大電網發展形勢及“十三五”特高壓電網發展展望
1.大電網發展形勢和任務
(1)大規模新能源并網對電網發展的需求
我國新能源資源的分布特點，以及集中式新能源發電出力特性對電網運行的影響，客觀上決定了大電網是我國新能源規模化發展的重要推動因素，我國大規模新能源并網尤其需要大電網的支撐。
我國風能、太陽能資源豐富，現有技術水平可開發資源分別超過24億、45億kW，未來隨著技術進步可開發規模更大。目前我國風電裝機位居世界第一、太陽能發電裝機年底有望超過德國躍居世界第一;風電和光伏發電設備產能充足，均占全球產能的一半以上，具備大規模開發的有利條件。破解當前的棄風、棄光等問題，迫切需要加強電網，通過在全國范圍配置資源加以解決。
電源、負荷、電網是影響新能源消納的三個方面因素。國內外經驗表明，在電網環節擴大電網范圍，在電源環節提高電源靈活性，在負荷環節實施需求側響應、增加用電需求，是實現新能源高比例消納的三大重要途徑。
(2)《大氣污染防治行動計劃》
2014年5月16日，國家能源局印發《關于加快推進大氣污染防治行動計劃12條重點輸電通道建設的通知》，其中，在國家電網規劃建設“四交四直”特高壓工程和3項500kW工程。新建特高壓變電站14座、換流站8座，線路1.2萬公里，變電(換流)容量1.4億kW˙h，投資超過2000億元。
(3)全球能源互聯網構建
9月26日，習近平總書記在聯合國發展峰會上宣布“中國倡議探討構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。
發揮我國特高壓、智能電網、新能源發展的領先優勢，以“一帶一路”沿線國家的電網互聯互通為突破口，推動全球能源互聯網建設，有利于我國在全球氣候變化談判和全球能源轉型中占領制高點，贏得全球能源治理的話語權和主動權。構建全球能源互聯網，總投資100萬億美元左右，可以帶動我國特高壓、智能電網相關技術、裝備和標準輸出。
2.電網發展現狀
目前，國家電網已建成特高壓試驗示范工程、皖電東送工程、浙北-福州3項特高壓交流工程，建成特高壓線路3143.4公里，特高壓變電站10座、變電容量5100萬千伏安。在建的有錫盟-山東、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆橫-濰坊4項特高壓交流工程。
這些工程帶動我國電工裝備業整體升級。我國已研制了特高壓變壓器、開關、高抗、串補等全部關鍵設備，均一次投運成功。在特高壓帶動下，我國電工裝備企業不僅主導了國內高端市場，而且進軍國際市場，出口額連年大幅增長。巴西已采用我國特高壓技術和裝備建設大型水電送出工程。
3.大電網發展格局及“十三五”特高壓電網發展展望
統籌考慮能源基地開發、受端地區用電需要，為滿足我國能源需求和西部大開發需要，解決能源安全、電網安全、嚴重霧霾等問題，拉動國家內需和經濟增長，還需加快實施“五交八直”特高壓交直流工程。其中扎魯特～駐馬店、呼盟～青州特高壓直流工程，匯集東北地區火電和風電，打捆送電華北、華中負荷中心，解決東北電網“窩電”問題，滿足煤電和風電基地開發、外送需求。
電網發展格局優化的思路：在“十三五”將國家電網優化為西部(西北+川渝藏)、東部(“三華”+東北三省+內蒙古)兩個特高壓同步電網，形成送、受端結構清晰，交、直流協調發展的格局，將國家電網跨區輸電規模從目前的1.1億千瓦提高到3.7億千瓦。
“十三五”期間，電網建設投資2.7萬億元，帶動電源投資3.2萬億元，總投資近6萬億元。
“十三五”分布式電源及配電網發展形勢及展望
1.分布式電源發展趨勢
目前國家已明確了2015和2020年分布式光伏發電和分布式天然氣的發展目標，雖然對小水電也明確了發展目標，但是小水電一般不作為嚴格意義的分布式電源，對其他類型分布式電源并未明確具體的發展目標。
根據發展現狀和發展條件，確定預測情境下分布式電源發展規模：2020年分布式電源裝機容量可達到1.87億千瓦，占同期全國總裝機的9.1%;2030年分布式電源裝機容量達到5.05億千瓦，占同期全國總裝機的17.3%。從發展趨勢來看，分布式電源占比逐年增加，年均增加近1個百分點。
2.高滲透率分布式電源接入對配網發展需求
(1)分布式電源發展需要依托堅強電網支撐，才能充分發揮技術經濟優勢，實現快速發展。
發揮電網余缺調劑作用。在用戶的用電高峰時期，分布式電源很有可能無法完全滿足用戶的用電需求，或在用戶的用電低谷時期，分布式電源電量過剩，此時需要大電網為分布式電源和用戶提供電量調劑余缺;發揮電網備用服務作用。除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外，分布式電源一般均接入電網，正常運行時由電網為其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務，發生故障或檢修退出時，由電網繼續為其用戶提供可靠的電力服務，以滿足電力用戶的可靠供電要求。
(2)分布式電源的大量接入將出現局部地區潮流返送輸電網、雙向潮流大幅變化等情況，進一步驅動電網的更廣泛互聯，實現全網范圍內進行優化配置和保障電網安全運行。
德國經驗：分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動，成為有源網絡，進而出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電情況。目前德國大量分布式光伏接入，每年約有四百小時向主網送電，對德國主網有功平衡帶來較大影響。依靠大電網調節成為德國分布式光伏消納重要手段。
我國情況：2020年前，將出現局部地區(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達200%的情況，潮流將返送至220千伏電網。要求主網與配電網建立起更加緊密的聯系，將分布式電源納入到主網監控范圍內，在全網范圍內優化配置分布式電源。
3.“十三五”配電網發展展望：《配電網建設改造行動計劃》
配電網向各類用戶配送電能，是電網的重要組成部分，一般指110千伏及以下電網;部分偏遠和農村地區電網相對薄弱，110千伏仍承擔輸電功能，在這些地區配電網指35千伏及以下電網。
(1)2015-2020年與2011-2014年配電網建設改造規模比較
2.高滲透率分布式電源接入對配網發展需求
(1)分布式電源發展需要依托堅強電網支撐，才能充分發揮技術經濟優勢，實現快速發展。
發揮電網余缺調劑作用。在用戶的用電高峰時期，分布式電源很有可能無法完全滿足用戶的用電需求，或在用戶的用電低谷時期，分布式電源電量過剩，此時需要大電網為分布式電源和用戶提供電量調劑余缺;發揮電網備用服務作用。除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外，分布式電源一般均接入電網，正常運行時由電網為其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務，發生故障或檢修退出時，由電網繼續為其用戶提供可靠的電力服務，以滿足電力用戶的可靠供電要求。
(2)分布式電源的大量接入將出現局部地區潮流返送輸電網、雙向潮流大幅變化等情況，進一步驅動電網的更廣泛互聯，實現全網范圍內進行優化配置和保障電網安全運行。
德國經驗：分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動，成為有源網絡，進而出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電情況。目前德國大量分布式光伏接入，每年約有四百小時向主網送電，對德國主網有功平衡帶來較大影響。依靠大電網調節成為德國分布式光伏消納重要手段。
我國情況：2020年前，將出現局部地區(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達200%的情況，潮流將返送至220千伏電網。要求主網與配電網建立起更加緊密的聯系，將分布式電源納入到主網監控范圍內，在全網范圍內優化配置分布式電源。
3.“十三五”配電網發展展望：《配電網建設改造行動計劃》
配電網向各類用戶配送電能，是電網的重要組成部分，一般指110千伏及以下電網;部分偏遠和農村地區電網相對薄弱，110千伏仍承擔輸電功能，在這些地區配電網指35千伏及以下電網。
(1)2015-2020年與2011-2014年配電網建設改造規模比較
(3)《配電網建設改造行動計劃》之十大行動
《配電網建設改造行動計劃》重點任務中提出十大行動，分別為配電網統籌規劃行動、配電網技術標準體系構建及宣貫行動、城市配電網供電可靠性提升行動、配電網統籌規劃行動、邊遠貧困地區供電行動、配電網網架優化行動、配電網裝備提升行動、電能替代行動、配電自動化建設行動和新能源及多元化負荷接入暢通行動。其中推動單位新增配網規模投資上升的主要因素在以下三大行動。
配電網裝備提升行動：一是優化升級配電變壓器，推動非晶合金變壓器、高過載能力變壓器、調容變壓器等設備的應用;二是更新改造配電開關，2020年全面完成開關無油化改造，開關無油化率達到100%;三是提高電纜化率，2020年，中心城市(區)核心區新建線路電纜化率達到60%。
配電自動化建設行動：在中心城市(區)及城鎮地區推廣集中式饋線自動化方式，在網絡關鍵性節點采用“三遙”終端，在分支線和一般性節點采用“二遙”終端;在鄉村地區推廣以故障指示器為主的簡易配電自動化。2020年，配電自動化覆蓋率達到90%。
新能源及多元化負荷接入暢通行動：一是滿足新能源和分布式電源并網。推廣應用新能源發電功率預測系統、分布式電源“即插即用”并網設備等技術，有序建設主動配電網、分布式多能源互補等示范工程。二是實施用戶智能友好互動工程。以智能電表為載體，建設智能計量系統，打造智能服務平臺。三是開展微電網示范工程。在城市供電可靠性要求較高的區域和偏遠農村、海島等不同地區，有序開展微電網示范應用。
(文章來源：根據作者在第12屆中國電氣工業發展高峰論壇上的講話整理，原文刊登在《電氣時代》雜志2016年第1期)
作者：李瓊慧高級工程師，國家注冊咨詢工程師，國網能源研究院新能源與統計研究所所長，主要從事能源戰略規劃、能源電力供需分析預測、新能源規劃、新能源發電及并網、新能源發展產業政策及經濟性分析等方面的研究工作。
1.大電網發展形勢和任務
(1)大規模新能源并網對電網發展的需求
我國新能源資源的分布特點，以及集中式新能源發電出力特性對電網運行的影響，客觀上決定了大電網是我國新能源規模化發展的重要推動因素，我國大規模新能源并網尤其需要大電網的支撐。
我國風能、太陽能資源豐富，現有技術水平可開發資源分別超過24億、45億kW，未來隨著技術進步可開發規模更大。目前我國風電裝機位居世界第一、太陽能發電裝機年底有望超過德國躍居世界第一;風電和光伏發電設備產能充足，均占全球產能的一半以上，具備大規模開發的有利條件。破解當前的棄風、棄光等問題，迫切需要加強電網，通過在全國范圍配置資源加以解決。
電源、負荷、電網是影響新能源消納的三個方面因素。國內外經驗表明，在電網環節擴大電網范圍，在電源環節提高電源靈活性，在負荷環節實施需求側響應、增加用電需求，是實現新能源高比例消納的三大重要途徑。
(2)《大氣污染防治行動計劃》
2014年5月16日，國家能源局印發《關于加快推進大氣污染防治行動計劃12條重點輸電通道建設的通知》，其中，在國家電網規劃建設“四交四直”特高壓工程和3項500kW工程。新建特高壓變電站14座、換流站8座，線路1.2萬公里，變電(換流)容量1.4億kW˙h，投資超過2000億元。
(3)全球能源互聯網構建
9月26日，習近平總書記在聯合國發展峰會上宣布“中國倡議探討構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。
發揮我國特高壓、智能電網、新能源發展的領先優勢，以“一帶一路”沿線國家的電網互聯互通為突破口，推動全球能源互聯網建設，有利于我國在全球氣候變化談判和全球能源轉型中占領制高點，贏得全球能源治理的話語權和主動權。構建全球能源互聯網，總投資100萬億美元左右，可以帶動我國特高壓、智能電網相關技術、裝備和標準輸出。
2.電網發展現狀
目前，國家電網已建成特高壓試驗示范工程、皖電東送工程、浙北-福州3項特高壓交流工程，建成特高壓線路3143.4公里，特高壓變電站10座、變電容量5100萬千伏安。在建的有錫盟-山東、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆橫-濰坊4項特高壓交流工程。
這些工程帶動我國電工裝備業整體升級。我國已研制了特高壓變壓器、開關、高抗、串補等全部關鍵設備，均一次投運成功。在特高壓帶動下，我國電工裝備企業不僅主導了國內高端市場，而且進軍國際市場，出口額連年大幅增長。巴西已采用我國特高壓技術和裝備建設大型水電送出工程。
3.大電網發展格局及“十三五”特高壓電網發展展望
統籌考慮能源基地開發、受端地區用電需要，為滿足我國能源需求和西部大開發需要，解決能源安全、電網安全、嚴重霧霾等問題，拉動國家內需和經濟增長，還需加快實施“五交八直”特高壓交直流工程。其中扎魯特～駐馬店、呼盟～青州特高壓直流工程，匯集東北地區火電和風電，打捆送電華北、華中負荷中心，解決東北電網“窩電”問題，滿足煤電和風電基地開發、外送需求。
電網發展格局優化的思路：在“十三五”將國家電網優化為西部(西北+川渝藏)、東部(“三華”+東北三省+內蒙古)兩個特高壓同步電網，形成送、受端結構清晰，交、直流協調發展的格局，將國家電網跨區輸電規模從目前的1.1億千瓦提高到3.7億千瓦。
“十三五”期間，電網建設投資2.7萬億元，帶動電源投資3.2萬億元，總投資近6萬億元。
“十三五”分布式電源及配電網發展形勢及展望
1.分布式電源發展趨勢
目前國家已明確了2015和2020年分布式光伏發電和分布式天然氣的發展目標，雖然對小水電也明確了發展目標，但是小水電一般不作為嚴格意義的分布式電源，對其他類型分布式電源并未明確具體的發展目標。
根據發展現狀和發展條件，確定預測情境下分布式電源發展規模：2020年分布式電源裝機容量可達到1.87億千瓦，占同期全國總裝機的9.1%;2030年分布式電源裝機容量達到5.05億千瓦，占同期全國總裝機的17.3%。從發展趨勢來看，分布式電源占比逐年增加，年均增加近1個百分點。
2.高滲透率分布式電源接入對配網發展需求
(1)分布式電源發展需要依托堅強電網支撐，才能充分發揮技術經濟優勢，實現快速發展。
發揮電網余缺調劑作用。在用戶的用電高峰時期，分布式電源很有可能無法完全滿足用戶的用電需求，或在用戶的用電低谷時期，分布式電源電量過剩，此時需要大電網為分布式電源和用戶提供電量調劑余缺;發揮電網備用服務作用。除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外，分布式電源一般均接入電網，正常運行時由電網為其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務，發生故障或檢修退出時，由電網繼續為其用戶提供可靠的電力服務，以滿足電力用戶的可靠供電要求。
(2)分布式電源的大量接入將出現局部地區潮流返送輸電網、雙向潮流大幅變化等情況，進一步驅動電網的更廣泛互聯，實現全網范圍內進行優化配置和保障電網安全運行。
德國經驗：分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動，成為有源網絡，進而出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電情況。目前德國大量分布式光伏接入，每年約有四百小時向主網送電，對德國主網有功平衡帶來較大影響。依靠大電網調節成為德國分布式光伏消納重要手段。
我國情況：2020年前，將出現局部地區(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達200%的情況，潮流將返送至220千伏電網。要求主網與配電網建立起更加緊密的聯系，將分布式電源納入到主網監控范圍內，在全網范圍內優化配置分布式電源。
3.“十三五”配電網發展展望：《配電網建設改造行動計劃》
配電網向各類用戶配送電能，是電網的重要組成部分，一般指110千伏及以下電網;部分偏遠和農村地區電網相對薄弱，110千伏仍承擔輸電功能，在這些地區配電網指35千伏及以下電網。
(1)2015-2020年與2011-2014年配電網建設改造規模比較
2.高滲透率分布式電源接入對配網發展需求
(1)分布式電源發展需要依托堅強電網支撐，才能充分發揮技術經濟優勢，實現快速發展。
發揮電網余缺調劑作用。在用戶的用電高峰時期，分布式電源很有可能無法完全滿足用戶的用電需求，或在用戶的用電低谷時期，分布式電源電量過剩，此時需要大電網為分布式電源和用戶提供電量調劑余缺;發揮電網備用服務作用。除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外，分布式電源一般均接入電網，正常運行時由電網為其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務，發生故障或檢修退出時，由電網繼續為其用戶提供可靠的電力服務，以滿足電力用戶的可靠供電要求。
(2)分布式電源的大量接入將出現局部地區潮流返送輸電網、雙向潮流大幅變化等情況，進一步驅動電網的更廣泛互聯，實現全網范圍內進行優化配置和保障電網安全運行。
德國經驗：分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動，成為有源網絡，進而出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電情況。目前德國大量分布式光伏接入，每年約有四百小時向主網送電，對德國主網有功平衡帶來較大影響。依靠大電網調節成為德國分布式光伏消納重要手段。
我國情況：2020年前，將出現局部地區(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達200%的情況，潮流將返送至220千伏電網。要求主網與配電網建立起更加緊密的聯系，將分布式電源納入到主網監控范圍內，在全網范圍內優化配置分布式電源。
3.“十三五”配電網發展展望：《配電網建設改造行動計劃》
配電網向各類用戶配送電能，是電網的重要組成部分，一般指110千伏及以下電網;部分偏遠和農村地區電網相對薄弱，110千伏仍承擔輸電功能，在這些地區配電網指35千伏及以下電網。
(1)2015-2020年與2011-2014年配電網建設改造規模比較
(3)《配電網建設改造行動計劃》之十大行動
《配電網建設改造行動計劃》重點任務中提出十大行動，分別為配電網統籌規劃行動、配電網技術標準體系構建及宣貫行動、城市配電網供電可靠性提升行動、配電網統籌規劃行動、邊遠貧困地區供電行動、配電網網架優化行動、配電網裝備提升行動、電能替代行動、配電自動化建設行動和新能源及多元化負荷接入暢通行動。其中推動單位新增配網規模投資上升的主要因素在以下三大行動。
配電網裝備提升行動：一是優化升級配電變壓器，推動非晶合金變壓器、高過載能力變壓器、調容變壓器等設備的應用;二是更新改造配電開關，2020年全面完成開關無油化改造，開關無油化率達到100%;三是提高電纜化率，2020年，中心城市(區)核心區新建線路電纜化率達到60%。
配電自動化建設行動：在中心城市(區)及城鎮地區推廣集中式饋線自動化方式，在網絡關鍵性節點采用“三遙”終端，在分支線和一般性節點采用“二遙”終端;在鄉村地區推廣以故障指示器為主的簡易配電自動化。2020年，配電自動化覆蓋率達到90%。
新能源及多元化負荷接入暢通行動：一是滿足新能源和分布式電源并網。推廣應用新能源發電功率預測系統、分布式電源“即插即用”并網設備等技術，有序建設主動配電網、分布式多能源互補等示范工程。二是實施用戶智能友好互動工程。以智能電表為載體，建設智能計量系統，打造智能服務平臺。三是開展微電網示范工程。在城市供電可靠性要求較高的區域和偏遠農村、海島等不同地區，有序開展微電網示范應用。
(文章來源：根據作者在第12屆中國電氣工業發展高峰論壇上的講話整理，原文刊登在《電氣時代》雜志2016年第1期)
作者：李瓊慧高級工程師，國家注冊咨詢工程師，國網能源研究院新能源與統計研究所所長，主要從事能源戰略規劃、能源電力供需分析預測、新能源規劃、新能源發電及并網、新能源發展產業政策及經濟性分析等方面的研究工作。
