國家目前正在實施新一輪電力改革，新的電力系統(tǒng)構建也是其中之一。展望幾十年后的的電力系統(tǒng)，究竟是什么樣子？是否如科幻小說一樣神奇呢？

從現(xiàn)代能源系統(tǒng)生產(chǎn)、消費和配置各環(huán)節(jié)看，均意味著電力將發(fā)揮更加重要的作用，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)我國能源轉(zhuǎn)型的主要支撐。大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構是新一代電網(wǎng)的重要標志，在智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎上構建更加智能化和多能互補的能源互聯(lián)網(wǎng)是未來發(fā)展方向。

近日，中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信在相關大會上發(fā)表了題為“能源轉(zhuǎn)型中構建中國新一代電力系統(tǒng)”的主旨演講。他從能源和電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、新一代電力系統(tǒng)的主要特征以及關鍵技術等三大方面為大家精彩描繪了新一代電力系統(tǒng)的美好藍圖，并描述到，未來電網(wǎng)既能輸送電力，又能輸送天然氣。

周孝信院士的觀點詳實而超前，華夏能源網(wǎng)特別將演講編輯整理（內(nèi)容有所刪減），以供大家參考：

能源和電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型

國家發(fā)改委、能源局先后在2016和2017年發(fā)布了關于電力和能源發(fā)展的“十三五”規(guī)劃以及能源生產(chǎn)和消費革命的戰(zhàn)略指標。目前能源消費中，煤炭占比60％以上，而國家的戰(zhàn)略目標中，非化石能源占50％。剩下的50％就是油氣和煤炭，最好的結構是油氣能保持在30％左右，剩下的20％就是煤炭，這是一個宏觀的設想。

2017年，煤電占比是裝置容量58％，電量占66％，人均用電量是4537千瓦時，非化石占比13％多，能源消費總量45億噸。而國家的能源消費總量總體目標是2020年50億噸，2030年60億噸，2050年55億噸；非化石能源占比2020年15％，2030年20％，2050年50％；人均用電量2020年5000度，2030年6000度，2050年9000度，9000度達到了發(fā)達國家的平均水平，比歐洲的水平還要高，我們后來根據(jù)十九大的報告做了一些分析，未來可能人均用電會超過9000度，再結合我國的國情來看，未來煤電一定要轉(zhuǎn)型。

電力系統(tǒng)是能源系統(tǒng)里一個非常主要的組成部分，它有兩跟連線的曲線，一條是發(fā)電量的曲線，或者叫用電量；一條是裝機容量曲線。目前，煤電發(fā)電量的比重是70％左右，且在逐步降低，預計到2030年，非化石能源的發(fā)電量將超過煤電發(fā)電量。

新一代電力系統(tǒng)的主要特征

10年前，電網(wǎng)的概念是廣義電網(wǎng)，包括電源、網(wǎng)絡傳輸、用電負荷。而國家電網(wǎng)公司提出的進一步發(fā)展的目標，是加快建設以智能電網(wǎng)為核心，以新一代電力系統(tǒng)為基礎的能源互聯(lián)網(wǎng)。其戰(zhàn)略目標是建設具有卓越競爭力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。核心任務是打造廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可靠的新一代能源系統(tǒng)。

新一代電力能源系統(tǒng)具備四個特征：

1．高比例可再生能源電力系統(tǒng)。新一代電力系統(tǒng)定的目標很高，核電要占一部分，可再生能源要占相當大的一部分，但是從現(xiàn)在的實際情況來看，高占比已經(jīng)在西北、北部一些省份和地區(qū)實現(xiàn)。2017年全國并網(wǎng)風電裝機達到1．63億kw，太陽能發(fā)電裝機突破1億Kw，達到1．3億Kw，其中分布式光伏2966萬Kw。但是其特點是資源的分布非常不均勻，主要的可再生能源包括風能、太陽能、水能集中在西部。

2．高比例電子裝備電力系統(tǒng)。西電東送就采用了大規(guī)模的直流輸電。由于大規(guī)模的直流輸電和分布式發(fā)電進入電力系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)的運行、控制帶來相當大的挑戰(zhàn)，整個系統(tǒng)的慣量減小，意味著這個電量里面發(fā)生一個小的事故它的反應就會很快，這會造成非常大的安全隱患，所以現(xiàn)在正在急迫解決之中。

3．多能互補的綜合能源電力系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)的第一要義，即互聯(lián)網(wǎng)＋智慧能源，就是能源互聯(lián)網(wǎng)，但是它存在的一個重要意義就是多能互補，用互聯(lián)網(wǎng)的思維來指導我們能源系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)多能互補。這個多能互補又分成兩部分：源端基地綜合能源電力系統(tǒng)和終端能源電力系統(tǒng)。

4．信息物理融合的智能電力系統(tǒng)。這一特征實際上就是能源互聯(lián)網(wǎng)。

新一代電力系統(tǒng)的關鍵技術

1．高效低成本太陽能風能發(fā)電技術。除了光伏發(fā)電以外還有光熱發(fā)電，光熱發(fā)電怎樣從技術層面大幅度的降低成本？這就要根據(jù)太陽能光復發(fā)電的成本下降情況來講，近10年來我國光伏組建價格從每瓦近50元左右降到2—2．2元左右；光伏逆變器價格從每瓦2元左右降到0．2元；整個光伏系統(tǒng)成本從每瓦60元左右降到5元左右。這主要得益于技術的進步和材料的進步。

2．高效低成本長壽命儲能技術。目前電力系統(tǒng)用的儲能有很多種：物理儲能，像壓縮空氣等儲能；化學儲能，得益于電動汽車的發(fā)展，動力電池要求高功率高能量特性，而電網(wǎng)的儲能和動力電池不完全一樣，并不要求太高的功率特性，但是要求儲能的能量要大。

3．高可靠性低損耗電力電子技術。在這方面，期望目前的IGBT能夠國產(chǎn)化，特別是用在高壓輸電、特高壓輸電里面的晶門管和IGBT，能夠大部分采用國產(chǎn)的設備。電網(wǎng)涉及整個社會的生產(chǎn)和消費所以搞電網(wǎng)的人非常慎重，因此提倡高可靠性低損耗的電力電子技術。我國目前IGBT做的不錯，怎樣進一步降低損耗提高可靠性？未來值得研究。

4．高強度絕緣技術和超導輸電技術。還有一些其他新型的輸電方式，也包括GIL，就是氣體管道線路，比如江蘇做測高壓交流輸電，要跨過長江，造價很高，需要幾十億，如何降低它的成本？用管道輸電，包括將來開發(fā)西部的水電，水電跨過高山（4000—5000米的高山），挖一個隧道過去，有沒有這個可能？

現(xiàn)在有一個新的理念，就是讓一條管道既能送電又能送氣，叫“能源管道”。這是國家現(xiàn)在重點支持和全力研究的項目，把天然氣和超導結合在一個管子里，超導需要冷卻，液化天然氣也需要冷卻，它的冷卻在110度K，其落地情況拭目以待。

5．新一代人工智能技術。電力系統(tǒng)里如何合理利用人工智能，包括：解決哪些問題、底層還是傳感、人工智能平臺、大數(shù)據(jù)、機器學習、計算機視覺、自然語言處理，智能機器人等。