能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，對(duì)國家安全、經(jīng)濟(jì)增長、社會(huì)公益和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。為響應(yīng)習(xí)近平主席在聯(lián)合國發(fā)展峰會(huì)上提出的關(guān)于“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔能源和綠色方式滿足全球電力需求”的倡議，國家電網(wǎng)公司積極推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，引領(lǐng)全球能源轉(zhuǎn)型。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)以全球視角審視世界能源經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，從根本上提出解決方案，解決推動(dòng)實(shí)現(xiàn)巴黎氣候大會(huì)確定的全球溫升控制目標(biāo)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺(tái),能夠極大促進(jìn)可再生能源的開發(fā)和消納，將“一極一道”、各洲各國大型能源基地及各類分布式電源融為一體，增進(jìn)國際區(qū)域間合作，促進(jìn)世界和平發(fā)展。
一、全球能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景與技術(shù)特征
電可以替代各種終端能源，各類能源開發(fā)、轉(zhuǎn)換、配置、使用的基本平臺(tái)是電網(wǎng)，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展情景下，電力發(fā)展的主要趨勢(shì)將是：發(fā)電更加靈活，加速清潔能源的開發(fā)利用，逐漸替代化石能源；輸配電更加可控和具有彈性，發(fā)展特高壓輸電、LCC-HVDC、FACTS、柔性直流輸電、微電網(wǎng)等先進(jìn)的輸配電技術(shù)；負(fù)荷的互動(dòng)性和活躍性更強(qiáng)，用戶既是電能消耗者也是電能生產(chǎn)者，分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等將在用戶側(cè)大規(guī)模高比例發(fā)展。這些發(fā)展趨勢(shì)將推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，促進(jìn)能源綠色化和用能高效化。因此，未來電網(wǎng)將承載新的使命，在國內(nèi)、國際、洲際等更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)互通；廣泛連接大規(guī)模新能源基地和負(fù)荷中心，具有接納大規(guī)模清潔能源的能力；成為安全可靠的智能電網(wǎng)，各類分布式電源可靈活接入，建立用戶需求響應(yīng)機(jī)制，與信息通信系統(tǒng)的廣泛結(jié)合。
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，需要從構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)開始，繼而建立高效的商業(yè)運(yùn)營模式，并采用先進(jìn)的技術(shù)加以實(shí)施。基于前述未來電網(wǎng)的發(fā)展愿景，可以將全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)特征概括如下：
更廣域的能源互聯(lián)互通。由于各國各洲間存在時(shí)差，南北半球間存在季節(jié)差，構(gòu)建更廣域的電力互聯(lián)互通，可以有效實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)負(fù)荷的時(shí)空互補(bǔ)和峰谷平抑，帶來巨大的聯(lián)網(wǎng)效益；降低能源供應(yīng)成本，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。為此，一方面需要加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更廣域的電力互聯(lián)；另一方面需要建立高效的電力交易運(yùn)營模式和可行的技術(shù)方案，支持跨國跨洲的電力交易運(yùn)營。加強(qiáng)更廣域的電力互聯(lián)電網(wǎng)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。2015年歐洲能源聯(lián)盟正式成立，通過了能源聯(lián)盟的戰(zhàn)略框架，以促進(jìn)區(qū)域內(nèi)各成員國更廣域的電網(wǎng)互聯(lián)與能源共享，要求到2020年各國電力互聯(lián)比例達(dá)本國發(fā)電容量10%，至2030年達(dá)15%。一方面歐盟加快跨國能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，另一方面其電力市場(chǎng)聯(lián)合范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，目前日前市場(chǎng)已擴(kuò)至19個(gè)國家。依據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將通過陸上電網(wǎng)和海底電纜覆蓋世界各大洲每一個(gè)角落，突破能源發(fā)展的資源約束、環(huán)境約束和時(shí)空約束，實(shí)現(xiàn)能源傳輸、資源配置、市場(chǎng)交易、信息交互、智能服務(wù)。
大規(guī)模清潔能源的有效接入。可以實(shí)現(xiàn)大型可再生能源等清潔能源的集約開發(fā)和利用，大幅降低化石能源消費(fèi)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為此需要開展大型可再生能源基地建設(shè)，并構(gòu)建特高壓跨區(qū)輸電通道，建立消納大規(guī)模清潔能源的運(yùn)營模式和實(shí)施方案。隨著北極風(fēng)能，歐洲、北非、澳大利亞等地太陽能的開發(fā)利用，預(yù)計(jì)到2050年，全球清潔能源占比將達(dá)80%。目前，大規(guī)模清潔能源的開發(fā)已達(dá)成共識(shí)，歐洲超級(jí)電網(wǎng)、北非向歐洲輸電的“沙漠計(jì)劃”正在推進(jìn)，東非清潔能源跨國聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，亞歐聯(lián)網(wǎng)工程等項(xiàng)目正在籌備。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將有力推動(dòng)可再生能源的開發(fā)和消納，通過連接“一極一道”、各洲各國大型清潔能源基地，實(shí)現(xiàn)清潔能源的高比例利用和能源的可持續(xù)發(fā)展。
安全可靠的智能電網(wǎng)。支持新能源的更多、更靈活的接入與消納，包括各類分布式電源以及儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車和發(fā)用電聚合商等新型用戶。授予用戶多種選擇權(quán)，使新型用戶帶有分散的智慧。由此，將改變傳統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行方式，綜合利用供電側(cè)資源和需求側(cè)資源，推進(jìn)新型調(diào)度運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)需求調(diào)度與發(fā)電調(diào)度協(xié)調(diào)運(yùn)行。另外，還需進(jìn)行多種能源融合的統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)，提高多種能源的綜合利用效率。
二、全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
全球清潔能源資源豐富，技術(shù)裝備滿足需求，競爭力有望在2025年前超過化石能源，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)具備。根據(jù)上述全球能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建將進(jìn)一步帶動(dòng)特高壓、智能電網(wǎng)、清潔能源等新技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，強(qiáng)力推動(dòng)新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、電動(dòng)汽車、智能制造、新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，顯著拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長，促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
在更廣域電力互聯(lián)方面，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將按照國內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)的實(shí)施步驟，并連接大規(guī)模新能源基地，使得特高壓交直流混合并聯(lián)運(yùn)行、新能源的大規(guī)模接入、柔性直流等新型輸電技術(shù)面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這將對(duì)大規(guī)模交直流電網(wǎng)仿真技術(shù)、特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)柔性控制關(guān)鍵技術(shù)、基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)、基于規(guī)則的局部協(xié)調(diào)與自主決策的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)、先進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度控制與保護(hù)技術(shù)、大規(guī)模交直流電網(wǎng)穩(wěn)定量化評(píng)估技術(shù)等提出新的研發(fā)需求，帶動(dòng)柔性直流輸電技術(shù)、超導(dǎo)輸電技術(shù)、新型電力電子器件及應(yīng)用等裝備技術(shù)的發(fā)展。在跨國跨洲際電力交易方面，需要在新型市場(chǎng)主體如何參與鄰近國家、地區(qū)現(xiàn)有的市場(chǎng)中指定相關(guān)市場(chǎng)運(yùn)營規(guī)程并開展市場(chǎng)設(shè)計(jì)；相應(yīng)的市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)將得到發(fā)展。
在高比例可再生能源消納方面，電力系統(tǒng)調(diào)度、運(yùn)行和控制的復(fù)雜性，發(fā)電機(jī)組的低抗擾性和弱支撐性將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng)電網(wǎng)先進(jìn)調(diào)度與控制與保護(hù)技術(shù)、電力系統(tǒng)先進(jìn)計(jì)算仿真技術(shù)、大規(guī)模新能源與可再生能源電力接入技術(shù)、智能配電網(wǎng)和微網(wǎng)技術(shù)、虛擬發(fā)電廠、智能用電技術(shù)、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研發(fā)，促進(jìn)智能電表、遠(yuǎn)動(dòng)終端、適應(yīng)需求調(diào)度的計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、新能源優(yōu)化調(diào)度及風(fēng)險(xiǎn)防御。
在智能電網(wǎng)方面，需要重新構(gòu)建未來的能源供應(yīng)系統(tǒng)，促進(jìn)需求側(cè)資源的主動(dòng)調(diào)節(jié)，優(yōu)化終端能源的利用。多能源網(wǎng)絡(luò)的概念由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Goran Andersson教授最先提出，并初步奠定其理論基礎(chǔ)；英國目前電和氣的相互耦合度高，約互為30%，由于天然氣的可存儲(chǔ)性，使得30%燃?xì)怆姀S具有儲(chǔ)能的功能，提高了能效。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)集中式、分布式清潔能源大規(guī)模開發(fā)和使用，根本解決油氣儲(chǔ)運(yùn)等多能源綜合利用問題，提供清潔能源和智慧服務(wù)。
三、全球能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大引擎
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)對(duì)世界能源危機(jī)，促進(jìn)能源經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是21世紀(jì)能源領(lǐng)域的重大創(chuàng)新，不僅是能源和電力的載體，而且是信息、科技、服務(wù)、文明的載體，將深刻改變世界能源發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)能源變革與轉(zhuǎn)型。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建不僅需要能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還需要高效的商業(yè)運(yùn)營模式設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，涉及電源、電網(wǎng)、裝備、科研、信息等多個(gè)領(lǐng)域；將有力帶動(dòng)高端裝備制造、新能源、新材料、電動(dòng)汽車、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有顯著的促進(jìn)作用。
