2021年3月15日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上部署未來能源領(lǐng)域重點(diǎn)工作：要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
（來源：微信公眾號(hào)“清華能源互聯(lián)網(wǎng)研究院” ID：thueiri 作者：趙東元）
科技創(chuàng)新是構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的科學(xué)道路和必然選擇。
當(dāng)前，科技革命和產(chǎn)業(yè)變革日新月異，能源互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字能源、電力物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域向縱深發(fā)展。以可再生能源發(fā)電、分布式電源、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車為代表的能源生產(chǎn)消費(fèi)技術(shù)正在加速傳統(tǒng)電力行業(yè)向新能源電力系統(tǒng)演變；以大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊、人工智能、區(qū)塊鏈等為代表的數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在推動(dòng)全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)向數(shù)字經(jīng)濟(jì)演變；以電力電子、智能傳感、超導(dǎo)及石墨烯材料為代表的裝備制造技術(shù)層出不窮。因此，隨著各種新型技術(shù)和開發(fā)利用方式的不斷涌現(xiàn)，新能源電力系統(tǒng)裝備技術(shù)面臨著不斷創(chuàng)新突破的可能和重大需求。
為構(gòu)建具備“高比例新能源廣泛接入、高彈性電網(wǎng)靈活可靠配置資源、高度電氣化的負(fù)荷多元互動(dòng)、基礎(chǔ)設(shè)施多網(wǎng)融合數(shù)字賦能”特征的新型電力系統(tǒng)，應(yīng)建立多學(xué)科融合下的多維立體化的科學(xué)技術(shù)體系。
（一）智能發(fā)電環(huán)節(jié)。主要方向是圍繞高比例新能源接入，構(gòu)建合理的調(diào)峰電源體系。新能源機(jī)組應(yīng)具備智能靈活、友好并網(wǎng)、高效環(huán)保的特點(diǎn)，調(diào)峰電源具備靈活機(jī)動(dòng)、深度調(diào)峰、快速啟停能力。
風(fēng)電：發(fā)展大葉輪、高效率、電網(wǎng)友好型風(fēng)機(jī)；研究具備抗擾性、自適應(yīng)并網(wǎng)與主動(dòng)支撐功能的并網(wǎng)變流器技術(shù)及應(yīng)用；發(fā)展海上風(fēng)電技術(shù)；發(fā)展低速風(fēng)電與高空風(fēng)電，集中式與分散式風(fēng)電并舉，使得不同地理環(huán)境的風(fēng)能資源都得到了利用；陸上風(fēng)電與海上風(fēng)電進(jìn)入智能化運(yùn)維階段。
光伏與光熱：推廣普及高效電池技術(shù)和工藝，提高晶硅電池效率；研制具備抗擾性、自適應(yīng)并網(wǎng)與主動(dòng)支撐功能的并網(wǎng)變流器技術(shù)及應(yīng)用；發(fā)展儲(chǔ)熱介質(zhì)技術(shù)，逐步推進(jìn)太陽能熱發(fā)電向高效率、低成本、高可靠性發(fā)展。
水電及抽水蓄能：提升水泵水輪機(jī)水力穩(wěn)定性和魚友型水輪機(jī)；發(fā)展超高水頭、超低水頭水輪機(jī)設(shè)計(jì)理論和水電設(shè)備監(jiān)測(cè)與智能診斷技術(shù)；對(duì)現(xiàn)有水電站增加抽水蓄能功能。
調(diào)峰電源。構(gòu)建靈活性火電、抽水蓄能、天然氣調(diào)峰電站、儲(chǔ)氫調(diào)峰電站、儲(chǔ)能電站、虛擬電廠等調(diào)峰電源體系；提升調(diào)峰機(jī)組的靈活性、深度調(diào)峰、快速啟停能力；結(jié)合儲(chǔ)能提升新能源機(jī)組的可調(diào)度性和調(diào)峰機(jī)組的功率調(diào)節(jié)速率。
碳捕獲與封存或使用技術(shù)。
碳中性燃料技術(shù)。利用清潔能源生產(chǎn)碳中性氣體和液體燃料，包括氫、氨和烴類載體等。可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存電力和運(yùn)輸燃料，也可用于發(fā)電，尤其是調(diào)峰電廠。
更長(zhǎng)遠(yuǎn)的還有微型反應(yīng)堆和核聚變技術(shù)。
（二）智能電網(wǎng)環(huán)節(jié)。主要方向是建設(shè)高彈性電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)大范圍資源配置的能力，包括：構(gòu)建交直流遠(yuǎn)距離輸電、區(qū)域互聯(lián)、主網(wǎng)與微網(wǎng)互動(dòng)的形態(tài)；不斷完善新三道防線，建立全網(wǎng)協(xié)同、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、主動(dòng)防御、智能決策的新一代調(diào)度體系。
特高壓輸電。開展卡脖子裝備的國產(chǎn)化研究進(jìn)程；掌握特殊環(huán)境下特高壓技術(shù)，推動(dòng)全國不同氣候、環(huán)境條件的地區(qū)的電網(wǎng)廣泛互聯(lián)；開展先進(jìn)傳感、無人機(jī)與人工智能對(duì)特高壓線路與裝備的智能運(yùn)維、故障診斷研究，提高運(yùn)行可靠性與效率。
柔性直流輸電。開展使用架空線的柔性直流輸電工程應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐；開展直流限流器、直流潮流控制器等新型裝備技術(shù)研究與應(yīng)用；完成海上平臺(tái)的緊湊化換流閥研究與應(yīng)用；開展基于寬禁帶器件/電力專用硅基器件的柔性直流關(guān)鍵設(shè)備研制與應(yīng)用。
靈活交流輸電。開展超大容量兼?zhèn)涑绷骺刂婆c短路電流限制的功能復(fù)合型裝備研究與應(yīng)用；開展動(dòng)態(tài)增容線路技術(shù)、基于超導(dǎo)或碳纖維新材料的輸電技術(shù)研究和應(yīng)用；基于寬禁帶器件/電力專用硅基器件的FACTs新型裝備研究與應(yīng)用。
交直流配電網(wǎng)。微電網(wǎng)/微能源網(wǎng)成為未來終端能源供應(yīng)的重要形態(tài)，不僅可以實(shí)現(xiàn)自洽自治，提高供電可靠性，而且能夠?qū)χ骶W(wǎng)提供支撐；構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”相協(xié)調(diào)的區(qū)域性分布式發(fā)電群控群調(diào)系統(tǒng)；完成基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)；開展能源（電力）路由器、故障自愈拓?fù)渲貥?gòu)的電力電子軟開關(guān)等新型裝備研究與應(yīng)用。
智能調(diào)度。近期豐富“三道防線”，結(jié)合電力電子、智能傳感、5G/光纖通信與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速可靠的繼電保護(hù)、精準(zhǔn)穩(wěn)控裝置和網(wǎng)荷互動(dòng)微網(wǎng)支撐的失步解列措施。中長(zhǎng)期構(gòu)建新一代全網(wǎng)協(xié)同、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能決策、主動(dòng)防御的智能調(diào)度體系。建設(shè)超大規(guī)模全電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)；開展人工智能等先進(jìn)算法的深化研究與應(yīng)用；開展基于物聯(lián)網(wǎng)與5G的電網(wǎng)控制保護(hù)及調(diào)度運(yùn)行的關(guān)鍵裝備研制與應(yīng)用。
（三）智能用電環(huán)節(jié)。主要方向是實(shí)現(xiàn)高度電氣化負(fù)荷多元互動(dòng)，并且挖掘用戶側(cè)潛力，通過互聯(lián)網(wǎng)聚合下的用戶互動(dòng)與需求響應(yīng)，提升系統(tǒng)效率。
綜合能源供應(yīng)。工業(yè)園區(qū)與公共建筑成為開展綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)對(duì)象；微電網(wǎng)與分布式電源取得長(zhǎng)足進(jìn)展，成為綜合能源供應(yīng)的重要支撐。
節(jié)能綠色建筑。光伏建筑一體化、可再生能源建筑及（近）零能耗建筑普遍推廣；建筑的終端能源消費(fèi)中，電能占比逐步提高。
終端能源生產(chǎn)者與消費(fèi)者結(jié)合緊密。需求響應(yīng)激勵(lì)政策清晰，虛擬電廠商業(yè)模式成立，而且用戶側(cè)儲(chǔ)能與分布式光伏的普及促進(jìn)虛擬電廠的技術(shù)進(jìn)步。
車網(wǎng)融合。電動(dòng)汽車及氫能源汽車全面替代傳統(tǒng)能源汽車，交通領(lǐng)域形態(tài)發(fā)生根本性變化，具備顯著的清潔化、互動(dòng)化、智能化特征。能源互聯(lián)網(wǎng)車樁網(wǎng)互動(dòng)模式普及。
電能質(zhì)量。開展儲(chǔ)能型、綜合型電能質(zhì)量裝置研究及應(yīng)用，有效解決大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)、復(fù)雜電網(wǎng)形式、大功率非線性負(fù)荷等對(duì)電網(wǎng)提出的新問題和挑戰(zhàn)。
（四）儲(chǔ)能。發(fā)展抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱等跨季的長(zhǎng)時(shí)間尺度儲(chǔ)能技術(shù)；發(fā)展電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、小型空氣儲(chǔ)能等短時(shí)間尺度儲(chǔ)能技術(shù)；發(fā)展固態(tài)電池、鋰硫電池、金屬空氣等新體系電池技術(shù)；發(fā)展儲(chǔ)能在大規(guī)模新能源基地和微電網(wǎng)及用戶側(cè)的廣泛應(yīng)用；促進(jìn)長(zhǎng)壽命、低成本、高可靠性各類儲(chǔ)能成為我國能源系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)手段。
（五）電力數(shù)字化。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)體系，持續(xù)進(jìn)行能源數(shù)字新基建，奠定數(shù)字化基礎(chǔ)。重點(diǎn)加強(qiáng)“卡脖子”高端芯片、智能傳感、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈和人工智能算法等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。開展國產(chǎn)化芯片以及智能傳感器研制及大規(guī)模上線，全面覆蓋能源應(yīng)用各個(gè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)終端泛在接入；開展量子通信研究與應(yīng)用，基于光纖、5G與北斗衛(wèi)星等建設(shè)“空天地海”一體化通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源場(chǎng)景全覆蓋與網(wǎng)絡(luò)快速傳輸；打通行業(yè)數(shù)據(jù)壁壘，深度實(shí)現(xiàn)云端智能管控；構(gòu)建以全息感知的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、開放共享的知識(shí)體系、融合創(chuàng)新的智慧應(yīng)用為特征的能源人工智能架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)共享高效利用；研發(fā)自主可控的國產(chǎn)化行業(yè)操作系統(tǒng)。
