未來能源的發展

        能源是人類生存和發展的重要物質基礎，縱觀人類社會發展歷史，人類文明每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。在過去一百多年里，人類經歷了從傳統可再生能源和薪柴時期、煤炭時期、石油時期三個不同階段，今后將進入新能源與可再生能源利用的新時期。

        隨著人類使用能源特別是化石能源越來越多，能源對人類經濟社會發展的制約越發突出，對賴以生存的自然環境的影響也越來越大，礦物質能源最終將消耗殆盡，因此，人們開始對風能、太陽能、海洋能、生物質能、地熱等的開發研究與利用。2004年歐洲聯合研究中心（JRC）根據各種能源技術的發展潛力及其資源量，對未來100年的能源需求總量和結構變化做出預測：可再生能源的比重將不斷上升，2020、2030、2040、2050和2100年將分別達到20%、30%、50%、62%和86%。其中，太陽能在未來能源結構中的比重將越來越大。

        在能源發展史上，一種新的能源占能源總供應量的比重由１％上升到50％，替換周期平均需100年。大規模能源系統的建設周期一般需要20—30年，新能源從開始研究到推廣應用的周期則需要30—50年，許多國家和地區將可再生能源作為其能源發展戰略的重要組成部分，已有30多個發達國家和100多個發展中國家制定了全國性的可再生能源發展目標，以推動可再生能源的發展，使之最終代替常規化石燃料。面對這樣一種能源結構和形式的變化，將會引起一系列經濟和社會的變革。因此，解決能源的結構調整和轉型問題必須有長遠的觀點，面向未來能源的發展深入分析傳統電網存在的問題，研究和探討解決問題的方法與途徑。

傳統電網的關鍵難題

        傳統電網（或稱電力系統）是以“發電、輸電、配電和用電”這種單一流向的供電模式，以電能的生產和使用為基本目標，是工業化社會中電力大量生產和大量消費的基礎，也是工業經濟規模效益的具體體現。在電力規劃和設計時，更多地從電力負荷需求和一次能源生產出發，研究和確定電源點、輸電路徑、送電容量和電壓等級，以及網架結構等內容，很少考慮需求側的能源利用問題。在整個能源生產、供給，直到終端用戶消費的過程中，有56.2%的能源被浪費，而僅在電力生產過程中就有平均68.8%的能源損失，電力傳輸和分配過程中還有約5%的能源損失。

        在電力生產流程中，生產的電力與用戶消耗的電量需要平衡，與其他工業生產利用供應鏈上的存儲實現供需平衡的方式所不同，電力的供需平衡主要通過電力資產（設備或設施）的備用，以及對發電生產的調度，實現發、供平衡。在傳統電網中，僅為數不多的抽水蓄能電站具有儲能調峰的功能，由于負荷在各時間段的非均衡性，致使大量的發電和電網資產處于非飽滿利用狀態，以北美電網為例，發電與電網資產在95%的時間里，其利用率分別低于75%和90%，也就是說它們在絕大部分時間內不能得到充分利用。

        此外，近年來風力發電和太陽能發電快速發展，特別是風電的發展勢頭迅猛，遍布全國各地，陸基、海基風電齊頭并進，按照我國新能源振興規劃提出的目標，預計到2020年風電裝機容量將達到1.5億千瓦

        大量間歇式電源的并網對電網形成了新的挑戰，有些地方風電場已經建成，由于電網不配套或難于調控，只好停機或部分停機，風能資源白白流失。據不完全統計，全國各主要風力發電企業2009年丟失的電量超過15億千瓦時，約占風電總發電量的12%。宏觀上來看，電網地規劃建設從大的方面，已考慮了我國煤、油、氣、水能等資源儲備的分布與開發情況，但是沒有充分考慮風能資源的分布和接入情況，影響了風電場項目預期的經濟和社會效益。