第一章
全球能源发展现状与挑战
1、薪柴时代-煤炭时代-油气时代-电气时代，供应以化石能源为主，煤炭、石油、天然气三分天下。
2、全球能源资源主要有煤炭、石油、天然气等化石能源和水能、风能、太阳能、海洋能等清洁能源
3、中国化石能源资源以煤炭为主，石油、天然气等资源贫乏，电能占终端能源消费比重逐步提高。
4、全球能源消费呈现总量和人均资源消费量持续“双增”态势
5、亚太地区逐渐成为世界能源消费总量最大，增速最快的地区，欧洲天然气是主要产区，亚太煤炭是主要产区，石油是全球贸易量最大的能源
6、化石能源主要是指煤炭、石油、天然气等由远古生物质经过亿万年演化形成的不可再生资源。一次能源消费占总量80%。
7、煤炭是蕴藏最丰富，每年增加，占比降低，主要以海运为主，2013年全球贸易量13.3亿吨，占全球煤炭生产总量17%，海运超过90%，主要市场亚洲太平洋、欧美大西洋
亚洲太平洋进口国：中国、日本、韩国、印度
出口：澳大利亚、印尼 欧美大西洋进口国：英国、法国、德国
出口：南非、俄罗斯
石油分布很不均衡。中东、中南美和北美地区资源丰富。产量：沙特、俄罗斯、美国、中国。3/5海运，2/5管道运输
天然气分布很不均衡，欧洲及欧亚大陆和北美主要产区占比稳步上升，主要有管道天然气和液化天然气
8、非常规石油：重油、油砂、页岩油
非常规天然气：可燃冰、页岩气、煤层气、致密砂岩气、浅层生物气、水溶气、无机成因气
9、清洁能源包括水能、风能、太阳能、核能、海洋能、生物质能
水能100亿kW，陆地风能1万亿kW，太阳能100万亿kW
10、水能是技术最成熟、经济性最高，开发规模最大的清洁能源。蕴藏量：中国、巴西、印度、俄罗斯、印尼；
风能蕴藏量俄罗斯、中国、哈萨克斯坦（中亚最丰富），增长最快的资源。
风电基地开发出了考虑风能资源条件外，还需要考虑工程地质、场址范围、自然灾
1 害、土地或近海开发利用等多方面因素。三北的风能，西北、东北、华北
风力发电的技术：风能资源评估与预测、风电装备制造技术、风电机组测试、并网技术
太阳能：资源量最大，分布最为广泛。
光伏发电和光热发电
决定因素：阳光照射角度、大气散射
太阳能技术开关量主要取决于太阳辐射强度、转换效率、可利用面积
未来发电呈现集中式和分布式并举的发展趋势
核能：天然铀，相当于化石能源的10倍
主要集中在澳大利亚、哈萨克斯坦、俄罗斯、加拿大
产量：哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚
最大核电站：日本柏崎刈羽
核裂变技术（裂变堆）、核聚变技术（丰富、氘气在海水中、安全清洁、无放射）
海洋能：潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能，最大的潮汐站韩国始华湖 欧盟是生物质发电规模最大的地区
地热能，热水型、蒸汽型、地压型、干热岩型及熔岩型
11、北极圈及其周边地区风能资源 赤道及附近地区太阳能资源十分丰富
一极一道
12、电力是清洁、高效、便捷的二次能源，使用过程清洁、零排放。电力工业逐步进入了大能源基地与分布式电源，大电网与微电网协调发展的新时期
电力供应仍以煤电、气电等化石能源发电为主。
总装机容量57.3亿kW，化石占66.1%，中国装机12.58亿kW，发电5.37万亿kW
亚洲：中国、日本、俄罗斯
欧洲：德国、法国、意大利。
全球电力消费增速超过能源消费增速
13、能源发展面临的挑战 （1）能源供应面临的挑战
总量增长、资源制约、供应成本呈现一升一降的趋势
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（2）能源环境面临的挑战
全球气候变暖（陆地面积缩减、大量物种灭绝、威胁食物供应、危害人类健康）、生态环境破坏
1880-2012年，上升0.85度。温度上升1.5-2.5，20-30%的物种可能面临灭绝;上升3.5度，40-70%的物种灭绝；到2100年，上升3-6度
（3）能源配置面临的挑战
化石能源配置：总量大、环节多、输送距离远
清洁能源配置：电能远距离、大范围配置的重要性越来越凸显，但现有电力配置能力明显不足；世界现有电力配置范围有限，不能适应未来清洁能源全球大范围配置的需要；适应清洁能源大规模开发的需要，应加快构建全球电力高效配置平台。
（4）能源效率面临的挑战
开发环节：资源开发利用率低，能源转换效率低
配置环节：化石能源配置环节多，配置效率不高
使用环节：能源利用率低，电能占终端能源消费比重低。
14、巴黎协定是历史上首个关于气候变化的全球性协定，各方同意将全球平均温升与前工业化时期相比控制在2以内，力争在1.5以内
15、世界能源发展过度依赖化石能源，导致资源紧张、气候变化、环境污染等问题日益突出，严重威胁人类生存和发展。
16、国家电网公司成立于2002年12月29 日，以建设运营电网为核心业务，是关系国民经济命脉和国家能源安全的特大型国有重点骨干企业，承担着保障更安全、更经济、更清洁、可持续的电力供应基本使命。
17、中文版的在北京2015年2月3日
英文版的在纽约2015年9月14日
18、美国二氧化碳累计排放最多，人均年排放量高。中国目前二氧化碳年排放 最多，但人均排放远小于美国
19、分布
煤炭95%分布在欧洲及欧亚大陆、亚太、北美；
石油80%分布在中东、北美、中南美；
天然气70%分布在欧洲及欧亚大陆、中东
3 第二章
清洁替代与电能替代
1、欧洲和北美风电发展最快；
2013年，风电装机容量3.2亿千瓦，约占发电总容量的5.6%；风电发电量6400亿千瓦，约占发电量的2.9%，增长了17倍，年均增长25%。中国、美国、德国、西班牙、印度
2、丹麦、西班牙最大电源，占发电量的34%，21%
3、风力发电技术：风能资源评估与预测、风电装备制造技术、风电机组测试、并网技术
4、系统友好型风电场：风电场拥有风功率预测系统，具备短期和超短期功率预测能力，满足调度运行需要；风机具有有功无功调节和低电压穿越能力，确保电网发生波动时风机不解列；集中优化配置有功功率和无功功率控制系统，实现风机远程调节控制。
5、风力发电成本影响因素：投资成本、运行维护成本、风能资源条件、电网消纳能力
6、《中华人民共和国可再生能源法》，优先上网、标杆电价、成本分摊
7、风电发展概况：风电装机容量快速增长；风电技术快速进步；风电装备产业迅猛发展；风电经济性大幅提升；世界各国大力支持和发展风电
太阳能发展概况：太阳能发电规模迅速增长；太阳能发电技术日新月异；太阳能发电产业快速增长；太阳能发电经济性稳步提升；太阳能发电得到各国支持。
8、欧洲是目前光伏发电发展规模最大的地区。
24小时全天候光热电站 西班牙塞维利亚
最大光热站
美国加利福尼亚州伊万帕
中东最大阿联酋的太阳能一号光热站
中国青海中控德令5万千瓦塔式光热电站
9、多晶硅产量：中国、美国、韩国、德国、日本
10、美国“千万太阳能屋顶计划”
欧盟“可再生能源国家行动计划”
印度“尼赫鲁国家太阳能计划”
中国“金太阳工程”
11、清洁替代：在能源开发上，以清洁能源替代化石能源，走低碳绿色发展道路，逐步实现从化石能源为主、清洁能源为辅向清洁能源为主、化石能源为辅转变。
电能替代：在能源消费上，以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源的直接消费，提高电能在终端能源消费中的比重
12、清洁替代的必然性：保障能源供应、保护生态环境、推动经济发展
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电能替代的必然性：提高能源效率、促进清洁发展、提高电气化水平
13、欧盟2007年制定20-20-20战略，2020年温室气体排放减少20%，可再生能源占一次能源消费比例上升20%，能源利用效率提高20%
14、清洁替代的关键
（1）关键技术：清洁能源高效转换技术、大范围配置技术、并网消纳技术、极端条件下风电和太阳能发电技术
（2）经济性问题:清洁能源开发成本；清洁能源市场竞争力
（3）安全性问题：清洁能源大规模接入的电网安全问题；分布式电源接入配电网的安全问题
（4）发展机制:清洁能源技术创新机制；清洁能源完全成本核算机制；清洁能源市场培育机制
15、衡量电气化水平：发电用能占一次能源消费的比重；电能占终端能源消费的比重
16、电能替代的重点：实施电能替代将全方位调整能源消费格局，重点任务是推进“以电代煤、以电代油、电从远方来、来的是清洁电”
以电代煤是指能源消费终端用电替代直接燃烧的煤炭，中国52%用于发电，美国90%发电
电采暖、热泵、电窑炉、电炊具，挪威电采暖90%，韩日80%，法国70% 以电代油指在电动汽车、轨道交通、港口岸电等领域用电能替代燃油，交通系统消耗1/3的石油
17、“两个替代”对全球能源发展具有革命性影响，实现能源消费高效化、低碳化、清洁化的目标
18、能源生产清洁化和能源消费电气化是世界能源革命的重要方向和必然趋势
19、中国 水电装机容量3.05亿千瓦，居世界第一； 风电累计并网1.08亿千瓦，居世界第一； 光伏累计并网3700万千瓦，居世界第二，欧洲最大
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第三章
全球能源观
1、世界能源总体呈现、发展规律：能源结构从高碳向低碳方向发展；能源利用从低效向高效方向发展；能源配置从局部平衡到大范围优化方向发展
2、全球能源观
总体目标：可持续发展
战略方向：两个替代
基本原则：统筹协调
发展趋势：清洁化、电气化、网格化、智能化
战略重点:构建全球能源互联网
3、核心内容：全球性、历史性、差异性、开放性
（1）能源开发的全球性、能源配置的全球性、能源安全的全球性、环境影响的全球性
（2）能源发展与社会发展历史进程紧密相联；能源发展与技术创新历史进程紧密相联；能源发展各环节不断从低层次向高层次演进
（3）能源资源稟赋的差异性；能源发展水平的差异性；能源地缘政治的差异性
（4）能源资源的开放性；能源系统的开放性；能源市场的开放性
4、全球能源互联网是落实全球能源观、实现“两个替代”的重要载体
6 第四章
全球能源电力供需
1、全球能源供需格局总的方向是生产清洁化、配置全球化、消费电气化。
2、影响能源供需的主要因素：经济社会发展、能源资源稟赋、能源环境约束、能源技术进步、能源政策调控。
3、能源资源的开发利用主要受到:地区资源稟赋的限制，受到技术经济性的影响。
4、能源需求结构的不确定性，主要取决于能源供应领域的清洁替代和终端用能领域的电能替代。
5、作为主导能源，可再生能源开发将形成以基地式为主、分布式为辅，加快开发“一极一道”及各大洲大型水能、风能、太阳能等可再生能源基地的全球能源开发的新格局。
6、预计到2050年，全球清洁能源发电量将达到66万亿kWh，占总电量90%。
7、分布式能源是指既可以生产或存储电能，也可以产生和利用热能，同时还可以对能源进行综合利用和控制的系统。主要位于用户侧，具有能源梯级利用、效率高的特点。
8、预计2020年石油和煤炭达到峰值，2030年天然气达到峰值，2050年石油占峰值的1/3，煤炭1/5.天然气1/2 预计2020年，印度超过中国成为世界上最大的煤炭进口国。 2020年前非常规天然气产量主要来自美国和加拿大，占全球的80%。
9、全球电力流涉及技术、经济、资源、环境，涉及能源生产、消费、地域分布等多方面因素。
四个原则：低碳发展、本地优先、经济高效、技术可行原则。
三个统筹：统筹考虑集中式和分布式清洁能源开发；统筹考虑本地和远方清洁能源开发；统筹考虑大洲内电力平衡与洲际能源互补。
10、亚洲、欧洲、北美洲是电力收入区，非洲、大洋洲是电力输出地区，南美洲以自我平衡为主。
11、“一极一道”能源基地电力外送、相邻洲之间的电力交换以及洲内大型能源基地在洲内平衡消纳，形成全球电力流总体布局，对未来全球能源可持续发展非常关键。“一极一道”电力开发外送优先开发北非太阳能。 总体呈现“北极地区向南辐射，赤道地区向南北辐射”
12、全球清洁能源通常：优质资源、一般资源。
13、习近平在联合国发展峰会上发表重要讲话，构建全球能源互联网，以清洁和绿色方式
7 第五章
构建全球能源互联网
1、构建服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源互联网。
以清洁能源为主导、电力为中心、全球配置资源的世界能源发展新格局。
依托特高压交直流输电技术和智能电网技术。
构建全球能源互联网、为世界经济社会发展提供更安全、更经济、更清洁、可持续的能源。
关键是加快建设特高压骨干网架，着力解决特高压、配电网“两头薄弱”
2、世界电网发展规律：电压等级由低到高，联网规模从小到大，自动化水平由弱到强的发展规律。
3、提高电网电压，减少线路电流，是实现电力远距离、大容量、低损耗输送的有效途径。
4、坚强电网发展阶段：小型电网、互联大电网、坚强智能电网。
5、一特四大战略：加快特高压电网建设，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地集约开发。
6、坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，涵盖电源接入、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，集成现代通信信息技术、自动控制技术、决策支持技术与先进电力技术，具有信息化、自动化、互动化特征，适应各类电源和用电设施的灵活接入与退出，实现与用户友好互动，具有智能响应和系统自愈能力，能够显著提高电力系统安全可靠性和运行效率的新型现代化电网。
网架坚强是基础，泛在智能是关键。
7、全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架，以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球资源配置平台。
8、一个总体布局：全球能源互联网将形成由跨洲电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展的总体布局；
两个基本原则：坚持清洁发展和全球配置
三个发展阶段：洲内互联、跨洲互联、全球互联
四个重要特征：网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动
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五个主要功能：能源传输、资源配置、市场交易、产业带动、公共服务
9、全球能源互联网的实质：特高压电网+智能电网+清洁能源
特高压电网是关键、智能电网是基础、清洁能源是根本 全球能源互联网发展的核心是建设连接包括“一极一道”在内的全球各类清洁能源基地与主要负荷中心的跨国跨洲骨干网架和洲际联网通道。
10、实施全球配置是由全球能源资源与负荷中心逆向分布特征所决定的。
清洁能源具有随机性、间歇性。
11、发展阶段
洲内互联、跨洲互联、全球互联
第一阶段：在2020年前形成共识基础上，到2030年前，启动大型清洁能源基地建设，加强洲内联网。
第二阶段：到2040年，推动各洲主要国家电网实现互联，大型清洁能源基地开发和跨洲联网取得重要进展。
第三阶段：到2050年，基本建成全球能源互联网，逐步实现清洁能源占主导的目标。
12、网架坚强是构建全球能源互联网的重要前提；
广泛互联是全球能源互联网的
基本形态；
高度智能是全球能源互联网的
关键支撑；
开放互动式全球能源互联网的
基本要求。
13、能源传输是全球互联网的最基本的功能；
资源配置是能源优化配置重要平台；
市场交易是全球电力市场交易物理基础；
产业带动是培育战略性新兴产业的孵化器；
公共服务是未来生产生活不可或缺的公共服务平台。
14、跨洲骨干网架主要由“一极一道”大型可再生能源基地外送通道、洲际联网通道构成。
跨洲特高压骨干网架是全球能源互联网的顶层网架。
9 跨洲特高压骨干网架一方面承载各洲大型清洁能源基地电力的全球输送功能；另一方面可以实现东西半球时差和南北半球季节互补、资源共享，提高全球能源配置效率和效益。
亚洲是全球最大的电力负荷中心。
15、国家泛在智能电网坚持坚强与智能并重，是全球能源互联网的基本组成单元。
坚强与智能并重是未来国家泛在智能电网发展的内在要求和方向。
16、电网网架建设的发展重点：一是建设坚强网架，提高电网的输电能力；
二是坚持交直流并重，协调发展；
三是各级电网同步发展。
功能需求：确保安全可靠；
优化配置资源；
支撑清洁发展；
实现互济互通。
17、交流输电：具有输电和构建网架的双重功能，电力接入、传输和消纳灵活，交流电压等级越高，电网结构越强，输送能力越大。
直流输电：主要用于输电，目前还不能形成网络，适用于大容量、远距离输电。
18、高度智能是全球能源互联网的发展特征，提高电网智能化水平是构建全球能源互联网的重要内容。
智能化发展方向：一是电网运行控制和调度的智能化水平不断提升；
二是智能电网下的互动将持续深入；
三是智能电网从单纯的电力传输网络向智能能源信息一体化基础设备扩展；
四是智能电网的泛在属性越来越凸显。
建设重点要全方位提升发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息。 发电领域：电源网厂协调、清洁能源发电并网和运行控制、大规模储能 输电环节：先进输电技术应用、输电线路检测领域、输电线路管理设计领域 变电环节：设备智能化、变电设备监测、全站信息化领域
10 配电环节：配电网调控、分布式及微电网协调控制、配电网运维管理领域 用电环节：用电信息采集与分析、多元互动服务、新型用电设备领域 调度环节：智能调度、电网运行分析、特大型电网控制 通信信息：通信网络、信息系统、新技术应用 功能需求：实现电网整体运行的安全、高效；
确保分布式电源的灵活接入和运行；
提升电能替代的水平；
保障智能用电和多元化需求
19、全球能源互联网联盟的目标是：促进世界清洁能源的联通和全球配置，促进全球能源互联网的技术研发、基础设施建设和安全高效利用，促进全球能源公平接入和能源安全可靠。
与美国国家可再生资源实验室、阿贡国家实验室、英国伯明翰大学开展合作
在联合国设立全球能源互联网合作联盟，重点在战略规划、标准制定、资源支持和对外协作方面发挥统领作用，推动全球能源互联网建设和发展。
构建全球能源互联网调度中心，保障全球能源互联网安全高效运行，在全球电力安全和全球化配置能源资源中发挥重要作用。
全球化的市场机制是形成全球能源互联网发展动力的制度基础。逐步构建全球电力市场体系，建立健全跨国跨洲电力市场交易机制，形成全球能源共享的市场机制和商业模式。
良好的政策环境是实现全球能源互联网建设目标的关键因素。 20、构建全球能源互联网将产生巨大的经济、社会、环境效益。
《联合国气候变化框架公约》提出“到2050年将全球平均气温上升幅度控制在2度以内”
21、化石能源具有稀缺性、地域性、主权性。
22、全球能源互联网是坚强智能电网发展的高级阶段，其核心就是以清洁能源为主导，以特高压电网为骨干网架。
23、全球能源互联网是能源传输、资源配置、市场交易、信息交互、智能服务于一体的物联网、是创造巨大经济、社会、环境综合价值的和平发展平台。
投资规模超过50万亿美元
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24、特高压正负1100千伏直流输电距离可以达到5000公里，输送容量可达1200万千瓦，世界各大清洁能源基地与负荷中心都在特高压输送范围内。
25、构建全球能源互联网， “一带一路”建设的创新发展推进能源革命的重大举措
推动经济社会发展的强大引擎
应对全球气候变化的根本途径
促进世界和平发展的重要平台
26、能源充足、天蓝地绿、亮亮堂堂、和平和谐的“地球村”
27、构建全球能源互联网调度中心保障全球能源互联网安全高效运行
28、新型锂硫电池循环充放电次数达到2000次
29、1875年法国巴黎建成世界上第一座火力发电厂
1891年，德国最早建设交流输电线路电压13.8千伏
1952年瑞典建成世界第一条380千伏超高压线路
12 第六章
全球能源互联网技术创新
1、清洁发电、特高压电网、大容量储能、信息通信等四大支撑技术。
2、第一次能源革命，蒸汽机推动从薪柴向煤炭转变；
第二次能源革命，内燃机和电动机的发明推动从煤炭向石油、电力转变；
第三次能源革命，传统化石能源向清洁能源大规模开发利用转变，需要在电源、电网、储能和信息通信等领域创新。
2、技术创新的推动作用
清洁低碳高效的能源开发利用技术创新推动了清洁能源加快发展；
输电技术创新推动了电力配置向全球电网互联发展；
信息通信与能源电力技术融合推动了电网智能化发展。
技术创新的方向
一是提高可再生能源的可控性，保障能源安全稳定供应；
二是降低清洁能源发电成本，实现能源可持续发展；
三是提高特高压输电技术水平，加快开发“一极一道”和各洲大型清洁能源基地；
四是研制适应极端气候条件的电力装备，保证关键设备和电网建设运行安全。
技术创新的重点领域：电源技术、电网技术、储能技术、信息通信技术
3、电源技术
核心不断提高清洁能源开发效率和经济性，创新领域包括风力发电、太阳能发电、海洋能发电及分布式电源技术等。
(1）风力发电技术
全球最大的陆上风电场 美国加利福尼亚州的阿尔塔风能中心ALta
全球最大的海上风电场是英国“伦敦阵列项目”
风电机组技术：风电单机容量大型化技术。2020年，单机容量达到20兆瓦；（8兆瓦现今）
低风速风机技术；双馈式、直驱式风机，2012年世界第一台93米超大风轮1.5兆瓦在安徽风电场并网发电
最低年均风速降至5.2米
适应极端气候条件的风机技术
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风电场技术
大规模风电场向深海发展。
风电控制技术 风电精确预测和运行调控技术发展
（2）太阳能发电技术
光伏发电、光热发电。
光伏发电是光生伏特原理，利用太阳能光伏电池，转化为电能；
光热发电利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提高蒸汽，再推动汽轮发电机发电。
光伏发电有硅基、薄膜（钙钛矿）、聚光太阳能（利用折射镜将太阳能聚焦在光伏发电材料上）
光热发电技术有槽式（大规模商业运行）、塔式、线性菲涅尔式、碟式
西班牙太阳能光热发电装机容量最多，美国伊万帕最大光热电站。
（3）海洋能发电技术
波浪能（最多）、潮汐能潮流能（月亮和太阳引力作用，垂直升降、水平运动）、海流能（温度、盐度分布不均形成密度和压力梯度）、温差能、盐差能
1966，法国朗斯潮汐电站最早的商业化运行，最大韩国始华湖潮汐发电站。
(4）分布式电源技术
本质是就近开发、并网、消纳的小容量发电机组。
未来分布式电源技术创新的重点主要集中在分布式电源并网保护、控制、电能质量监测技术。
4、电网技术 是实现能源资源全球优化配置的关键，创新的重点是提高输电距离和容量，保证电网安全可靠经济运行。
（1）特高压输电技术和装备
特高压输电技术是指交流电压等级1000千伏及以上、直流电压等级正负800千伏及以上的输电技术。
3交4直，发展4交5直
锡盟-济南已竣工
晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流输电工程，第一条商业化
哈密南---郑州正负800千伏特高压直流输电工程，输送距离最长，容量最大，促进疆电外送和西部大开发。
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1000千伏特高压输电成本只有500千伏超高压输电成本的72%。
（2）海底电缆技术
高电压、长距离、大容量
浸渍纸包电缆
安装水深不超过500米，45千伏及以下交流和正负400千伏及以下直流输电线路；
自容式充油电缆
特高压交直流，500米水深海域，受充油压力制约，输电距离短
挤压式绝缘电缆
交联聚乙烯，可靠性高，输送距离长，是重要发展方向；
充气式绝缘电缆
较长距离海底输电，300米以内 挪威---荷兰，最长的海底电缆，600千米 美国海王星，最深的海底电缆，2600米
中国最大长度海底电缆，跨琼州海峡的广东与海南500千伏交流联网工程。
（3）超导输电技术
具有高电流密度的超导材料作为导体的输电技术，当处于超导态时，导体的直流电阻基本为零，几乎没有热损耗。液氮是目前最常用、最经济的超导材料
德国埃森市最长超导线路1000米，在建荷兰阿姆斯特丹600米
高温超导体一般为陶瓷材料，延展性差，无法制成长距离输电线；超导输电线路运行温度苛刻，是实现大容量输电的关键制约因素。
（4）直流电网技术
以柔性直流输电技术为基础，由大量直流线路互联组成的能量传输系统
发展目标是构建大容量的电力传输系统。
（5）微电网技术
对分布式供能系统和用电负荷的局域管理技术。 （6）大电网运行控制技术
是构建全球能源互联网、保障安全稳定运行的关键，主要包括大电网运行控制技术、仿真技术、大规模间歇式电源接入后的电网运行控制、故障恢复及自动重构技术。
5、储能技术 是保障清洁能源大规模发展和电网安全经济运行的关键。进步的关键在于材料技术突破。创新的重点是提高储能的能量密度和功率密度，延长使用寿命、降低成本。
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分为热储能和电储能（构建全球能源互联网主要是电储能） 分为物理储能(1）抽水蓄能是目前最为成熟，广州最大
（2）压缩空气储能 利用电力系统低谷时的剩余电量，带动空气压缩机，将空气压入大容量储气室。具有容量大、使用寿命长，经济性好
（3）飞轮储能 利用电动机带动飞轮高速旋转
电化学储能
目前最前沿的储能技术 世界最早钠硫电池储电站在日本日立公司
电磁储能（1）超级电容器 通过极化电解质储能的电化学元件，功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围低
（2）超导电磁储能 利用超导体电阻为零的特性制成的储能装置，具有瞬时功率大、质量轻、体积小、无损耗、反应快
储能技术发展方向和前景：大型能量型储能可用于全球能源互联网调峰填谷；
大型功率型储能可用于平抑大规模清洁能源的波动性；
小型储能电池可用于电动汽车。
储能技术前沿技术展望：电池使用寿命大幅提高（有机醌类化合物液流电池，5000次）；能量密度显著提升；充电时间大大缩短；电池成本大幅降低。
6、信息通信技术
是实现电网智能化、互动化和大电网运行控制的重要基础，创新重点是加快发展应用光纤、移动、卫星、量子通信技术，主要包括信息和通信两方面技术。信息技术侧重于信息编码或解码；通信技术侧重于信息传播的传送技术。
通信技术：光纤通信（光波在光纤线路中传输）、移动通信技术（有线通信、无线通信）、卫星通信技术、量子通信技术
信息技术：物联网技术、泛在互联网、传感器技术、图像识别技术、云计算与云存储技术、大数据技术。
信息通信技术发展方向和前景：未来的发展方向是宽带化、数字化、智能化、个人化、综合化
将成为全球能源互联网建设和运行提供更安全、更可靠、更智能的技术保障
16 （1）在信息通信网方面，构建电力天地互联的通信网络体系，为全球能源互联网提供通信技术支撑
（2）在物联网方面，实现对全球能源互联网的全景全息感知、信息互联互通及智能控制
（3）在图像识别技术方面，通过图像识别技术判断设备运行状态，对绝缘材料损坏、电晕、短路、覆冰、污秽等情况进行分析和预警
（4）在云计算和云存储技术方面，将解决全球能源互联网运行控制、交易管理中分析处理速度瓶颈问题，提高对海量数据的分析速度和精度，实现全球性电力调度和交易 （5）在大数据技术方面，利用大数据技术在预测方面的优势，应用于超实用的电力系统状态仿真，提高分析决策的智能化水平。
7、三网融合：电信网、广播电视网、互联网
三个基础网络设施：能源网、交通网、通信网
8、特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用获得国家科学技术进步特等奖、中国工业大奖。
“国家电网智能电网创新工程”获 国家科技进步一等奖。
9、刘振亚出席剑桥能源周电力日活动，表示全球能源互联网是21世纪能源领域的重点创新，不仅是能源和电力的载体，而且是信息、科技、服务、文明的载体。
17 第七章全球能源互联网研究
实践基础
1、技术创新、标准制定、战略规划、工程建设
技术研究、标准制定、工程建设、规划编制
2、2004年以来，在特高压输电技术、装备等方面实现了“中国创造”和“中国引领”。
3、技术创新
核心技术 电压控制技术、绝缘与过电压技术、电磁和噪声控制技术、关键设备制造技术
能耗低、占地少、输电容量大、距离远
（1）特高压交流输电技术
核心技术：系统电压控制、潜供电流抑制、外绝缘配合、电磁环境控制
设备关键技术：首台1000千伏、额定容量300万千伏安特高压交流变压器
气体绝缘金属封闭开关设备
最大单相容量的特高压交流并联电抗器，320兆乏
（2）特高压直流输电技术
高电压、大电流、大功率
核心技术：过电压与绝缘配合、外绝缘配置、电磁环境与噪声控制、直流系统设计
设备关键技术：6英寸晶闸管
电压等级最高、容量最大的正负800千伏特高压直流输电换流变压器
(3)
智能电网技术创新提升了电力系统运行的安全性、适应性、经济性、互动性。
中国在智能电网设备监控、系统运行（在大电网运行方面，智能调度在技术上实现了在线化、精细化、一体化、实用化）、智能互动、通信信息 （4）清洁能源技术：大规模风电调度关键技术、大规模光伏发电并网运行技术、新能源发电功率预测和运行监测、储能系统运行技术
（5）试验体系
特高压交流实验基地（武汉）
特高压直流实验基地（北京昌平区）
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特高压杆塔实验基地（河北霸州）
西藏高海拔实验基地（西藏拉萨）
国家电网仿真中心（海淀区）
特高压直流输电工程成套设计研发（北京昌平区）
大型风电并网系统研发中心（河北张家口）
太阳能发电研发中心（南京）
4、标准制定
IEC国际电工委员会，提出IEC设立高压直流输电、智能电网用户接口、可再生能源接入电网三个技术委员会，4个秘书处设在国家电网，中国牵头制订了6项标准（3项特高压交流、1项储能、2项超高压国际标准），三项特高压标准是绝缘配合、现场试验、无功电压。
5、战略规划
2009年提出《坚强智能电网发展规划纲要》
第一阶段（2005～2010年）：发展起步阶段。开展坚强智能电网关键技术研发和设备研制，制定技术和管理标准，开展各环节的试点工作。
第二阶段（2011～2020年）：全面建设阶段。加快特高压电网和城乡配电网建设，推动关键技术和装备实现重大突破和广泛应用，基本建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网。四纵七横，三华特高压（华北、华中、华东）
第三阶段（2021～2025年）：完善提升阶段。全面建成坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。
6、工程建设
特高压电网工程 3交4直 （规划5交8直，2020年实现东部、西部同步电网）
共计3交6直（两条南方电网）
特高压输电的安全性、经济性、环境友好性
（1）晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流输电示范工程，2009年投运，第一条实现商业运行的特高压交流输电工程；
（2）淮南-浙北-上海1000千伏特高压交流输电工程，2013年投运，同塔双回 （3）浙北-福州1000千伏特高压交流输电工程，2014年投运
（1）向家坝-上海正负800千伏特高压直流输电工程，2010年投运，跨越8省 （2）锦屏-苏南正负800千伏特高压直流输电工程，2012年投运，西电东送
19 （3）哈密南-郑州正负800千伏特高压直流输电工程，2014年1月投运，最长，疆电外送，电力丝绸之路
（4）溪洛渡-浙西正负800千伏特高压直流输电工程，2014年7月投运，首次实现单回直流满负荷输电运行，创造了超大容量直流输电新纪录。
工程建设
智能电网工程
发电（张北地区建设国家风光储输示范工程）、输电、变电（750千伏延安智能变电站是首座无人值班）、配电（成都配电自动化工程是国家电网实施规模最大、终端数量最多的配电）、用电（智能电能表、采集系统、营销互动服务、需求侧、用户侧分布式电源）、调度、综合示范（中新天津生态城智能电网综合示范工程是中国智能电网建设的一个标志性综合示范工程、上海世博园、扬州开发区、江西共青城、浙江绍兴新区、河南郑州新区）
工程建设
清洁能源发展
三峡2012年7月投运、伊万普（巴拉那河）、第
三、古里(委内瑞拉卡罗尼河）、第
五、大古力(美国哥伦比亚河）水电站
中国装机容量达百万千瓦以上的水电站有54座 青海是中国最大的太阳能光伏发电基地
7、2014年2月，成功中标巴西美丽山正负800千伏特高压直流输电线路项目
世界智能电网发展四大领域：电网网架、高级量测系统、电动汽车基础设施、储能技术
美国颁布了《能源独立与安全法案》《复苏与在投资法案》《2010战略计划》 日本颁布《智能电网国际标准化路线图》
西北太平洋智能电网示范工程是美国最大的智能电网示范工程，美国科罗拉多州波尔的是全美第一个智能电网城市
美国与日本是最主要的储能示范应用国家，日本在钠硫电池，液硫电池和铅酸电池储能技术方面处于国际领先水平
8、（1）世界电网互联现状
北美互联电网，美国、加拿大、墨西哥，包括北美东部、北美西部、德克萨斯州、魁北克电网4个互联电网
欧洲互联电网
俄罗斯-波罗的海互联电网：跨8个时区，覆盖最大 南部非洲互联电网、海湾地区互联电网、中美洲互联电网
20 南美洲互联电网:北部和南部，安第斯国家电力联网系统 （2）互联电网规划
欧洲超级电网：9个国家，将海上风电，北部抽水蓄能电站、南部的太阳能电站与欧洲负荷中心
沙漠太阳能计划：北非撒哈拉沙漠
亚洲超级电网计划：1998年俄罗斯提出 美国Grid 2030计划
9、清洁能源占一次能源比重达到80%； 清洁能源发电量占总电量的90%，占一次能源比重超过70%。
21 第八章
全球能源互联网改变世界
1、构筑能源发展新格局
（1）突破资源约束，人人享有充足清洁能源
能源供给更充裕、能源保障更可靠、能源平台更坚强 （2）突破时空约束，清洁能源实现高效利用
开发更高效、配置更高效、消纳更高效 （3）突破环境约束，清洁能源成为主导能源
能源开发实现清洁替代，能源消费实现电能替代，能源生产消费实现双向互动
2、激发经济增长新活力
（1）增强发展动力，全面提升经济质量
推动经济全球化、降低社会成本、优化经济结构 （2）释放创新红利，带动新兴产业发展
助推新一轮工业革命、带动商业模式创新、推动体制机制创新 （3）推动合作共赢，促进世界经济协调发展
促进各经济体共同发展、促进城乡一体化发展、促进各行业统合发展
3、创造社会美好新生活
（1）改变公众生活，提升人类发展水平
让人人享受智能生活、让个性需求得到充分满足、让人们全面自主健康发展 （2）推动社会变革，构建高效社会形态
社会生产方式更协同、社会组织形式更高效、社会运转体系更只会、（3）改善自然环境，实现生态可持续发展
气候变化得以控制、生态环境得到恢复、资源消耗大幅减少
4、开启人类文明新篇章
（1）推动政治和谐，促进世界和平
全球能源互联网成为维系世界和平的纽带、全球能源互联网成为保障社会稳定的基石、全球能源互联网成为聚合人类共同利益的平台
（2）推动环境和谐，促进生态文明
生态文明价值观得以确定、节能减排成为共同道路、可持续发展理念深入人心 （3）推动人类和谐，促进文明升级
提升人类认识思维、重构人类知识体系、升华人类精神文明
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