2014年6月21日，第9屆中國電工裝備創新與發展論壇在（zài）北京召開。會議上中科院（yuàn）院士周孝信對我國中長期電力需求及（jí）供應、電力流預測與分析、未來主幹輸電發展模式及麵（miàn）向未來電網的關鍵（jiàn）技術等幾方麵做（zuò）分析報告。

一、中長期(2030-2050年)電力需求（qiú）和供應預測

以節能優先、最大限度開發利用可再生（shēng）能源、提高清潔能源電量比重為原（yuán）則，按照2030-2050年期間人均用電量分別為7000kw.h、8000kw.h、9000kw.h三種情景，每種（zhǒng）情（qíng）景下清潔能源電量分別占全部電量的50%、60%、70%擬定電力裝機和發電量（liàng）的9個方（fāng）案。

綜合分析9個方案測算結（jié）果（guǒ），推薦年人（rén）均用（yòng）電8000kw.h，全社會用電量12萬億kw.h,清潔能源發電量占（zhàn）60%的強化節能和清潔化約束的供應方案，作為2030-2050年中長期發展的目標。

在遠景（jǐng）電力供應消費情景分析的（de）基礎上，以2013年實際電力供應消費（fèi）情景為起點，按照人均年電力消費由2013年的（de）3963kw.h，清潔能源電量（liàng）比重占23.78%，發展（zhǎn）到人均年電力消費5000kw.h、6000kw.h、7000kw.h、8000kw.h，並延伸到9000kw.h、10000kw.h，清潔能源電量比重逐漸過渡到70%的情景，做出未來電力(、年（nián）發電量)的（de）發展趨勢預測。

在全國發電裝機/發電量發展趨（qū）勢預測的基礎上，根據發電資源（yuán）和電力需求分布特點，在多元供應體係中確定各類電源的開（kāi）發總（zǒng）最、開發模式和地（dì）區分布的發展趨勢。

1)水電。按東兩部可開發的水力資源分布比例測算，硒部占80%，中東部（bù）占20%。

2)核電和氣電。全部（bù）在中東部負荷中心就地開發，氣（qì）電以分布式高效綜合利用為（wéi）主要發展模式。

3)煤電。新增煤電主要以在（zài）西（xī）部和北部煤炭產（chǎn）區，建設現代化大（dà）型煤電基地為主要發展模式，煤電總量分布（bù）可按西部與中東部各占總量50%考慮;總量受控2030-2050年總量下（xià）降。

4)風能和太陽能等（děng）非水可再生能（néng）源發電。遵循（xún）西部集中開發（fā）與中東部分布式分散開發並重的原則，開發容量按西部與中東部（bù）各50%考慮。

二、中（zhōng）長期(2030-2050年)電（diàn）力流預（yù）測與分析

2030-2050年的電力流總體格局會（huì）有兩種可能情況：

第一種是情況是，在此期間，我國能源資源和負荷中心的（de）逆向分布仍未發生大的改變，電力仍需大容量遠距離輸送（sòng），但整體上與（yǔ）2030年相比（bǐ）無顯著增長，風電、太陽能發電的消納（nà）將成為電力流增加的主要推動力。

笫（zǐ）二（èr）種情況是，隨（suí）著核電及大規模可再生能源（yuán）的開（kāi）發以及煤電裝機容量的減少，以及負荷中心向中西部地區的擴展，分（fèn）布式能源的滲透率提高等，在此期（qī）間電（diàn）力流格局將發（fā）生較大變化（huà），由目前的大容（róng）量遠距離輸送趨向於電力與負荷基本均衡的方（fāng）向發展（zhǎn），未來對電力（lì）的大容量遠距離輸送需求將部（bù）分減少或減少的較多。

根據目前的發展形勢來看（kàn），除非中東部和西部的電（diàn）力需求比例發（fā）生重大變化，出現第二（èr）種情（qíng）況的（de）可能性較小，2030-2050年期間電（diàn）力流維持穩定乃至略有增長。具體測算按西部實際發電裝機和發電量的40%-50%外送，計算西電東送的電量和容量。

西電東送的需求根（gēn）本上應是中東部經濟發展對電力的（de）需求與本地電力供給能力的差值。以人均8000kw.h用（yòng）電量、西部電力電（diàn）量40%東送情景測算為例，中東部用（yòng）電量比重達

到75%，中東部本身的電（diàn）力（lì）供應能力59%.中東（dōng）部仍有約占（zhàn）全國總量16.5%的（de）電量需要通（tōng）過西電東送供給。

以人均（jun1）用電8000kw.h的情景作為2030-2050年發展和測算西電東送（sòng）需求的推薦方案，測算結果表（biǎo）明，該方案西電（diàn）東送容量和電量占西部總量40%和50%兩（liǎng）種情景（jǐng）下（xià），西電東送電力（lì）容量分別為4.41億kW和5.51億kW，送電電量分別為（wéi）1.97萬（wàn）億kw.h和2.486萬億（yì）kw.h。

因此可以認（rèn）為，未來我國（guó）電力發展趨於飽和的中長期期間(2030-2050年)，西部輸送到中東部地區的（de）電力容量將（jiāng）由現況（kuàng）的1億kW增加（jiā）到4.5-5.5億kW，相應輸送電量為2-2.5萬億kw.h，輸（shū）電線路綜合年利用小時達到4400-4500h。

三、未來主（zhǔ）幹（gàn）輸電網的發展模式

經過（guò）10多年的技術研發和實踐，我國交流和直流特高壓輸電技術和電網技（jì）術獲得重大進展，為實現大容量遠距離輸電奠定了堅實基礎。

采用新材（cái）料、新器件、新原理的輸電技術（shù），如新型電壓源（yuán）直流輸電技（jì）術（shù）(VSC-HVDC)、直流電網（wǎng）技（jì）術、超（chāo）導輸電技術、新型（xíng）大容量輸（shū）電線路技術等正分別處（chù）於基礎（chǔ）研究、技（jì）術（shù）攻關或試點示範過程之中。如果這些先進輸電的（de）技術瓶頸能夠獲得突破，並使之實用化，將為我（wǒ）國未（wèi）來電網發展提供更多的技術選擇。

直流輸電網技術（shù）、超導（dǎo）輸電技術在（zài）近期尚不（bú）具備大規模工（gōng）程應用能力，因此在2030年前近距離輸電將主要采用（yòng）特高壓/超高壓（yā）交流輸（shū）電方式，遠距離則主要采用特高壓/超高壓直（zhí）流輸電方式，我國將形成超/特（tè）高壓交、直流輸電（diàn）技（jì）術為（wéi）核心的混合輸電網模式。

由於超導技術的突（tū）破主要取（qǔ）決於物理學和（hé）材料學基（jī）礎研究的進展，具有很大（dà）的不（bú）確定性，而基於新型直流輸電的（de）直流輸電網技術已經取得階段性成果，預期在可以預見的將來會有較大突破，我國在遠期(2030-2050年)實現采用常規導體的主幹直流輸電網的可能性更大。

在我國西部構建送端直流輸（shū）電網的必要性和優越性：1、能夠（gòu）更（gèng）好（hǎo）地滿足未來電力（lì）由西部向中東（dōng）部地區遠距離、大容量輸送的重大需求;2、能夠在西部送端實現風電、太陽能發電、水電、煤電等不同特性電源之間補償調節，解決新能源出力的（de）隨（suí）機性和波動性;3、可以（yǐ）充分利用輸電走廊和線路資源，提高輸電係統資（zī）產利用效率;4、能實現西部廣大（dà）地區各交流電網的（de）異步連（lián）接，提高運行的穩定性，滿足西部的用電需求。

四、麵向未來電網的關鍵技術

近中期我國主要發展超/特（tè）高壓交直流輸電（diàn）網模式，需要研究安全可靠、經濟合理、技術先進（jìn），能滿足輸電需（xū）求的交（jiāo）直流輸電網結構;要（yào）研究相應的電網（wǎng）運行（háng）控製技術，提高係統的輸電能力及電網（wǎng）的安全性、可靠性和經（jīng）濟性（xìng），特別要注重研究受端電網（wǎng）接收大量直流輸電的安全穩（wěn）定問題。

針對（duì）中長期我國有可能形成西部送端（duān）直流輸電網與中東部受端超/特高壓交（jiāo）流（liú）電網有效融合的輸電網模式，需（xū）要提（tí）前（qián）重（chóng）點部署新型直流輸（shū）電及直（zhí）流（liú）輸（shū）電網技術的研究，包括基礎性前瞻性研究和（hé）高技術開發。

設備級的技術（shù）需（xū）求有：高壓直流（liú）斷路器（qì），切斷時（shí）間要求（qiú）在3-5ms以（yǐ）下斷路器，比（bǐ）交流係統斷路器提高一（yī）個數量級;DC/DC變壓器，目前（qián）尚處於電路拓撲、仿真計算、原理樣機階段，尚未實（shí）現工業樣機研發的技術突破;直流電纜，研究大容量（liàng）高電（diàn）壓等級直流電纜製（zhì）造技術。

係統級的技（jì）術需求（qiú）有：直流電網廣域測量及故（gù）障檢測，在傳統（tǒng）交流電（diàn）網檢測（cè）技術基礎上，縮（suō）短檢測（cè）時（shí）間，提高響應速（sù）度;直流電網仿（fǎng）真，建立仿真（zhēn）模型，較交流電網更小（xiǎo）步長的電磁

暫態仿真（zhēn）;直流電（diàn）網運行控製與保護，適用於直流電網的新型運行控製原理和控製、保護方法，具有快速（sù）響應能力的直流（liú）電網（wǎng）的調度、運行控製係（xì）統。

上述新型直流（liú）輸電和直流輸電網相關理論和關鍵技術一旦突破（pò），除有助於（yú）改變未來國家主（zhǔ）幹電網及未來聯網的形態之（zhī）外，對近期電網的發展也（yě）會產生重要影響。電壓源直流(VSC-HVDC)技（jì）術十分適（shì）合對風能、太陽能等分散化、小型化的電能迸行組網，通過經濟、環（huán）保的方式將這些電能（néng）反饋（kuì）回電網（wǎng）。隨著電壓源（yuán）直流（liú）技術的研究開發，其容量將不斷增（zēng）大，將有可（kě）能利用電壓源換流（liú）裝置(VSC)和常（cháng）規電流源換流裝置(CSC)各（gè）自優點，形成大容量的混合連接直流輸電係統（tǒng）。直流輸電網的各項（xiàng）關鍵技術（shù）還可用於配電係統。

1)電源（yuán）開發。支持清（qīng）潔能源電量占總量60%以上目標的實（shí）現（xiàn）。西部大規模可再生能源的開發利用技術，中東部（bù）地區可再生（shēng）能源規模化分布（bù）式和海上開發利用技術。

研究大容量集中和分布式電網儲能技術，解決風能、太陽能出力隨機（jī）性（xìng）和波動（dòng）性問題;研究超淨化的燃煤發電技術，大力推進煤炭清潔高效利用，為煤炭的開發利用開辟（pì）一條新路;研究高安全水（shuǐ）平（píng）新型核電，支持沿海（hǎi）和（hé）內陸核電建設;研究開發（fā）基於清潔燃料(常規和非常規天然氣等)的分布式能源和梯級利用技術（shù），根據不同終端（duān）用戶需求，構建區域新型高效能源係（xì）統。

2)電能傳輸和分配。支持實現西電東送(含北電南送)規模達到（dào）4.5-5.5億（yì）kW以上（shàng）的目（mù）標（biāo）;支持可再（zài）生能源和天然氣分布（bù）式電源在配電網的規模化接入。

研究大容量新型(特高壓和VSC-HVDC)直流遠距離輸電技術和直流輸電網（wǎng）技術，支持在我國西（xī）部構建送端直流輸電網，支持對傳統西電東送直流線路的技術改造;研究中東部交流超/特高壓受端電（diàn）網的構建和運（yùn）行問題，支（zhī）持約占30%外來電力情況下的受端電力係統的安全穩定運行;研究開發（fā）新型智能化的有源(主動)配電係統（tǒng）和微電（diàn）網，支持可再生（shēng）能源和（hé）天然氣分布（bù）式電源的規模化接入（rù），提高電能質量和安全可靠性（xìng）。

3)電能（néng）利用（yòng）。支持強化節能，提高能源利用效率，提高電能在終端用能的比重，支持實現人均年用電量（liàng）8000kw.h以下目標的（de）實現。

研究解決新能源電力（lì）入網難題，研究可再生能源多樣（yàng）化轉化利用的技術，風能（néng）、太陽能（néng）波動和多餘（yú）電力製氫、製甲（jiǎ）烷技（jì）術，以及直接冷熱利用技（jì）術;克服機製製約，與天然氣管網、冷（lěng）熱管網合作，實現能（néng）源（yuán）多樣化傳輸和利用;將物聯網技術、通信技術與電網技術結（jié）合，開展智（zhì）能用電研究，解決實現用戶需求側管理和需求響應的機製和技術手（shǒu）段;研究建築節（jiē）能和（hé）發電技術，推動能源互聯網技（jì）術的發展和逐步實現。

五、未來的圖景和任務

按照“推動能源消費（fèi）革命（mìng）”的（de）理念，通過貫徹落（luò）實節能優先方針，推行強化節能措施，建議（yì）我國（guó）中（zhōng）長期(2030-2050年（nián）)電（diàn）力需求按人均年用電量不超過8000kw.h考慮，大致相當或稍離於法國、德國、日本當前水平。為我國2013年3963kw.h的2倍。按人口（kǒu）15億計，預測全國用電總量將達到12萬億kw.h，是2013年全社（shè）會用電量5.32萬億kw.h的2.25倍（bèi）。

電力（lì）消費分區預測表明，中（zhōng）長期(2030-2050年)我國西部用電（diàn）量占全國總量的26%-27%，占比較現況23%略有增加。

按強化節能和清潔化約束，推薦人均年消費電量8000kw.h(清潔電量占60%)的優化電力供應方案如下（xià）：

1)發電量。總量12萬億kw.h。煤電40%(4.8萬億kw.h)，水電13.13%(1.575萬億kw.h)，非水可再生能源電（diàn）(太陽能、風能、生物質能)21.88%(2.625萬億kw.h)，核電17.5%(2.1萬億kw.h)、天然氣電量7.5%(0.9萬億kw.h)。

2)裝機容（róng）量。煤電裝機9.6億kW(5000h)，水電（diàn）4.5億kW(3500h)，核電3億kW(7000h)，非水可（kě）再生能源14.58億kW(1800h)，氣電2億kW(4500h).全國發電裝機總容量為9.6+4.5+3+14.58+2=33.68億（yì）kW。

在人均電量5000-10000kW-h的發（fā）展過程中，預測西電東送（sòng）容量和電量對總量的占（zhàn）比（bǐ）呈不斷減少趨勢(容量由18.5%-23.1%減（jiǎn）少到10.9%-13.6%，電量由19.8%-24.7%減少到（dào）16.8%-21%)，由（yóu）於總量的增（zēng）加，西電東送容量和電量仍呈緩慢（màn）增加之勢。

按人均8000kw.h的發展（zhǎn）目（mù）標測算，我國2030-2050年中長期西部輸送到中東部地區的電力容量（liàng）將由現（xiàn）況的1億kW增加到4.5-5.5億kW，相應輸送電量為2-2.5萬億（yì）kw.h.這是對未來的輸電和電（diàn）網技術的重大挑戰。

經（jīng）過10多（duō）年的技術研發（fā）和實踐，我國交流和直（zhí）流特高壓輸電技術和電網技術獲得重大突破，為實現大（dà）容量遠距離輸電（diàn）奠定（dìng）了（le）堅實基礎。

采用新材料、新器件、新原理的輸（shū）電技（jì）術，如新型電壓源直流輸電技術(VSC-HVDC)、直流（liú）電（diàn）網技術、超導輸電技術、新型大容量輸電線路技術等，如能獲（huò）得突破，並使之實用化，將為我國未來（lái）電網發展提供更多的（de）技術選擇。

根據未來電力流和關鍵（jiàn）輸電（diàn）技術發展趨勢預測分（fèn）析，可以預期：2030年前（qián），我（wǒ）國將（jiāng）延續超（chāo）/特高壓交、直（zhí）流輸電技術為核心的輸電模式，電力（lì）電子（zǐ）技術和新型直流輸電技術等新的電網技術不斷發展;2030–2050年，在直流輸電（diàn）技術成熟的條件下，我國可能形成西（xī）部送端（duān）直流輸電網和中東部受端超/特高（gāo）壓交流電網相融合的輸電網模式。

針對近中期的技術需求，需要研究安全可靠、經濟合理、技術先進，能滿足輸電需求的交（jiāo）直流輸電網結構;要（yào）研究相應的（de）電網運行控製技術，提高係統的輸電能力及電網的安全性、可靠性和（hé）經濟（jì）性，特（tè）別要（yào）注重研究受（shòu）端電網接收大量直流輸電的安全穩定問題。

針對中長期我國有可能形成西部送端直流輸電網與中東（dōng）部受端超/特高壓交流電網有效（xiào）融合的輸電（diàn）網模式，需要提前（qián）重點部署新型直流（liú）輸電及直（zhí）流輸電網技術的研究包括基礎性前瞻性研究和高技術開發。

未來（lái）電網發展目標的實現與整個（gè）能源電力（lì）發展密切相（xiàng）關。為了這一目標的（de）實現，需要開展多方麵的科學研究和技術（shù）開（kāi）發（fā）。

在電源開發方麵，支（zhī）持清（qīng）潔能源電量占總（zǒng）量60%以上目標的實（shí）現;在電能傳輸（shū）和分配方麵（miàn），支持實現西電東送(含北電南送)規（guī）模達到4.5-5.5億kW以上的目標，支持可再生能源和天然氣分（fèn）布式電源在配電網的規模化接入;在電能利用方麵，支持強化（huà）節能，提高能源利用效（xiào）率，提高電能（néng）在終（zhōng）端用能的比重，支持實現人均年用電量8000kw.h以下目標的實現（xiàn）。