“十三五”布局大幕拉开电工企业准备好了吗？

/本刊记者　王思童/



记者观察/REPORTEROBSERVATION

“十三五”布局大幕拉开电工企业准备好了吗？

/本刊记者王思童/

在新一轮能源革命中，提高化石能源的清洁高效开发利用水平，提高可再生能源及新能源发电的比重，提高电网的输送能力、效率和安全性，提高电能在终端消费的比重，实现电力与能源的绿色、低碳、开放、智能化发展，将成为电力科技创新的重点方向。

“我国电力发展在‘质’和‘量’两方面均取得了显著成绩，总体规模稳居世界第一，总体技术水平进入世界先进行列，为国民经济和社会发展提供了充足的动力。现在，我国电力和能源发展又站在了一个新的历史起点上。” 中国电机工程学会理事长郑宝森在2015年中国电机工程学会年会上一语概括电力工业发展取得的举世瞩目的成就。

结构优化稳步推进。截至2015年9月底，火电装机容量占总装机容量比重为67%，比2000年下降7.1个百分点，水电、核电、风电、光伏发电装机容量分别达到3.1亿千瓦、2414万千瓦、1.09亿千瓦、3795万千瓦。风电和太阳能发电装机增长超过了281倍和1395倍，清洁能源并网规模已为世界第一，电力和能源绿色发展成为主流方向。

技术水平显著提升。特高压输电技术及装备、智能电网、高效清洁燃煤发电、水电、三代核电技术及装备、新能源发电等关键领域取得重大技术突破，形成了国际领先的技术优势。特高压电网技术实现了中国创造和中国引领；智能电网技术发展走在世界的前列；燃煤发电在超超临界、洁净煤和超低排放技术方面实现新突破；水电在地下大型洞室设计和建设、大型水轮发电机制造等技术方面跻身世界先进水平；第三代核电关键装备基本实现自主化设计和国产化制造；陆上、海上风电单机容量分别突破5MW和6MW，具备了完整的太阳能光伏发电制造产业链，风电、光伏发电产能居世界前列。

建设实力日益增强。在电力和能源建设领域屡创辉煌，铸就了三峡、向家坝、溪洛渡等大型水电工程，“三交六直”特高压、多端柔性直流、智能电网等电网工程，百万千瓦超超临界、60万千瓦超临界循环流化床（CFB）等火电工程，二代改进型（CPR1000）核电工程，风光储输、分布式能源工程等一座又一座世界电力工程的丰碑。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确提出，要坚持绿色低碳循环发展，推进能源革命，加快技术创新，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。电能在能源系统中处于中心地位，电力的转型升级是能源革命的核心和关键。在新一轮能源革命中，提高化石能源的清洁高效开发利用水平，提高可再生能源及新能源发电的比重，提高电网的输送能力、效率和安全性，提高电能在终端消费的比重，实现电力与能源的绿色、低碳、开放、智能化发展，将成为电力科技创新的重点方向。以“互联网+”智慧能源为目标的新产业、新业态、新模式，以大数据分析技术、云计算技术、物联网技术为代表的信息化、数字化与能源的深度融合技术，将成为跨领域技术创新的重点。

在电源方面，能源结构转型和能源效率提升是未来发展的重点和方向。火电技术领域重点开展700℃超超临界发电、超超临界循环流化床发电、污染物一体化脱除、二氧化碳捕集及利用等重大技术攻关，提高燃煤发电利用效率，降低污染物排放总量。新能源发电技术领域重点开展海上风电、光热发电、基于高效太阳能电池的光伏发电、海洋能发电等重大技术攻关，促进我国新能源的快速发展和消纳利用。水电技术领域重点开展超高坝建设技术，大型地下洞室群关键技术、高性能大容量水电机组技术等重大技术攻关，注重生态环境，实现绿色和谐水电开发。核电技术领域重点开展第三代压水堆核电技术、第四代核电技术以及模块化小型核反应堆技术等，确保核电安全发展。

在电网方面，要重点开展智能电网重大技术研发，超前部署我国新一代能源系统及全球能源互联网关键技术研究。智能电网技术是当前支撑能源消费和供给革命的关键技术，是解决大规模可再生能源消纳、分布式能源有效利用、终端用电能效优化提升等问题的重要手段。新一代能源系统技术着眼于未来以电为中心的能源发展趋势，研究以电网为载体，建立包括油、气、可再生能源等多种能源相互支持的综合利用和智能互动技术，支撑转型后的新一代能源系统发展。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网，是解决清洁能源大规模开发、大范围配置和高效利用的前瞻性技术，将加快清洁发展，推进“两个替代”，形成以电为中心、以清洁能源为主导、能源全球配置的新格局，实现全球能源转型升级，引领和推动第三次工业革命。

智能配用电技术进展及发展趋势

天津大学王成山院长在题为《智能配用电技术进展及发展趋势》的报告中从配电系统智能控制、微电网、电动汽车充换电设施的规划与运行、智能用电四个方面，阐述了“十二五”期间智能配用电领域重点及核心技术的研究和应用情况，并指出了未来智能配用电领域的技术瓶颈，通过与国外类似研究进展情况的比较，展望了我国智能配用电技术的发展前景。

“十三五”电力科技重点关注的领域：①主动配电网；②配电网自愈控制；③交直流混合配电网；④大功率高电压DC/DC并网接入技术；⑤规模化电动汽车与电力系统互动运行；⑥以智能电网为基础的综合能源系统；⑦大规模用户与电网的供需友好互动；⑧大规模储能系统与电力系统协同运行；⑨高温超导电力应用。

国家能源局发布《配电网建设改造行动计划（2015～2020年》（以下简称《行动计划》）明确提出，2015～20020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元，其中2015年投资不低于3000亿元，“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元。预计到2020年，高压配电网变电容量达到21亿千伏安、线路长度达到101万千米，分别是2014年的1.5倍、1.4倍，中压公用配变容量达到11.5亿千伏安、线路长度达到404万千米，分别是2014年的1.4倍、1.3倍。配网行业的升级给行业带来的机遇，充分拉动配电网二次设备企业如国电南瑞、许继电气以及智能型配电开关设备、配网非晶变压器供应商等订单增长。

输变电装备技术进展及发展趋势

中国电力科学研究院高克利副院长在《输变电装备技术进展及发展趋势》的报告中从串联电容器动态补偿装置及工程应用、±200千伏高压直流断路器、方便运输的特高压大容量变压器、紧凑型隔离断路器研制成功并在智能变电站中应用、特高压交流SF6气体绝缘金属封闭开关设备、±800千伏换流变阀侧套管、直流穿墙套管及其他设备等方面介绍了输变电装备的最新进展。

高克利指出，“十三五”输变电装备的发展趋势将为：①特高压装备趋势。工程建设提出的对于装备在特殊环境应用、参数设计优化等方面的新要求。②直流输电装备趋势。±1100kV换流变压器、 ±1100kV穿墙套管，±500kV直流电缆、更高电压等级的直流断路器。③材料。电缆绝缘材料、SF6气体替代和石墨烯的应用等。

“十二五”期间，特高压输变电技术的自主创新、天然气长输管线加压站设备的国产化，都证明了产需双方紧密合作对高端装备自主创新的重要性，“十三五”要继续坚持并推广这一经验。

在基础材料方面，高克利建议在行业或更高层面上进行顶层设计，成立电气绝缘材料研究中心或试验室，加大研究投入，实现基础材料研究水平的整体提升。

输电系统技术进展及发展趋势

中国电力科学研究院总工程师汤涌在《输电系统技术进展及发展趋势》中指出，输电技术及系统涵盖了保证电网安全、可靠、高效运行的基础支撑技术。报告针对特高压交直流电网规划与分析技术、电网调度控制及市场运营技术、特高压交流输电技术、特高压直流输电技术、电压源换相直流输电技术、灵活交流输电技术、交直流电力系统仿真计算技术、电力系统保护与控制技术、智能化变电站技术、电网防灾减灾这十项技术，总结了最新研究进展，分析了学科发展趋势，并提出了创新发展机制与建议。

核能发电技术进展及发展趋势

中国电机工程学会核能发电分会秘书长汪映荣在《核能发电技术进展及发展趋势》中介绍，目前我国的压水堆设计、建设水平已走到世界前列，并且已经具备自主设计建设第三代核电机组的能力，目前在建的AP1000、 CAP1400、 EPR、华龙一号均属第三代核电技术，也是目前国际上在建的最先进的压水堆机组。此外，我国核电的重水堆、高温气冷堆、快堆、核聚变等关键性技术都得到了迅速发展。汪映荣表示，我国核电发展的脉络可概括为：热堆—快堆—聚变堆；从研发第一个核电堆型开始，我国的核电就确定了主要采用压水堆的技术路线；新发布的《能源发展战略行动计划（2014～2020年）》明确指出，到2020年，我国核电装机容量达到5800万千瓦，在建装机容量达3000万千瓦以上。核能发电是我国能源战略的重要选择，是满足我国能源发展需要、解决我国环境污染、实现温室气体减排目标的重要途径。安全发展核电，对保障国家能源安全、保障电力供应、调整能源结构、保护生态环境、带动产业发展，促进科技进步和增强综合国力具有重要意义。

目前，中国已经形成核电设备制造产业链，设备国产化生态圈：以中国一重、中国二重和上海上重为产业龙头的大型铸锻件和反应堆压力容器制造基地；以哈尔滨电气、东方电气和上海电气为产业龙头的核电设备制造基地；以沈阳鼓风机集团、中核苏阀和大连大高阀门为代表的核级泵阀制造基地。十三五期间，核电制造业将把提高核电产业自主创新能力为己任，突破三代技术的瓶颈，实现国产化、自主化作为重点任务，为我国核电“走出去”奠定坚实的基础。

可再生能源发电技术进展及发展趋势

中国电力科学研究院新能源研究所所长王伟胜在《可再生能源发电技术进展及发展趋势》的报告中介绍，近年来，我国可再生能源发电领域发展迅速。截至2015年6月，全国风电并网装机容量达1.05亿千瓦；截至2015年9月，全国光伏发电装机容量达到3795万千瓦；在太阳能热发电方面，已建成槽式、塔式、蝶式多种形式的小规模示范工程；目前主流生物质电厂单机容量规模已有12兆瓦和25兆瓦，对应的循环硫化床锅炉蒸发量为75吨/小时和130吨/小时；海洋能发电各类技术基本处于小规模试验示范阶段；截至2015年10月，地热发电装机容量已达10万千瓦。重大技术进展方面已建成4兆瓦及以下风力发电机组的装备设计制造技术体系及其规模化应用、太阳能光伏发电及并网关键技术取得突破并实现规模化应用、太阳能热发电系统研发成功并实现工程应用、张北国家风光储输示范工程建成并投运。未来重点技术主要包括海上风力发电技术、太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、生物质发电技术以及可再生能源发电调度运行技术等领域。王伟胜表示，目前以风电、光伏为代表的可再生能源已成为我国第三大主力电源，预计到2030年将超过水电成为我国第二大主力电源，而科技创新是发展可再生能源的巨大推动力。

清洁高效发电技术进展及发展趋势

清华大学热能工程系的蔡宁生教授在《清洁高效发电技术进展及发展趋势》的报告中指出，发展和采用清洁高效发电技术对降低能源消耗、减少环境污染物排放、优化我国能源结构及促进能源可持续发展具有非常重要的意义。“十二五”期间，我国清洁高效发电技术在提高能源利用效率、劣质煤和准东煤的高效清洁利用、发展清洁能源和可再生能源发电技术以及节能减排等方面取得了可喜进展。同时，介绍了我国的粉煤（PC）发电技术，整体煤气化联合循环（IGCC），循环流化床（CFB），煤炭清洁利用，燃气轮机联合循环（NGCC）和分布式发电技术，太阳能与燃煤电站互补发电技术，热电联供与多联产，以及CO2捕集、利用和封存（CCUS）等近年来取得的进展和未来发展趋势。我国以煤为主的能源结构现状和面临的巨大温室气体减排压力。截至2015 年10月底，全国6000千瓦及以上电厂装机容量13.9亿千瓦，同比增长9.5%。预计到2020年我国电力总装机容量将达到16～16.5亿千瓦。为了实现这一目标，我国必须大力发展清洁高效的燃煤发电技术。

12月2日召开的国务院常务会议决定，“在2020年前，对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克，对落后产能和不符合相关强制性标准要求的坚决淘汰关停，东、中部地区要提前至2017年和2018年达标。”这些机组有的承担供热功能，有的是燃烧劣质煤的循环流化床机组，而且大部分机组的服役期限还不够长。如果对其全部淘汰，将会造成巨大经济损失，但继续照常运行又对我国的整体节能减排工作造成较大影响，对发电机组进行高效化改造将是“十三五”期间发展的一个比较好的选择。

电力电子技术进展及发展趋势

清华大学电机系赵争鸣教授在《电力电子技术进展及发展趋势》的报告中指出，我国电力电子学科在国家重大工程和国防重大装备等持续需求的驱动下发展迅速，已成为国家科技战略中诸多重点研究领域的基础性学科和支撑技术之一。电力电子技术包括电力电子半导体器件、功率变换电路及其控制，同时需要考虑的学科还有电磁场、热力、机械等。未来，以各种电力电子半导体器件为主功率器件的电力电子设备和系统，将展开竞争且共同发展，电力电子装置将更多地采用常规硅基功率半导体模块组合和宽禁带功率半导体器件。赵争鸣提出，着力提高器件和装置的应用极限以及提高应用的可靠性，则将成为未来电力电子装置设计与应用的重点。电力电子装置的设计将逐步从定性设计过渡到定量优化设计，进一步提高电力电子装置的效率，减小体积，增加功率密度，提高运行可靠性。

电力电子技术是新兴的一种电子技术，随着我国对环境保护意识的不断提升，市场需求不断增长，变频器行业也将迎来更多的市场前景。我国变频器企业发展将会面对新机遇与新挑战。

目前，我国变频器配套产业实力依然相对较弱，缺乏核心技术，外资品牌垄断高端市场。“十三五”期间，国产变频器企业应不断从以往单纯的提供产品向为用户提供系统化的解决方案方向转变，打造国产高端产品。同时，节能环保的推广也是推动我国变频器行业发展的动力。对电厂而言，无论是火电厂，还是新兴的热电厂，对变频改造节能都有了共识。以前电厂是否上变频器，还存在观望或局部使用情况，现在只要是新建电厂，一、二次风机、引风机等，从设计之初就将变频器纳入其中。从以前只是个别使用变频器，如水泵、引风机等，到现在电厂逐步实现变频器改造。电厂的节能减排，无疑给变频器产业带来了市场放量。

电力环保技术进展及发展趋势

国电环保研究院副院长朱法华在《电力环保技术进展及发展趋势》的报告中谈到，电力环保技术包括发电与输电领域污染防治与管理方面的环保技术，国家近年来在政策层面上对推进煤炭的清洁高效利用方面陆续提出新的要求。《能源发展战略行动计划（2014～2020年）》明确指出，转变煤炭使用方式，着力提高煤炭集中高效发电比例。提高煤电机组准入标准，新建燃煤发电机组供电煤耗不得超过300克/千瓦时，污染物排放接近燃气机组排放水平。

随后，朱法华对国内外的低氮燃烧+烟气脱硝、烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱汞、多污染控制等技术在近年来取得的进展作了详细介绍。他指出，电力环保技术将向超低、超超低排放迈进，污染物控制从减量化、无害化向资源化、节能化、循环经济方向发展；管理方面首先是监管到位，通过严格法律、体制创新、机制激励、管理革新，引导企业自觉自主减排；未来的管理技术将充分利用卫星、遥感、云检测、大数据等新技术。在发展层面，标准推动技术进步，以火电为主的电力环保技术将进入超低排放阶段；在技术层面，现有技术的升级及功能拓展、源头控制、资源化、多污染物控制是重要的发展方向；在管理层面，体制机制创新、精细化运行、规划化管理是“建设好”、“运行好”、“管理好”环保设施不可或缺的元素，随着管理技术的进步，管理减排的重要性日益彰显。