-08-26 11:08 369次阅读
利用电网实现电量数据采集智能化

国家电网首次宣布“四网融合”战略

国家电网公司总经理刘振亚日前在上海国际会议中心召开的"智能电网国际论坛"上首次宣布,通过实施电力光纤...

发表于 2010-07-29 08:42 210次阅读
国家电网首次宣布“四网融合”战略

应用于智能电网的高能效解决方案

本文介绍了安森美智能电网高效解决方案,多家市场调研机构预计,到2030年,可再生能源(如风力发电和太...

发表于 2010-06-17 09:34 207次阅读
应用于智能电网的高能效解决方案