我国能源系统形态演变及分布式能源发展

李立浧，张勇军，徐 敏

（1.中国南方电网有限责任公司，广东广州510530；2.华南理工大学电力学院，广东广州510640）

我国能源系统形态演变及分布式能源发展

李立浧1，2，张勇军2，徐 敏1

（1.中国南方电网有限责任公司，广东广州510530；2.华南理工大学电力学院，广东广州510640）

安全、高效、低碳是现代能源系统转型的主要目标。文章阐述了我国当前能源技术发展带来的新机遇，论述了我国能源系统转型的发展趋势，包括智能电网与能源网融合、能源供给模式由集中式向分布式转变等，分阶段提出了我国未来（包括2020年、2030年及2050年这3个阶段）能源系统的定位与形态演变，以及重点攻关技术方向。鉴于分布式能源在能源系统转型中的特殊地位，指出了适应能源系统形态演变规律的分布式能源发展路径和关键技术。

能源系统；形态演变；智能电网；智慧能源；分布式能源

0 引言

能源工业是国民经济的重要基础，“安全、高效、低碳”是现代能源技术特点的集中体现，也是抢占能源技术制高点的核心方向［1－2］。

当前，我国能源利用方式粗放，效率低下，据《BP世界能源统计年鉴2016版》数据显示［3］，2015年我国一次能源消费量为30.14亿t油当量，居世界第一，占全球能源消费总量的22.9%和全球净增长的34%。而全国国内生产总值（gross domestic product，GDP）总量为10.8万亿美元，仅占全球总量的14.8%，单位GDP能耗约为世界平均水平的2倍。从能源消费结构看，化石燃料占据主体，煤炭仍是我国能源消费的主导燃料（占比63.7%）。为此，我国环境面临的压力日趋突显，生态环境恶化，并且以煤为主的能源消费结构，温室气体排放压力趋增。我国提出能源结构优化和能源清洁化两大目标，即到2030年，非化石能源在一次能源消费比重提高到20%左右，碳排放达到峰值且努力达到顶峰［4］，要实现这些目标，我国的能源系统仍需进一步转型升级。

能源转型需求的背景下，国家正加紧推进能源改革，积极部署能源各个领域、各个产业的结构调整。能源安全发展“四个革命”和“一个合作”战略思想的提出，正是希望借助于能源革命逐步建成多元化、低碳化的智能、安全、清洁、高效的新能源系统。并且，相继出台电改9号文、《关于推进“互联网＋”智慧能源发展的指导意见》、《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》等一系列能源政策文件，为能源转型提供强有力的政策环境支撑。

对于能源转型背景下我国能源系统的愿景描述，以“能源互联网”居多［5－8］。其内涵主要是利用互联网技术实现广域内的电源、储能设备与负荷的协调，其最终目的是实现由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的转变［9］。文［10］认为能源互联网是以电力网为核心、融合天然气网络、交通网络等其他系统耦合而形成的复杂系统；文［11］认为能源互联网本质是智能电网与能源网的融合。欧洲倡导建设的综合能源系统建设与能源互联网的概念类同，本质是多能流耦合及先进信息技术的高度支撑［12－13］。与此同时，我国还提出“互联网＋”智慧能源的概念，目的是希望利用互联网实现信息流全透明，整合能源资源，使得能源产、输、用等全环节智慧化，并基于互联网拓展新的业务。上述多种能源愿景的描述为我国能源系统的发展指明了发展方向，总的目标是解决能源供需总量和结构性矛盾、解决新能源消纳瓶颈，提高能源利用效率并推动能源市场化。

本文区别于对未来能源系统总体发展愿景的传统描绘，而是立足于我国当前的能源现状，首先论述能源技术发展所带来的新机遇，进而剖析当前能源系统转型的发展趋势，分阶段提出我国2020年、2030年、2050年能源系统的定位与形态演变，以及所需攻关的关键技术。鉴于分布式能源在能源系统转型中的特殊地位，最后指出分布式能源的发展路径和关键技术。

1 能源技术发展带来的新机遇

1.1 新能源成本的快速降低

新能源大规模开发和利用成为当前的主要趋势。尽管目前新能源与常规能源在成本方面优势并未尽显，但在未来几年新能源成本将迎来新的突破。美国能源信息署预测2022年的各类型发电厂的发电成本如表1所示（来源：EIA），可见陆上风电和光伏发电等可再生能源成本将大幅下降，预示着未来可再生能源开发利用将面临有利局面。

表1 美国各类型发电厂发电成本对比Table 1 Cost comparison among different power generations

1.2 材料装备与信息通信技术取得突破

材料装备及通信技术作为能源系统物理层面和信息层面发展的核心推动力，近年来的快速发展将对能源系统转型升级提供强有力的技术支撑。

在装备性能方面，先进电工磁性材料的探索正推动电工装备的持续发展及新装备的研制，提高了电网设备的设计水平和效率［14］。能源传输方面，超导材料和新型电材料关键技术指标正朝着电阻率低、机械强度高、耐腐蚀、磨损性能好、可加工性好、性价比高等方向发展，将对大容量、远距离、高效率的能源输送产生重大影响［15－16］。绝缘防护方面，智能绝缘材料和纳米改性绝缘材料等新型绝缘材料的研发，利用其仿生功能和感知环境能力，绝缘强度和可靠性得到了充分提升，适用于多场景的恶劣工况［17］。电能变换方面，以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的新型宽禁带半导体材料因具有极低导通比电阻、高开关速度和频率以及4倍于硅器件的最大理论工作温度，未来将以其优异的性能在电能发输用等环节得到广泛应用。而能量存储装备的出现，可为能源系统提供能量缓冲作用，目前储能材料的研制重点集中在于低成本、高能量密度、大容量、长寿命等关键问题的攻关上，已出现了超级电容活性材料、高能量密度锂离子电池材料、半固态锂电池等一批新型材料［18－19］。

信息通信技术正处于高速发展期，随着光纤传感技术、芯片传感技术、态势感知技术等研究的不断成熟，能源系统的状态信息正呈透明化的趋势；来自于计算机和信息技术领域最前沿的大数据和云计算技术，将成为信息通信技术的核心。云计算技术中的分布式存储技术和并行计算技术，将实现能源系统海量数据的存储和计算。

1.3 互联网技术在能源领域的应用优势

近年来，互联网凭借其方便、快捷、易于实现资源共享和实时交互等特点，广泛应用于传统行业。将互联网与能源行业相融合，能够充分发挥互联网在资源配置方面的优化和集成作用。

利用互联网技术提供的互联互通、透明开放、互惠共享的信息网络平台，将打破现有能源产、输、用环节的不对称信息格局，并且通过互联网技术促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源综合利用效率，推动节能减排。在能源生产方面，互联网以广域的信息获取能力及庞大的计算能力实现能源生产调度的智慧化，使得能源系统适应分布式可再生能源的高度渗透；在能源传输方面，智能电网与能源网的融合，在渗透了互联网技术后，将形成开放对等的信息-能源一体化架构，真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用，促使能源传输网络的智慧化；而在能源消费端，互联网的资源共享性则将推进能源消费者向能源产销者转型，灵活按需生产或消费能源，促进能源消费智慧化。

因此，互联网技术在能源领域的渗透成为能源系统转型发展的新机遇，其将有效解决能源行业对提高新能源消纳比例、提高能源综合利用效率、深化能源共享等方面的迫切需求。

2 能源系统转型的发展趋势

我国总体能源利用效率低下，综合能源效率不足，亟需大幅提高能源综合利用效率，减少能源消耗的总量。并且，电网承受波动性可再生能源电力的能力受限，对大规模、高比例风电等可再生能源的消纳仍未找到经济有效的解决途径，风电、光伏等新能源行业普遍遭遇并网难的问题，造成规模过剩，需要寻求综合的解决方案［20－21］。能源供给由集中式向分布式转型、多能源网融合发展成为解决问题的新途径。

表2 不同能源传输网络的特性对比Table 2 Characteristics comparison among different energy networks

2.1 能源传输网络独立运行的局限性

电、气、冷/热、氢等作为用户主要的消费能源，需经过传输网络将能源生产端与用户端相连，不同能源传输网络的特性对比如表2［10，22－24］所示。

综合不同能源传输网络的特性，对其独立运行的局限性分析如下。

（1）未来新能源发展迅速，依赖电网本身的调节能力，对太阳能、风能等新能源的消纳仍存在限制，尽管储能技术的发展为解决新能源消纳带来了新的途径，但高昂的成本仍是限制其应用的重要因素。倘若能借助天然气网、供冷/热网、氢能源网等具有大规模储能优势的能源网，利用能源转换技术实现互补，将突破电网自身的局限，使得新能源的消纳手段大大增加。

（2）天然气网、冷/热气网、氢能源网存在的调峰问题、智能电网的峰谷差问题等，均是依靠自身发展难以得到有效解决的难点问题。若能协调统一调度，通过能量转移、信息引导，促进削峰填谷，将不同能源网络联合运作起来，提高能源控制裕度，则可有效提高能源综合利用效率。

（3）当前电力市场改革步伐加快，但能源不仅仅是电力问题，若能源市场化只是不同能源供应商采取各自为政的策略，则无法调动积极性，促进不同能源之间在技术上的优势互补，因此，市场化的过程应该是建立多能源市场，以经济去引导能源系统的建设，促进智能电网与能源网的融合，推进技术层面的变革。

2.2 智能电网与能源网融合的优势

智能电网与其他能源网（以下简称能源网）的融合将通过技术的进步和创新推动能源生产、消费两大革命，实现能源消费总量控制，节能优先，提高终端综合能源利用效率，并建立多元化的能源供应体系。同时为能源市场化提供技术支撑，如交易平台搭建等。智能电网与能源网的融合顺应能源转型发展的大背景，对推动我国能源革命，实现能源转型有着积极的作用，智能电网与能源网的融合成为趋势。总的来看，智能电网与能源网的融合将在以下几个方面取得突破。

（1）实现可再生能源消纳比例的提升，包括大规模可再生能源的集中消纳以及高比例可再生能源的就地消纳。

（2）实现能源利用效率的提升，包括能源传输效率的提升以及用户终端能源综合利用效率的提升。

（3）实现能源系统与互联网技术的深度融合，并基于此推动能源商品属性的还原以及传统能源智慧化升级。

2.3 能源供给由集中式向分布式转型的优势

能源的集中式开发利用一直以来都是我国能源供给的主要模式，其在实现资源优化配置、提高能源利用效率方面具有独特优势，对于推动我国能源系统和经济社会发展发挥了重要作用。然而，随着我国能源结构优化和清洁化目标的提出，以及新能源、新装备、新技术的快速发展，能源集中式开发在传输损耗、利用效率、环境污染等方面已经不能满足要求，分布式开发的优势开始显现，能源供给由集中式向分布式转型成为趋势［25－26］。

分布式能源的优势主要体现在以下几个方面：

（1）能源利用效率高。分布式能源可以进行冷、热、电联供，实现能源的梯级利用，能源利用效率能够达到80%以上。

（2）能源传输损耗低。分布式能源在用户侧安装，可就近供能，不需要进行远距离传输，极大地降低了能源在传输过程中的损耗。

（3）有利于可再生能源的发展。风、光等可再生能源发电具有明显的间歇性和波动性，大容量集中接入电网将对主网产生强烈冲击，分布式发电为可再生能源发电接入电网提供了新的途径。

（4）环境污染小。分布式能源系统通常采用天然气、氢气、风能或者太阳能作为能源，可有效减少污染物的排放总量。同时，能源利用效率的提高、传输损耗的降低也有利于减少环境污染。

（5）解决边远地区的供能问题。由于我国幅员辽阔、地形地貌复杂，很多边远地区集中供能困难、代价高昂。根据当地资源禀赋发展分布式能源，可有效解决边远地区的用能问题。

（6）有利于能源市场发展。伴随分布式能源发展将出现多样化的能源生产和消费主体，能源交易需求普遍存在，倒逼形成开放、公平的能源市场。

3 未来能源系统的定位与形态演变

鉴于能源系统独立运行的局限性，未来能源系统的发展中智能电网与能源网的融合成为趋势。新能源成本的降低、新材料装备与通信技术的发展，以及互联网技术的渗透，为能源系统的转型带来了新的机遇，同时也将使得未来能源系统呈现不一样的面貌。总的来看，能源系统形态的演变趋势为：能源生产端将不断提升可再生能源占比，能源消费端将逐步形成以电动汽车、多能互补、产销一体为主的模式，整个能源传输网络（智能电网、能源网）将逐渐提升智能电网与能源网的融合程度，用以支撑能源生产和消费端的转型升级，而能源交易市场将不断放开，最终实现自主交易。这里提出分阶段能源转型愿景如下。

3.1 近期愿景（至2020年）

3.1.1 能源利用体系特点

到2020年，能源生产以化石能源为主但比重不断下降，开发以集中式转换利用为主，用以提高能源利用效率及减少污染物的排放；同时可再生能源迅速发展，利用方式以发电为主，集中开发和分布式开发、消纳并重。

能源消费端充分利用电动汽车等柔性负荷；推行电能替代，2020年电能占终端能源消费比重达到30%左右；发展多能互补技术提高终端能源利用效率。

能源交易方面则将逐步实现市场化，到2020年，能源交易以单向交易为主，即由大的能源供应商直供用户，或者由售能公司向用户卖能。各种二次能源之间交互交易的市场仍未放开，即各种二次能源单向运转，售电市场有限开放。

3.1.2 能源系统的定位及传输网络形态

到2020年，能源系统的定位为：实现跨区域大规模资源配置，包括集中式化石能源、大型风电生产基地等；高比例消纳可再生能源，减少弃水、弃风、弃光现象，可再生能源消纳集中与分布式并重；提升输电能力和安全稳定水平，实现高度自动化和智能辅助决策，提高电网可靠性，避免大面积停电。

基于此定位，能源传输网络的形态特征呈现以智能电网为主体的能源供应系统，并实现能源系统的自动化和智能化。

3.2 中期愿景（至2030年）

3.2.1 能源利用体系特点

到2030年，能源生产中化石能源比例明显下降，可再生能源成为主力能源之一。并且，可再生能源的生产将呈现多种形态，除了可再生能源发电之外，可再生能源产热、可再生能源制氢将得到发展，可再生能源分布式生产的比例大增。

能源消费侧，电动汽车将成为城市的主流，并且多能互补的应用普遍，大型商业广场、写字楼、医院、居民建筑楼宇等，将广泛应用冷热电三联产等实现能源的综合利用。能源产销者广泛形成，能源消费、生产多元化，共享化。

能源市场成熟度进一步提升，互联网渗透程度亦进一步加强。多能流互补互动，不同能源的供应商将进行交易，实现彼此能源的互补。售能市场开放程度加大，不同能源供应商将在交易平台上进行适度竞争。

3.2.2 能源系统的定位及传输网络形态

到2030年，能源系统的定位为：跨区域大规模资源的优化配置；力求全额消纳可再生能源，智能电网与能源网互补互济并服从能源就近供给；智能电网、能源网运行高度智能化，运行状态透明化。

基于此定位，能源传输网络的形态特征将是智能电网与能源网并存，多种能源互联互通并同时为用户所选择使用，智能电网、能源网高度智能化、透明化。

3.3 远期愿景（至2050年）

3.3.1 能源利用体系特点

到2050年，能源利用结构将发生大的转变，可再生能源成为能源生产主力，占比将超过50%。小微能源普遍发展，能源获取渠道广泛，人们可借助于小微能源实现自身部分能源需求，比如移动设备耗电等。能源消费无处不在，能源产销一体化，自消费模式广泛存在。

能源交易完全实现市场化，并且能源系统互联网高度渗透，能源生产商、产销者、用户等将通过互联网化的能源交易平台实现能源自由交易。利用移动终端实现能源交易的实时交易。

3.3.2 能源系统的定位及传输网络形态

到2050年，能源系统的定位为：优先支持可再生能源电力传输；趋零边际成本输送电力和能源，高智能、深优化、高可靠性的获取能源。

基于此定位，能源传输网络的形态特征将是智能电网与能源网高度融合，形成趋零边际能源输送成本电网/能源网。整个能源网络泛在化。

综上，未来能源系统的形态演变如图1所示。

4 能源系统转型的关键技术发展方向

4.1 面向近期愿景的创新性技术

面向近期愿景，以当前重大需求为牵引，开展一批智能电网、能源网及其融合的创新性技术研究。

4.1.1 提升远距离输电能力技术

预计“十三五”末，我国将建成以特高压同步电网为核心，联接各大煤电基地、大水电基地、大可再生能源基地的特大互联电网。更广域的电网互联促进了远距离输电技术的发展和应用。随着特高压交直流工程的密集投运、新能源的大规模接入、柔性直流输电和柔性交流输电等新型输电技术的应用，电网安全稳定特性更加复杂、分析控制更加困难，提升远距离输电能力面临的挑战凸显。

以提升未来远距离输电能力、实现跨区域大规模资源配置为目标，开展相关关键技术研究和试点示范。重点研究：特高压交流输电技术、特高压直流输电技术。

4.1.2 提升新能源规模化消纳技术

从传统电网体系向新型能源体系的转换过程中，具有间歇性、随机性和波动性特点的可再生能源得以快速发展，包括大型集中式和小型分布式的新能源发电将大规模高比例接入能源系统。

以规模化消纳可再生能源，减少弃水、弃风、弃光为目标，开展相关关键技术研究和试点示范。一方面需重点研究支撑新能源高度渗透的能源系统装备，包括柔性直流输电技术、大容量/分布式储能技术、直流配电网、直流微网技术；另一方面则需重点研究适应新能源高度渗透的能源系统调度运行技术，包括可再生能源发电功率预测技术、虚拟同步机技术、发电调度与负荷调度协同运行技术、主动配电网技术等。

图1 能源系统形态演变图（2020—2050年）Fig.1 Modality-transforming structure of energy system in 2020—2050

4.1.3 提升大电网安全稳定运行技术

近期愿景以智能电网为核心实现能源系统跨区域资源的配置，随着新能源的接入、交直流混联特征的突出，大电网稳定特性更加复杂。

以提升大电网可靠性水平，避免大面积停电为目标，开展相关关键技术的研究和试点示范。重点研究：基于运行轨迹的电力系统稳定分析与控制技术，充分利用广域测量系统和高速通信技术，升级现有安全稳定控制技术，进而在安全稳定分析的基础上研究搭建大电网实施风险评估和状态检修平台，以辅助调度运行人员预测感知和管理控制电网的运行风险。并且研究交直流大电网系统保护技术，构建控制功能相对独立的实时、紧急、闭环安全综合防御体系，实现对电网运行风险预控、所有重要元件的全景状态感知、各种可控资源的多维协同控制。

4.2 面向中期愿景的前瞻性技术

面向中期愿景，研究和发展若干有一定前瞻性的有重大影响的技术。

4.2.1 高效能源转换技术

为适应智能电网与能源网融合所发展起来的多能流耦合场景，高效能源转换技术成为多能流耦合的核心装备。重点研究：电制氢技术，高效燃气轮机技术，能源路由器（固态变压器）技术［27］。

4.2.2 大容量高效储能技术

为适应新能源不断渗透的场景，支持可再生能源全额消纳，大容量高效储能技术成为关键。重点研究：石墨烯电池储能技术，基于软件定义的网络化电池管理技术。

4.2.3 透明电网/能源网技术

发展基于互联网可识别各类能源设备能量特性、用能行为特征的智能化感知与高级量测技术，实现能源设备状态、能源网络运行状态及能源交易市场的信息透明化。能源设备状态透明化方面，实现对能源设备健康状态、环境状态等在线实时感知以及对能源网络的在线实时状态监测、态势感知、智能运维和状态检修；能源网络运行方面，可对能源网络的传输能力、传输质量、安全性、可靠性等在线实时感知并具备在线安全风险评估、优化经济运行、智能决策调度等功能；能源交易市场状态透明化方面，具备能源网络输配价格、辅助服务价格及交易过程/结果的实时发布功能，满足源、网、储、荷等多元主体自由选择交易的需求，为市场监管及市场参与者提供实时监控交易过程的渠道。

4.3 面向远期愿景的颠覆性技术

面向远期愿景，攻关具有革命性、颠覆性的核心技术，建设适应革命性的能源网络系统，适应可再生能源占主导位置的网络系统研究和发展若干有重大影响的技术。

4.3.1 基于功能性材料的智能装备

智能（功能）材料是指能感知环境条件并做出相应“反应”的材料，其构想来源于仿生学，因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这3个基本要素。在能源系统领域，具有自动感知，驱动及控制功能的非线性绝缘材料、自愈合绝缘材料等，拥有着广泛的应用前景。

重点攻关基于功能性材料的开关断路器，具有生物自愈特性的智能一次设备，基于功能性材料的传感器。实现能源系统装备的颠覆性变革，推动自治能源系统的建设。

4.3.2 智能科学技术在能源系统中的应用探索

智能科学是一门交叉学科，主要由脑科学、认知科学、人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术，是科学技术的发展方向。实现能源系统的智慧化，必离不开智能科学的发展。

开展信息交互的智能科学技术研究，包括人工智能技术、虚拟现实技术等，在能源系统海量的运行数据、交互数据以及外部数据基础上，建立数据模型，开展高级分析辅助决策，指导能源系统有序运行，并且为智慧能源系统提供人/机/信息的智能识别、融合、运算、监控和处理。

4.3.3 泛在能源网络技术

发展基于分布式能源与小微能源的能源产销一体模式，构建可灵活配置能源资源、“即插即用”的能源网络，实现能源随时接入、任意获取、产销自足。推动风力发电、光伏发电、微型燃气轮机等分布式能源的进一步普及，重点研究新型小微能源发电形式，实现最大限度地利用清洁化能源；加快电网及能源网的智能化升级改造，重点发展主动配电网技术与智能微电网技术，研究多能流转换与能量管理技术，为实现能源主体随时随地“即插即用”提供技术支撑；研究攻关无线传输、高温超导等一批新型能源传输技术，实现能源的高效便捷获取。

5 能源系统转型对分布式能源发展的需求

5.1 分布式能源的发展路径

由于分布式能源在传输损耗、利用效率、环境保护等方面的优势，能源供给模式由集中式向分布式转型是未来能源系统的发展趋势，也是实现我国能源系统结构优化和清洁化目标的必由之路。

为适应我国能源系统形态演变规律，面向能源系统发展的近期愿景、中期愿景和远期愿景，分布式能源的发展路径如下：

（1）至2020年，能源供给仍然以集中式为主，分布式能源作为重要补充得到快速发展，其中天然气冷热电联供系统得到普及，风能、光能等可再生能源开发利用由集中式向分布式转型。

（2）至2030年，分布式能源在能源系统中的占比达到较高水平，风能、光能等分布式可再生能源得到普及，能源供给呈现多元化、共享化。

（3）至2050年，分布式能源普遍存在，成为能源供给的主要力量，能源生产者和消费者可通过互联网化的能源交易平台实现自由交易。

5.2 分布式能源发展的关键技术

（1）能源转换技术。进一步提高微型燃气轮机、斯特林发动机等传统化石能源转换设备的转换效率、可靠性和经济性；同时，开发新一代可再生能源转换设备，例如太阳能发电、风能发电、生物质能发电等。

（2）智能控制技术。研究利用互联网技术、信息技术、人工智能技术，对分布式能源系统进行智能化控制，使分布式能源系统的运行状态透明化，稳定控制和优化运行等高度智能化。

（3）主动配电网、智能微电网/微能源网技术。配电网和微电网/微能源网是分布式能源的接入主体，分布式能源的普遍接入使得网络能源流动具有多向性，对于网络保护和控制产生不利影响，研究主动配电网技术、智能微电网/能源网技术对于保证分布式能源的全额消纳和安全稳定运行具有重要意义。

6 结论

总体来看，我国能源系统形态演变趋势为：生产端可再生能源占比不断提升，消费端逐步形成以电动汽车、多能互补、产销一体为主的模式，传输端智能电网与能源网的融合程度不断加深，能源交易市场将不断放开，最终实现自主交易。

能源系统转型分阶段关键技术的结论是：

（1）2020年创新型技术。主要包括提升远距离输电能力技术，提升新能源规模化消纳技术，提升大电网安全稳定运行技术。

（2）2030年前瞻性技术。主要包括高效能源转换技术，大容量高效储能技术，透明电网/能源网技术。

（3）2050年颠覆性技术。主要包括基于功能性材料的智能装备，智能科学技术在能源系统中的应用探索，泛在能源网络技术。

能源供给模式由集中式向分布式转型是未来发展趋势，也是实现能源系统转型的必由之路。至2050年，分布式能源将普遍存在，成为能源供给的主要力量。为支撑分布式能源发展，需要重点攻克适应分布式能源发展的能源转换技术、智能控制技术以及主动配电网、智能微电网/微能源网技术。

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李立浧

（编辑 蒋毅恒）

Morphological Evolution of Energy System and Development of Distributed Energy in China

LI Licheng1，2，ZHANG Yongjun2，XU Min1
（1.China Southern Power Grid Co.，Ltd.，Guangzhou 510530，Guangdong Province，China；2.School of Electric Power，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong Province，China）

Operation safely，effectively and with lower carbon emission is served as the main goal of the modern energy system transformation.The new opportunities brought by the energy system development are illustrated.The trend of energy system transformation in China，including the merger between smart grid and energy-net，the transformation of energy supply mode that shifts from centralized to distributed etc，is discussed.On this basis，the orientation，pattern evolution and key technology of our future energy system in 2020，2030and 2050are proposed in this paper.Considering the importance of distributed energy in the energy system transformation，the development path and key technology of distributed energy that adjusted with the morphological evolution is also discussed.

energy system；morphological evolution；smart grid；smart energy；distributed energy

2017-01-08

李立浧（1941—），男，中国工程院院士，教授，博士生导师，从事高压直流输电、高电压与绝缘、智能电网与能源网的融合等方面的研究；

张勇军（1973—），男，博士，教授、博士生导师，主要从事能源互联网、主动配电网、无功电压控制等方面的研究；

徐 敏（1988—），男，博士，工程师，主要从事能源互联网、电力系统稳定控制等方面的研究，xumin＠csg.cn。

国家自然科学基金项目（51377060）

Project supported by National Natural Science Foundation of China（51377060）

TK01

A

2096-2185（2017）01-0001-09

10.16513/j.cnki.10-1427/tk.2017.01.001