2018IEEEPES年會提出的“重新構想電網”的核心目標，就是以創建一個能夠為未來提供動力的安全且有彈性的優化分布式能源系統基礎設施。年會發表的2000余篇論文，沒有一篇建議對現存電網按照提升主網架電壓等級的傳統技術路線進行重構的論文。論文全部聚焦于電網走向分布式和扁平化的基本特征和宏觀格局的探討。

本文是針對2018IEEEPES年會國內外專家們的遠見卓識給予的啟示，結合2018年8月23日我在中國工程院《我國未來電網格局研究》項目專家研討會上做的題為《以六大區域500kV電網為基礎創新中國未來電網格局》的發言，對中國電網現代化的歷程進行的反思。

1.對電網現代化的真諦有了更為深化和準確的把握。

2016IEEEPES年會確定“為電網現代化鋪路”為大會主題，2018IEEEPES年會提出“重新構想電網”為大會主題，這兩個主題共同反映了電網現代化發展的方向和標志。

進入21世紀，一個電網是否先進，并不是看它的電壓等級有多高，裝機容量有多大，而是要看它是否更安全、更清潔、更低碳、更高效、更環保、更經濟。我國在傳統電網領域技術水平是領先的，但在現代電網（智能電網）領域整體的技術水平則是落后的，我國電網可再生能源比例遠低于西方發達國家。國際能源署（IEA）在最新版的世界能源展望中提供的數據表明，2016年丹麥風電、光伏在發電總量的比例達到42%（光伏2%、風電40%）；德國風電、光伏發電比例達14.5%，美國的風電、光伏比例為7.6%，而同年中國的風電光伏在發電量中的比例僅為5%（光伏1%、風電4%）。電網的輸電效率也不高，中國500千伏電網的利用率約為美國同樣電壓等級電網的40%。歐洲電網最高電壓只有400千伏（低于我國普遍采用的500千伏電壓20%），卻成功避免了交流特高壓的出現，而且可再生能源的比例還位居世界前列，不能不承認人家有高明之處和值得我們學習的地方，學習的關鍵是要有先進的理念和創新的思維。

不可把創造世界第一當做電網建設的必要理由，更不可將“世界上沒有的，我們有了”作為世界領先的標志。任何一項新技術的成功與否，不在于其是多么的“高、大、上”，而在于該項技術應用后所產生的社會經濟效益有多大。經濟效益是檢驗任何一項新技術價值的唯一標準。交流特高壓輸電的經濟性和輸電效率同交流超高壓、直流超(特)高壓輸電相比都是最差的。創世界第一是工程建設的結果，而不是工程建設的原因。追求世界第一是可以理解的，但不能為第一而第一，特別是在別人不屑參與競爭的工程領域，沒必要把世界第一看得太重。

2018IEEEPES年會表明，當今世界各地的電力系統正在平衡從能源安全到環境和可持續發展等問題各種各樣的挑戰。與此同時，由于打破現狀的三種趨勢：新的、更經濟有效的技術的出現、成熟并在電網中獲廣泛應用;可變可再生能源的可持續性和能源效率的提高，節約了成本，改善了環境;以及小型分布式發電和存儲，正在大規模部署，促進能源格局迅速變化。這三種趨勢和變化正是當今電網現代化的發展方向和重要標志。

能源轉型必將導致傳統電網的深刻變革，從目前已顯示的發展趨勢看，電網將一步步走向分布式和扁平化，而不是進一步走向高度集中和垂直化。分布式、扁平化是未來電網的基本特征和宏觀格局，代表了現代電網的發展方向，有人主張建設全國大一統的交流特高壓電網顯然與這一發展方向背道而馳。

建設全國大一統的交流特高壓電網，無疑是要堅持傳統電網的基本格局和特征，將電網引向高度集中、統一的方向，代表了傳統電網發展的技術路線；建設能源互聯網，則是形成現代電網的基本格局和特征，不再以擴張現有電網（如擴大同步電網規模、提升主電網電壓等級）為目標，而是將現有電網引向分布式、扁平化的方向，代表了現代電網發展的技術路線。顯然，我國未來電網格局構建應當選擇后一條技術路線。

2.要從客戶的角度來展望未來的電網架構。

未來可持續的、分布式的電力基礎設施的建立，必須以“自下而上”的模式，而不是“自上而下”的模式，從客戶的角度來展望未來的電網架構。

從歷史上看，傳統的電網是從大型發電設施向消費者單向供電的網絡結構。但隨著世界正在從主要依靠大型集中發電、輸電、配電技術的電力系統向集分布式、數字化、低碳技術于一體的電力系統轉變的大趨勢，包括可再生能源發電的快速增長以及更加強調提高電網效率和彈性，客戶正在迫切需要“自下而上”的電力供應，實現用戶可選擇的、具有透明度和覆蓋面的、就地的、可靠的、智能交互、高效、可持續、實惠的電力供應。具體而言，就是通過電網硬件和軟件的現代化，以幫助減少峰值電力需求，增加可再生能源的使用，節省消費者的電費和減少總能耗，以及其他許多顯著的好處。

未來的中國應該選擇大一統的交流特高壓超級電網“自上而下”的模式，還是智能電網“自下而上”的模式，是中國在實現電網現代化進程中必須抉擇的重大戰略。超級電網更加關注傳統的輸電技術，是傳統思維下漸進的技術進步，而智能電網更加關注本地控制與減少外部依賴，是“顛覆性”改變。其發展代表的“贏家”與“輸家”也存在本質的不同。無疑，超級電網中電力服務商將是贏家，其壟斷了更大的資源和市場；而智能電網發展中，用戶面臨的選擇變得更多元化，無疑是贏家。

當前中國電力市場化的改革，正是“贏家”與“輸家”的博弈。

3.面對“重新構想電網”這個主題，有關中國電網犮展中的幾個戰略布署問題的思考。

按照電網現代化的新理念，我國未來電網的發展必須執行現代電網的技術路線，將電網引向分布式、扁平化的方向，形成現代電網的基本格局。從此點出發，對我國遠距離輸電、西電東送、中東部地區電力平衡和全國大電網格局等幾項國家電力發展的重大戰略問題應該進一步的反思，以適應中國未來大電網的科學發展。

（1）關于我國遠距離輸電、西電東送問題。

我國目前尚未開發的大型水電，主要集中在云南的怒江干流和西藏的雅魯藏布江等河流上，這些水電的共同特點是開發和送出難度都很大，經濟性差，缺乏市場競爭力，應當留給后人去研究和開發。待金沙江上的烏東德和白鶴灘電站建成后，我國水電的西電東送將基本告一段落。

煤電的長距離輸送，既降低煤炭的利用率，增加電網安全風險，又削弱電網接受可再生能源的能力，不應當再繼續發展。

今后的西電東送將主要送可再生能源。由于可再生能源分布式建設、就地消納的開發方式越來越受到重視，從目前的技術水平和電網的實際情況看，未來較長時間內，西部可再生能源長距離東送的規模不會太大。

（2）關于中東部地區電力平衡問題。

我國能源資源與需求逆向分布問題，指的是傳統能源資源，就可再生能源資源而言，這一矛盾已大大緩解。制約東部地區電力發展的主要因素，不再是資源，而是技術創新、體制機制、以及人的觀念等問題。我國東部可再生能源資源狀況優于歐洲德國，德國電網目前的可再生能源發電量占比已超過30%，再過17年，到2035年，我國東部地區本地可再生能源發電量，達到甚至超過德國今天的水平是完全可能的。

煤電今后有限的增量（包括相對增量），主要應當布局在華中東四省電網。這不僅是電力供需平衡的需要，也是促進可再生能源更快更好發展的一種戰略布局。在能源轉型過程中，華中地區的煤電無疑將是最后退出的一批。蒙華鐵路的建設，為這種布局創造了條件。

（3）“重新構想電網”，中國當前最急迫的是要確定創新型中國未來電網格局。

2018IEEEPES年會提出的“重新構想電網”戰略，對中國來說，有效地實現大電網與分布式電網的良性互動，實現分布式電力資源和集中發電資源的優化利用，是中國電網現代化進程中必須應對的新的挑戰。

1）創新型中國未來電網格局的特征。

為應對未來電網面臨的機遇和挑戰，確立符合現代電網科學發展大趨勢的中國未來電網格局，首先要對現代電網的傳統理論與現代創新理論進行整合和評價，在整合、評價的基礎上進行重要數據收集、分析，用技術創新，理論創新，指導中國未來電網格局的制定。

順應21世紀電力電子和互聯網技術的新浪潮，摒棄20世紀“同步電網規模愈大愈好，電網電壓越高越好”的高度集中統一的電網發展模式和思維，滿足當代充分利用可再生的、清潔的分布式能源、改善大氣環境、緩解能源危機的社會政治經濟要求，以20世紀傳統電網為基礎，融合21世紀新技術、新理論，創建一個同步電網規模適中的，集中與分布共存的，未來電網——智能電網。這是創新型中國未來電網格局的主要特征。

2）中國大電網發展的實踐證明“控制同步電網規模”的技術路線最具生命力。

●華北與華中兩大超高壓區域電網間的特高壓同步互聯，不僅效益差而且威脅到華北與華中兩大超高壓區域電網的安全。

2009年1月6日，宣稱為世界上第一個商業化運營的交流特高壓工程——晉東南-南陽-荊門1000千伏特高壓交流試驗示范工程投運，形成了特高壓同步互聯的、中國最大規模的、跨越華北、華中兩大區域的同步電網。

2015年華北電網發電裝機容量3.1億千瓦，覆蓋面積163萬平方公里，人口2.3億；華中電網發電裝機容量3.0億千瓦，覆蓋面積面積129.8萬平方公里，人口3.89億。華北與華中兩大超高壓區域同步電網經交流特高壓同步互聯后，同步電網發電裝機容量達6.1億千瓦，覆蓋面積達291.9萬平方公里，人口6.19億。

跨越華北、華中兩大區域的同步電網形成后，已經威脅到華中500千伏超高壓電網的安全運行。如今，±800千伏特高壓哈鄭直流（起點在新疆哈密南部能源基地，落點鄭州）上來發現雙極閉鎖會引起晉東南聯絡線震蕩，于是提出晉東南聯絡線要上第二回。如果沒有特高壓緊密同步電網的話，哈密直流即使n-2，作為3億千瓦裝機的華中電網，損失800萬千瓦，本來沒有問題，第一輪低頻減載都不會動作！現在由于規劃失誤造成的事故擴大，竟然提出只有再加一個配套的更大的工程——蒙西～長沙（“西縱”）交流特高壓工程——作為事故備用，豈不荒謬之極！

●2016年7月1日，南方電網實現云南電網與南方區域電網異步互聯，降低了南方同步電網的規模，大大提高了電網的安全性和經濟性。

南方電網總裝機容量3.1億千瓦，基本上同華北、華中電網相同，實現云南電網與南方區域電網異步互聯后，云南電網裝機容量近0.9億千瓦，乘余的南方區域電網裝機容量降低到2.2億千瓦。

南方電網異步互聯后，云南西電東送最高電力首次突破2000萬千瓦，創歷史新高，達2097萬千瓦，同比增加了240萬千瓦。西電東送日電量已由4月28日的2.189億千瓦時增加到了4.143億千瓦時，增幅達到了89%。

3）國內外對中國“擴大同步電網規模”和“控制同步電網規模”兩種技術路線的評論。

①作為中國工程技術界的最高榮譽性、咨詢性學術機構，對國家重要工程科學與技術問題開展戰略研究，提供決策咨詢的中國工程院，在能源轉型和傳統電網面臨深刻變革的關鍵時刻，受國家能源局的委托，2018年9月19日中國工程院向國家能源局報送了《我國未來電網格局研究（2020年）咨詢意見》（以下簡稱《咨詢意見》）。

《咨詢意見》明確表示:

●在全國網架格局方面，針對國內一直有“建設全國一張網”的聲音，《咨詢意見》建議，我國電網已經形成了華北、東北、華中、華東、西北、南方六個大型區域500千伏超高壓交流同步電網。實際運行經驗證明，六個區域電網格局能夠滿足我國能源和電力的發展需求，能夠滿足用電增長的要求。我國2020年電網格局繼續堅持以六大區域電網為主體，區域電網之間以直流異步互聯。這樣有利于電網事故隔離，是一種比較好的區域電網之間聯系的方式。

《咨詢意見》同時提出，華北-華中電網現有的特高壓交流聯系薄弱，兩網之間電力交換很小，加強聯系后沒有經濟效益。

●《咨詢意見》對于“三華”（華北、華中、華東）同步電網也明確了態度：不建議建設“三華”特高壓交流同步電網。原因如下：

a.“三華”電網中的三個區域電網規模已經很大，現有的框架結構能夠安全穩定運行，有能力接受西電東送電力，組成“三華”電網的必要性不大;

b.“三華”電網規模過大，會帶來新的安全風險。

c.“三華”電網中區域電網用交流特高壓構建網架，且在三個區域電網之間形成特高壓交流的強聯系，經濟性較差。

●《咨詢意見》提出，根據特高壓1000kV交流工程的特點，一般不作為輸電工程使用。現在已經建成的特高壓交流工程利用率低，發揮的作用有限。

②國際電力專家對中國南方電網(CSG)實現異步互聯，縮小同步電網規模的評論。

●2016年11月23日美國《IEEESpectrum》期刊發表特約編輯彼得·費爾利(PeterFairley)撰著的、題為《中國南方電網為什么要分割電網》（WhySouthernChinaBrokeUpItsPowerGrid）的評論文章。評論稱，國際電力專家表示，CSG的分割（注：指背靠背連接，實現同步電網間的異步互聯）標志著交流同步大電網40年來不可阻擋的擴張趨勢的首次逆轉。

●美國愛荷華州立大學（IowaStateUniversity）電網穩定專家伊恩·多布森（IanDobson）說：“我沒有聽說過有人以這種方式分割電網”。多布森和其他人認為，“這種分割可能會成為一種趨勢”。多布森在2014年與別人合作的一項優化研究表明，對于大的交流同步電網而言，其可靠性是令人擔憂的。

●美國匹茲堡大學(UniversityofPittsburgh)的直流專家格雷戈里?里德(GregoryReed)說，HVDC還能起到防火墻的作用，防止連鎖故障的發生，比如2003年從安大略到新澤西的5000萬人因東北大停電而陷入黑暗。他說，“CSG同步電網的分割為更有彈性的電力系統指明了方向。他們正在做我們早就應該在美國和加拿大開始的事情。在我看來，我們的交流同步電網太大了”。

4.結語

IEEEPES會議是全球最具影響力的電力行業專業會議,每年召開一次,吸引全球上千名該領域學術界和工業界的知名專家學者參會。會議旨在探討電力行業未來發展，并為全世界電力和能源工程師提供高水平的學術論壇。

中國每年都有上百名該領域學術界和工業界的知名專家學者參會，并在會議上發表百余篇的學術論文，通過交流，開闊了視野，十分有利于中國電力行業的創新發展。我們應籍助于IEEEPES會議的東風，結合中國電網變革的實踐，開拓創新，為盡快實現中國電網的現代化共同努力。

致謝：本文引用了西南電力設計院原副總工吳安平先生《電網格局構建要順應能源革命的潮流》（2018年8月23日在中國工程院《我國未來電網格局研究》專家研討會上的發言）和《電網的未來與交流特高圧的命運》兩篇文章中的部分文字和思想，特此致謝。