第一章　全球能源互聯(lián)網(wǎng)概述

我們生活的地球是一個充滿資源和能源的地方。赤道地區(qū)常年被陽光照射，光照資源充足；北極和南極地區(qū)常年有大風(fēng)，風(fēng)力資源豐富；海洋的洋流隨著地球自轉(zhuǎn)以及天體運動不停流動，蘊藏著巨大的動能和勢能；農(nóng)業(yè)地區(qū)會產(chǎn)生大量的秸稈、谷皮等，是重要的生物質(zhì)能。但是地球上也有許多地區(qū)存在能源短缺的問題，美國、日本等發(fā)達(dá)國家的石油、煤炭和電力供應(yīng)已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)和生活的需求，巴西、印度、南非等發(fā)展中國家的能源供應(yīng)已經(jīng)跟不上經(jīng)濟(jì)人口快速增長的節(jié)奏，中國東南沿海地區(qū)也出現(xiàn)了能源供應(yīng)緊張的問題。

世界當(dāng)前的格局就是這樣：有的地方資源和能源充足卻無法得到充分利用，有的地方急需資源和能源卻無處可求。如果將存在于不同地區(qū)的不同類型的資源和能源轉(zhuǎn)化成同一種形式，通過遍布全球的通道輸送到缺乏的地區(qū)，那么這個問題將會迎刃而解。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)就是以這樣的思路解決全球能源分布不均的問題。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是在電網(wǎng)發(fā)展到一定程度后，將全世界的電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。如果將太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和潮汐能都轉(zhuǎn)化為電能，通過這張延伸到世界各個角落的大型電網(wǎng)實現(xiàn)全球能源的互聯(lián)互通，就能解決當(dāng)前全球能源中心與負(fù)荷中心距離遠(yuǎn)的問題。

然而，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，需要具備三個重要條件。

首先，要實現(xiàn)能源的清潔替代。所謂“清潔替代”，實際上就是利用風(fēng)能、光伏等可再生能源發(fā)電方式替代傳統(tǒng)的火電等有污染的發(fā)電方式，因此未來一定會淘汰一批污染嚴(yán)重的火電廠，并且大規(guī)模地上馬可再生能源發(fā)電項目。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和潮汐發(fā)電等先進(jìn)發(fā)電技術(shù)，將成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐。

其次，泛在智能電網(wǎng)的建設(shè)，也是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要條件。智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的高級形式，利用各種先進(jìn)通信技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)等使電網(wǎng)更加可靠、經(jīng)濟(jì)、安全，環(huán)境更友好。智能電網(wǎng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本單元。實際上，國家、地區(qū)層級的電網(wǎng)需要先實現(xiàn)智能化，才能夠安全穩(wěn)定地進(jìn)行互聯(lián)。為實現(xiàn)泛在智能電網(wǎng)的構(gòu)建，智能電表技術(shù)、AMI（Advanced Metering Infrastructure，高級計量架構(gòu)）技術(shù)、柔性交直流技術(shù)以及先進(jìn)通信技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)是不可缺少的。

最后，遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)和電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)也是實現(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要條件。遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)可以實現(xiàn)電能的直接跨區(qū)域調(diào)控，電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)可以實現(xiàn)不同電網(wǎng)的互聯(lián)互通，在清潔替代和泛在智能電網(wǎng)的構(gòu)建完成后，采用先進(jìn)的電網(wǎng)間互聯(lián)技術(shù)將國家、區(qū)域的電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，就是全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的重要步驟。遠(yuǎn)距離輸電和電網(wǎng)互聯(lián)一般采用高電壓、大容量的輸電技術(shù)來實現(xiàn)，當(dāng)前的特高壓交流技術(shù)和特高壓直流技術(shù)，就是實現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)和遠(yuǎn)距離大容量送電的重要技術(shù)，未來超導(dǎo)輸電技術(shù)、半波長輸電技術(shù)甚至無線輸電技術(shù)都將在遠(yuǎn)距離輸電和電網(wǎng)互聯(lián)中扮演重要的角色。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)對于人類未來的發(fā)展有著重要意義，本書將主要介紹全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的先進(jìn)技術(shù)。本書分五部分，即先進(jìn)發(fā)電技術(shù)、先進(jìn)輸電技術(shù)、先進(jìn)配電技術(shù)、先進(jìn)用電技術(shù)和其他尖端技術(shù)。

先進(jìn)發(fā)電技術(shù)主要介紹太陽能發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)和潮汐發(fā)電技術(shù)四種清潔能源發(fā)電技術(shù)，未來它們將成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的重要電源技術(shù)。

先進(jìn)輸電技術(shù)主要介紹柔性直流輸電技術(shù)、特高壓技術(shù)、超導(dǎo)輸電技術(shù)、半波長交流輸電技術(shù)等，這些先進(jìn)輸電技術(shù)將在未來肩負(fù)著能源調(diào)控與傳輸?shù)闹厝危侨蚰茉椿ヂ?lián)網(wǎng)中最重要的技術(shù)。

先進(jìn)配電技術(shù)主要包括分布式能源技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)和儲能技術(shù)，先進(jìn)配電技術(shù)關(guān)系著電網(wǎng)中的電能能否保質(zhì)保量地到達(dá)用戶，是未來可靠用電的重要保障。

先進(jìn)用電技術(shù)包括智能電表技術(shù)、電動汽車技術(shù)和智慧社區(qū)。如果電能的合理調(diào)配已經(jīng)實現(xiàn)，那么如何更好地使用電能才是人們最關(guān)心的問題。

其他尖端技術(shù)主要包括人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、無線輸電技術(shù)以及先進(jìn)電力設(shè)備等在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。科技的發(fā)展日新月異，全球能源互聯(lián)網(wǎng)只有與最尖端的技術(shù)相結(jié)合，才能更大地發(fā)揮自身作用。

在未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和發(fā)展中，先進(jìn)的技術(shù)將會越來越多，本書對當(dāng)前全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和描述，希望能使讀者對全球能源互聯(lián)網(wǎng)及其先進(jìn)技術(shù)有更深入的認(rèn)識。