能源是人類生存發(fā)展的重要物質基礎。進入21世紀以來，世界能源供應、能源安全、能源效率、能源環(huán)境等問題日益凸顯。據統(tǒng)計，近10年來世界一次能源消費總量增長了近四分之一，2009年達到173億噸標準煤。按照目前的能源儲量和開發(fā)強度測算，世界化石能源平均可開發(fā)時間已不足百年。傳統(tǒng)化石能源不可再生，其大量開發(fā)也帶來了氣候變化、環(huán)境惡化等一系列問題。如何改善能源結構、提高能源效率、保障能源供應的安全性、經濟性、可持續(xù)性是人類面臨的重大而現實的挑戰(zhàn)。
為應對這些挑戰(zhàn)，保護人類賴以生存的地球家園，實現能源可持續(xù)發(fā)展，滿足經濟、社會、環(huán)境協(xié)調發(fā)展的需要，以發(fā)展清潔能源和智能電網為重要標志，在世界范圍內正在推動一輪新的能源變革。
能源變革四特征
一是能源結構多元化。世界能源格局正在從“以化石能源為主”向“清潔能源與化石能源并重”轉變。近年來，世界水能、核能開發(fā)利用規(guī)模穩(wěn)步擴大，風能、太陽能、生物質能、海洋潮汐、地熱能等新能源開發(fā)雖然起步較晚，但發(fā)展很快。2008年，清潔能源占到了全球能源消費總量的18.8%。預計到2020年，在能源消費總量比2008年增長20%的情況下，清潔能源比重將提高到19.7%。過去10年，我國風電、太陽能發(fā)電裝機分別增長了47倍和21倍，遠遠高于傳統(tǒng)化石能源的增速。預計到2020年，在我國一次能源消費結構中，煤炭、石油和天然氣、水能、核能、新能源比重將分別占到58.5%、26.5%、9%、4%、2%，屆時，清潔能源替代化石能源每年可實現二氧化碳減排16億噸。
二是能源開發(fā)規(guī)�；榘l(fā)揮節(jié)能減排和能源開發(fā)的規(guī)模效益，許多國家都在積極推進大型能源基地集約化開發(fā)和利用。2009年，世界前十位的石油、天然氣、煤炭生產國產量占全球總產量的比重分別達到了62%、64%和92%，集中度很高。
由于我國煤炭、水電、風電資源分布集中，且與生產力發(fā)展呈逆向分布，能源的集約化開發(fā)、規(guī)�；馑�、大范圍配置成為必然選擇。目前，我國正在有序開發(fā)建設金沙江、大渡河等13個大型水電基地和甘肅酒泉、新疆哈密等7個千萬千瓦級風電基地，預計到2020年，我國水電裝機總容量將達到3億千瓦，其中大型水電基地的裝機將占到75%以上；風電基地裝機總量將達到9017萬千瓦，占全國風電裝機總量的78%。
三是能源消費電氣化。電能具有清潔、高效、快捷的優(yōu)勢，電氣化是現代化的重要標志，世界各國的發(fā)展水平、能效水平、生活水平都與電氣化水平密切相關。特別是隨著互聯(lián)網、物聯(lián)網、電動汽車等新興產業(yè)的快速發(fā)展，經濟社會對電的依賴程度越來越高，電力日益成為能源發(fā)展戰(zhàn)略的核心。
2000～2009年，世界能源消費總量年均增長2.1%，而電力消費總量年均增長3.2%。2000～2009年，我國電力消費年均增長11.7%，比能源消費年均增速高出2.3個百分點。隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化水平的不斷提高，預計到2020年，我國電力消費占終端能源消費的比重將達到25.4%，比2000年提高9.5個百分點。
四是能源發(fā)展智能化。每一次全球性的危機都會帶來新一輪的技術革命。這次國際金融危機之后，許多國家從應對氣候變化、保障能源安全、促進經濟發(fā)展的需要出發(fā)，加快了智能電源、智能電網、智能家居、智能交通、智能城市等發(fā)展進程，大量智能技術和成果在各行各業(yè)特別是能源行業(yè)迅速推廣和應用。在這過程中，智能電網成為了能源發(fā)展智能化的關鍵，并呈現日新月異、蓬勃發(fā)展的趨勢。
21世紀初的這場能源變革，將是一次以技術創(chuàng)新為先導，以電力為核心，以構建智慧能源系統(tǒng)為方向，以優(yōu)化能源結構、提高能源效率、促進節(jié)能降耗、共享社會資源、實現可持續(xù)發(fā)展為目標的深刻變革，電網在能源供應體系和能源運輸體系中的作用將日益凸顯。
何謂堅強智能電網
結合我國能源資源的稟賦特點和經濟社會持續(xù)快速發(fā)展的實際情況，國家電網公司提出了發(fā)展“堅強智能電網”的戰(zhàn)略目標。
堅強智能電網是堅強網架與智能化有機融合的電網。堅強網架是實現安全可靠供電的物質基礎，智能化是提高電網安全性、可控性、適應性和互動性的關鍵。我國正在建設的大型能源基地與中部、東部負荷中心的距離一般都在800公里以上，遠的達到3000公里以上。只有建設堅強的網架，才能大幅提高電網優(yōu)化資源配置能力和抵御事故風險能力。正在建設的特高壓電網就是這個堅強網架的核心。
堅強智能電網是協(xié)同高效的綜合互聯(lián)系統(tǒng)。電網的產業(yè)鏈長，影響面廣。智能電網要發(fā)揮作用，必須實現發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等各個環(huán)節(jié)和各電壓等級的緊密銜接、協(xié)調運行。通過采用智能化的控制技術和設備，能夠降低電網自身的輸電損耗，同時促進智能電器、智能設施的開發(fā)應用，帶動新型用電技術的發(fā)展和能源消費方式的升級，最大限度地提升能源綜合利用效率。
堅強智能電網是現代社會新型的公共服務平臺。電網既是電力傳輸的載體和平臺，又是重要的公共服務資源。隨著現代信息通信和智能控制技術的應用，電網與互聯(lián)網、電視網、廣播網等網絡全面融合，將形成開放、高效、優(yōu)質、便捷的公共網絡服務平臺，實現能源流、信息流的高度集成和綜合應用，成為推動低碳經濟發(fā)展的重要載體和有效途徑，在能源戰(zhàn)略轉型和社會進步中發(fā)揮重要作用。
成就與前景
近年來，國家電網公司按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一標準的原則，加快建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網，取得了重要進展。
首先，全面建成了特高壓交直流輸電示范工程。從山西到湖北、全長640公里的1000千伏特高壓交流工程于2009年1月6日建成投運，已安全運行近700天；從四川到上海、全長1907公里、額定輸送功率達700萬千瓦級的±800千伏特高壓直流工程于今年7月8日建成投運。這兩項工程的相繼成功建設，為清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用、能源資源的大范圍優(yōu)化配置、能源效率的進一步提高奠定了基礎，開辟了能源可持續(xù)發(fā)展的新道路，也為世界其他國家解決能源問題提供了重要選擇。
其次，堅強智能電網重點項目取得實質性進展。制定了堅強智能電網的發(fā)展規(guī)劃，開展了涵蓋發(fā)、輸、變、配、用、調度和通信各環(huán)節(jié)的20多項智能電網試點項目建設。其中，上海世博園智能電網綜合示范工程已建成并投入使用；在北京、上海等城市已建成了第一批電力光纖到戶智能小區(qū)試點工程；今年底將建成75個電動汽車充電站、6209個充電樁；國內最大規(guī)模的風光儲輸示范工程已開工建設，2012年將形成10萬千瓦風電、4萬千瓦太陽能發(fā)電、2萬千瓦化學儲能綜合能力；集智能城市、智能交通、智能家居和可再生能源利用為一體的天津生態(tài)城智能電網綜合示范工程正在加緊建設。
再次，試驗體系建設和關鍵技術攻關實現重大突破。我們建成了特高壓交流、直流、高海拔、工程力學四個試驗基地和大電網仿真、直流成套設計兩個研發(fā)中心，形成了功能齊全、綜合指標居世界領先水平的大電網實驗研究體系。風能、太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心已初步建成。全面掌握了特高壓交直流輸電核心技術，成功研制了大容量變壓器、電抗器、換流變、換流閥、6英寸晶閘管等特高壓關鍵設備和元器件，形成了特高壓關鍵設備的批量生產能力。在智能電表、大容量儲能電池、風電機組低電壓穿越技術研究和設備研制等方面取得了一批重大成果。
經過不斷的創(chuàng)新發(fā)展和加速發(fā)展，國家電網的總體規(guī)模、資源配置能力、技術水平、管理水平都上了一個新臺階。2009年與2002年相比，110千伏及以上輸電線路和變電容量分別增長了93%和190%，供電安全性、可靠性指標得到全面提高，總體滿足了經濟社會發(fā)展需要。
面向未來，國家電網要進一步加快實現從傳統(tǒng)電網向安全、高效、經濟、清潔、互動的現代電網的升級和跨越。隨著青海-西藏交直流聯(lián)網工程的建設，2012年，將實現國家電網范圍的所有地區(qū)聯(lián)網。2015年，將基本建成聯(lián)接華北、華東、華中地區(qū)的特高壓交流骨干網架，以及從大型水電、煤電、可再生能源基地向負荷中心送電的若干個大型直流工程。到2020年，將形成以特高壓同步電網為中心、交直流和各級電網協(xié)調發(fā)展，具備大范圍、大規(guī)模、高效率的能源優(yōu)化配置能力和高安全性、高可靠性、高互動性的堅強智能電網。屆時，特高壓輸電容量將達到1.5億千瓦，國家電網跨區(qū)跨省電力輸送規(guī)模將超過4億千瓦。
預計未來10年，以堅強智能電網為平臺，將推動實現二氧化碳減排累計超過100億噸。電網在經濟社會發(fā)展、能源結構調整、應對氣候變化中將發(fā)揮越來越重要的作用。
