薛禹胜院士:能源安全离不开电网的安全

第013期薛禹胜院士:能源安全离不开电网安全

人物简介:
薛禹胜,中国工程院院士、国网电力科学院名誉院长。
人物语录:
"能源安全离不开电网的安全。未来能源的核心是电力和电网。"
"大规模可再生能源接入电网之后的严峻挑战还没有被充分认识到。"
"电动汽车的?#27809;?#34892;为必须纳入到现有的模型研究中?#30784;?
"减排不要停留在定性语言上,?#27426;?#35201;有定量的?#27835;觥?
"能源互联网不能简单套用Internet的概念。"
"所谓的能源互联网特点,在原来的智能电网里都?#34917;?#20102;。"

能源安全离不开电网的安全

能源安全离不开电网的安全

问:您一直致力于电网安全的研究与?#23548;?#33021;源发展与电网安全的关系是怎么样的?

薛禹胜:能源是社会发展的重要物质基础,可靠的电力供应则是现代文明的重要支持。按照发达国家的经验,电能替代其他终端能源是改变发展模式的重要举措。如果电能在终端能源中的占比上升1个点,能源强度将降低3.7个点。而电网是支撑电力传输和电力市场的物理平台。所以能源安全离不开电网的安全。

一次能源在发电厂转化成电能,电能再通过输配电网的传输到终端。在这个过程当中,我们要保证传输的安全性:电力系统承受可信的扰动而不崩溃的能力,以及充裕性:电力系统在扰动后仍然保持供需平衡的能力。

在电力系?#22330;?#30005;力市场以?#23433;?#19982;者之间,需要一个决策支持系?#22330;?#22522;于这样一个思维,国网电科院开发了国际上唯一的WARMAP体系,它广泛应用在中国省级以上的电网当中,使中国电网的安全预警技术引领了世界。 【详细】

大规模可再生能源接入电网之后的严峻挑战还没有被充分认识到

大规模可再生能源接入电网

问:可再生能源的发展,会对目前的电力系统带来什么样的挑战?

薛禹胜:目前为止,化石类能源仍然是发电的主要能源。化石能源作为一次能源,不仅受到自然资源有限的?#38469;?#24182;且受到环境破坏的制约,所以在未来,化石类能源的比例将会大幅下降,最?#25112;?#20250;被可再生能源代替。

大量的可再生能源必须先转化为电能,才能成为终端能源。如果没有电能在终端代替其他化石能源,可再生能源的大规模使用是不太?#36136;?#30340;。

但是,可再生能源转化成电能,带来了一些挑战,很重要的挑战之一,就是它的不确定性。可再生能源本身就是波动的,?#28909;?#39118;是或大或小,并且有间歇性特征,?#28909;?#22312;几?#31181;?#20043;内突然由很大的风速直接降到没有风速,我们叫它是不太可控的能源。当不太可控的能源占比不大时,我们可以通过化石类能源起到备用的作用,但是当可再生能源占到50%、80%,那个时候,突然没有风了,太阳被挡住了,那个时候我们?#21335;?#32479;怎么来保证?#27809;?#30340;可靠用电呢?如果这个问题不能够很好的解决,?#27604;?#25105;们也就没有办法来保证可再生能源的替代了。 【详细】

?#27809;?#34892;为必须纳入到现有的模型研究中来

?#27809;?#34892;为必须纳入到现有的模型研究中来

问:终端侧用电的变化,?#28909;?#30005;动汽车的?#21344;埃?#20250;对电力系统产生如何的影响?

薛禹胜:终端侧的用电方式?#19981;?#23545;物理电力系统产生很大的影响。在终端,用电来代替化石能源是一个不可逆转的趋势,并且对于环境的安全等等都是至关重要的,在这方面最主要使用的就是电动汽车。

电动汽车还没有在一个成熟的框架中进行全方位的研?#20426;?#30446;前为止,包括我们政府的计划,还是大大滞后于?#23548;?#30340;发展。为什么?因为在电动汽车领域中,人的参与和人的行为是影响行业发展的重大因素。

我们知道,在物理系统中做决策,都是建立于数学模型的仿真,它可以在数学模型上优化方案再需实施。如果有人参与,学术界很难提出一个很好的研究方法,能?#35805;?#20154;的博?#27169;?#29305;别是非理性的博?#27169;?#26377;效地考虑在我们的决策之中。在管理上面和社会学上面,我们是?#23545;?#33853;后于物理上这个研究的工作,因此,怎么样使技术上、物理上行之有效的仿真,能够用到社会学上面,是我们?#27426;?#35201;面临的问题。我们在这上面进行了近十年的研究工作,也开始在国际上发表一些研究的结果。 【详细】

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问:节能减排已经成为全社会的共识,电力系统与生态环境的关系又是怎样的?

薛禹胜:物理电力系统与生态环境,这两者之间的关系也是一个双向的关系。 电力系统通过排放影响生态环境,而生态环境又通过灾害,?#28909;?#20572;电风险,来惩罚人类。

在减少排放方面,除了政策上的控制,我们还应该在科学的水准?#20808;?#30740;?#31354;?#20010;问题。人类活动可以通过生态工程来改善生态,同时我们也通过市场机制来?#38469;?#25490;放,那么我们要通过监测,来保证这些手段能够达到减排的目的。我们以前只是定性地去讲这个问题,只是用语言程度?#20808;?#25551;述这个问题,但对于这么一个精细化的研究,?#27426;?#38656;要有定量的?#27835;觥?/strong>这需要在社会学、人类行为学当中找到新的研究的方法,这个是我们现在正在努力的。

我们需要考虑到数学模型,也要考虑人类不同角色的参与者,人类的行为,在不同的环境和场景之下,是如何理性及非理性地博?#27169;?#21448;是如何影响最终物理系统的运行,这是很大的一个挑战。 【详细】

为了保证?#38498;?#30340;能源安全,我们还是需要有顶层设计

为了保证?#38498;?#30340;能源安全,我们还是需要有顶层设计

问:生态环境将怎么通过灾害影响电力系统呢?未来的隐患在哪里?

薛禹胜?#20309;?#20204;原来的停电防御系统是局限在电力系统内部,但是现在需要把防御战线提前到外部系?#22330;?#22914;果我们对自?#36745;?#23475;的预警和决策能够提前到它的源?#32602;?#37027;么就给停电防御留出更长的预警时间。如果要保证电力安全,?#27426;?#35201;把研究?#27573;?#25193;大到自?#36745;?#23475;引起机理的演化过程当中,如果我们这个研究向前?#24179;?#37027;么能源的可靠性也就越能够保证。

总的来看,我们现在已经达到的安全程度,不足以保证今后的能源安全,而为了保证今后的能源安全,我们还是需要有一个顶层的设计。美国、欧洲、日本对能源领域都提出了顶层设计,他们提到了一个新的动向,就是能源互联网,这是?#35775;?#25552;出来,美国进行了一些研究,德国也提出了研究计划。 【详细】

能源互联网不能简单套用Internet的概念

能源互联网不能简单套用Internet的概念

问:最近"能源互联网"话题非常火热,您认为"能源互联网"究竟是什么?

薛禹胜:能源互联网是一个新事物,虽然有很多的探讨,但并没有一个准确的描述方法:到底能源互联网是什么?我个人感觉还是需要有一个?#33268;邸?#25105;的观点也是作为一家之?#30465;?/p>

能源互联网,字面上是把IT当中"互联网"这个?#35270;?#21040;能源上来讲。但是现在很多文章,我认为是牵?#24247;?#25226;互联网的一些概念照搬到能源网上面来,这是不利于我们真正去研究能源互联网的。

Internet是支?#20013;?#24687;流的计算机技术,而能源流服从的物理规律与信息流不同。能源互联网不能简单套用Internet的概念,而是在支撑层面上的深度融合,实现能源流的全面监控及优化。我不反对用"能源互联网"这个词,但我不同意把IT中的词生搬硬套到能源领域中,不是简单地把能源网和信息网混杂在一起。 【详细】

未来能源的核心是电力和电网

未来能源的核心是电力和电网

问:您心目中的能源互联网是什么样的?

薛禹胜?#20309;?#24515;目中的能源互联网,是由物理系统,即电网、气网、热力网、交通网……构成的综合能源网。未来能源的核心是电力和电网,为了保证电力的安全,你要去研究它的方方面面?#26680;?#30340;上游和下游,它的一次能源和终端电源,它的可再生能源对于化石类能源的替代,对我们电力安全的影响,?#27809;?#29992;电模式的改变怎么改变电力系统的安全?#38498;统?#35029;性。

能源互联网的要素,第一,分布式的储能及一次能源转换技术。第二,互联网技术,包括分部电源、储能、智能用电即插即用,需求侧信息挖掘,等。第三,电动汽?#23548;案?#31181;智能用电模式。第?#27169;琑ES与分布式发电技术。

我认为能源互联网的特点有:涉及的能源种类多,可再生能源占比不断增加;地域分散,需要互联,共享开放?#29615;?#24067;式微网与传统电网的集成;适应能源体制变革,具备供需协调模式;自愈功能?#20426;?#36816;行高效、环境友好。 【详细】

所谓的能源互联网特点,在原来的智能电网里都?#34917;?#20102;

所谓的能源互联网特点,在原来的智能电网里都?#34917;?#20102;

问:能源互联网究竟和智能电网有什么区别?

薛禹胜:包括?#20197;?#20869;,我也不太分?#20204;澹?strong>能源互联网到底和智能电网到底有什么区别?我网上查了一下,所谓能源互联网的这些特点,在原来的智能电网理论中都?#34917;?#20102;,所以我个人感觉,?#27426;?#35201;搞清楚,提这个词目的到底是什么?不是为了提这个词而提这个?#30465;?/p>

未来我们真正要解决的是什么呢?是当可再生能源占到80%,甚至占到100%,到那个时候,我们的电力系统和电网怎么去支撑这个环境?#31354;?#26159;我们以前在?#33268;?#26234;能电网时没有正视的问题,我们需要从能源顶层设计上把这个考虑起?#30784;? 【详细】

重视以电力为主的全方位的能源安全

重视以电力为主的全方位的能源安全

问:您现在最关心的技术是什么?

薛禹胜:对我们来讲,就是要重视以电力为主的全方位的能源安全,它有赖于可再生能源,甚至到某一天,人类可能要使用80%以上都是可再生能源。一旦风没有了,你怎么办?我们怎么样优化储能来做好备用?

人类可?#20013;?#21457;展不仅依赖能源,还依赖经济和环境安全,所以要保证人类的可?#20013;?#21457;展,?#27426;?#35201;全方位地去考虑,它们彼此之间是相互影响的,你不可能单独的、孤立去研究某一个方面,而应该把它看成是全局的问题来研?#20426;?/strong>

南度度专访中国工程院院士薛禹胜,更多精彩内容请看 【访谈全文】

“能言”代表我们关注能源(尤其是节能)领域,以对话?#38382;讲?#36848;和节能、新能源相关的?#24405;?#20844;司、科技及趋势;
“善道”代表我们关心节能对地球乃至每个人的影响,传播?#36538;?#20302;碳和可?#20013;?#21457;展的价?#20498;邸?
“集大家之言,善节能之道。”我们将邀请与节能领域相关的商界、政界、学界专家,共同探讨节能的政策方向、热点?#24405;⑶把?#25216;术、?#21040;縭导?#31561;话题。