“十三五”布局大幕拉開電工企業準備好了嗎？

/本刊記者　王思童/

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記者觀察/REPORTEROBSERVATION

“十三五”布局大幕拉開電工企業準備好了嗎？

/本刊記者王思童/

在新一輪能源革命中，提高化石能源的清潔高效開發利用水平，提高可再生能源及新能源發電的比重，提高電網的輸送能力、效率和安全性，提高電能在終端消費的比重，實現電力與能源的綠色、低碳、開放、智能化發展，將成為電力科技創新的重點方向。

“我國電力發展在‘質’和‘量’兩方面均取得了顯著成績，總體規模穩居世界第一，總體技術水平進入世界先進行列，為國民經濟和社會發展提供了充足的動力。現在，我國電力和能源發展又站在了一個新的歷史起點上。” 中國電機工程學會理事長鄭寶森在2015年中國電機工程學會年會上一語概括電力工業發展取得的舉世矚目的成就。

結構優化穩步推進。截至2015年9月底，火電裝機容量占總裝機容量比重為67%，比2000年下降7.1個百分點，水電、核電、風電、光伏發電裝機容量分別達到3.1億千瓦、2414萬千瓦、1.09億千瓦、3795萬千瓦。風電和太陽能發電裝機增長超過了281倍和1395倍，清潔能源并網規模已為世界第一，電力和能源綠色發展成為主流方向。

技術水平顯著提升。特高壓輸電技術及裝備、智能電網、高效清潔燃煤發電、水電、三代核電技術及裝備、新能源發電等關鍵領域取得重大技術突破，形成了國際領先的技術優勢。特高壓電網技術實現了中國創造和中國引領；智能電網技術發展走在世界的前列；燃煤發電在超超臨界、潔凈煤和超低排放技術方面實現新突破；水電在地下大型洞室設計和建設、大型水輪發電機制造等技術方面躋身世界先進水平；第三代核電關鍵裝備基本實現自主化設計和國產化制造；陸上、海上風電單機容量分別突破5MW和6MW，具備了完整的太陽能光伏發電制造產業鏈，風電、光伏發電產能居世界前列。

建設實力日益增強。在電力和能源建設領域屢創輝煌，鑄就了三峽、向家壩、溪洛渡等大型水電工程，“三交六直”特高壓、多端柔性直流、智能電網等電網工程，百萬千瓦超超臨界、60萬千瓦超臨界循環流化床（CFB）等火電工程，二代改進型（CPR1000）核電工程，風光儲輸、分布式能源工程等一座又一座世界電力工程的豐碑。

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》明確提出，要堅持綠色低碳循環發展，推進能源革命，加快技術創新，建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系。電能在能源系統中處于中心地位，電力的轉型升級是能源革命的核心和關鍵。在新一輪能源革命中，提高化石能源的清潔高效開發利用水平，提高可再生能源及新能源發電的比重，提高電網的輸送能力、效率和安全性，提高電能在終端消費的比重，實現電力與能源的綠色、低碳、開放、智能化發展，將成為電力科技創新的重點方向。以“互聯網+”智慧能源為目標的新產業、新業態、新模式，以大數據分析技術、云計算技術、物聯網技術為代表的信息化、數字化與能源的深度融合技術，將成為跨領域技術創新的重點。

在電源方面，能源結構轉型和能源效率提升是未來發展的重點和方向。火電技術領域重點開展700℃超超臨界發電、超超臨界循環流化床發電、污染物一體化脫除、二氧化碳捕集及利用等重大技術攻關，提高燃煤發電利用效率，降低污染物排放總量。新能源發電技術領域重點開展海上風電、光熱發電、基于高效太陽能電池的光伏發電、海洋能發電等重大技術攻關，促進我國新能源的快速發展和消納利用。水電技術領域重點開展超高壩建設技術，大型地下洞室群關鍵技術、高性能大容量水電機組技術等重大技術攻關，注重生態環境，實現綠色和諧水電開發。核電技術領域重點開展第三代壓水堆核電技術、第四代核電技術以及模塊化小型核反應堆技術等，確保核電安全發展。

在電網方面，要重點開展智能電網重大技術研發，超前部署我國新一代能源系統及全球能源互聯網關鍵技術研究。智能電網技術是當前支撐能源消費和供給革命的關鍵技術，是解決大規模可再生能源消納、分布式能源有效利用、終端用電能效優化提升等問題的重要手段。新一代能源系統技術著眼于未來以電為中心的能源發展趨勢，研究以電網為載體，建立包括油、氣、可再生能源等多種能源相互支持的綜合利用和智能互動技術，支撐轉型后的新一代能源系統發展。全球能源互聯網是以特高壓電網為骨干網架、全球互聯的堅強智能電網，是解決清潔能源大規模開發、大范圍配置和高效利用的前瞻性技術，將加快清潔發展，推進“兩個替代”，形成以電為中心、以清潔能源為主導、能源全球配置的新格局，實現全球能源轉型升級，引領和推動第三次工業革命。

智能配用電技術進展及發展趨勢

天津大學王成山院長在題為《智能配用電技術進展及發展趨勢》的報告中從配電系統智能控制、微電網、電動汽車充換電設施的規劃與運行、智能用電四個方面，闡述了“十二五”期間智能配用電領域重點及核心技術的研究和應用情況，并指出了未來智能配用電領域的技術瓶頸，通過與國外類似研究進展情況的比較，展望了我國智能配用電技術的發展前景。

“十三五”電力科技重點關注的領域：①主動配電網；②配電網自愈控制；③交直流混合配電網；④大功率高電壓DC/DC并網接入技術；⑤規模化電動汽車與電力系統互動運行；⑥以智能電網為基礎的綜合能源系統；⑦大規模用戶與電網的供需友好互動；⑧大規模儲能系統與電力系統協同運行；⑨高溫超導電力應用。

國家能源局發布《配電網建設改造行動計劃（2015～2020年》（以下簡稱《行動計劃》）明確提出，2015～20020年，配電網建設改造投資不低于2萬億元，其中2015年投資不低于3000億元，“十三五”期間累計投資不低于1.7萬億元。預計到2020年，高壓配電網變電容量達到21億千伏安、線路長度達到101萬千米，分別是2014年的1.5倍、1.4倍，中壓公用配變容量達到11.5億千伏安、線路長度達到404萬千米，分別是2014年的1.4倍、1.3倍。配網行業的升級給行業帶來的機遇，充分拉動配電網二次設備企業如國電南瑞、許繼電氣以及智能型配電開關設備、配網非晶變壓器供應商等訂單增長。

輸變電裝備技術進展及發展趨勢

中國電力科學研究院高克利副院長在《輸變電裝備技術進展及發展趨勢》的報告中從串聯電容器動態補償裝置及工程應用、±200千伏高壓直流斷路器、方便運輸的特高壓大容量變壓器、緊湊型隔離斷路器研制成功并在智能變電站中應用、特高壓交流SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備、±800千伏換流變閥側套管、直流穿墻套管及其他設備等方面介紹了輸變電裝備的最新進展。

高克利指出，“十三五”輸變電裝備的發展趨勢將為：①特高壓裝備趨勢。工程建設提出的對于裝備在特殊環境應用、參數設計優化等方面的新要求。②直流輸電裝備趨勢。±1100kV換流變壓器、 ±1100kV穿墻套管，±500kV直流電纜、更高電壓等級的直流斷路器。③材料。電纜絕緣材料、SF6氣體替代和石墨烯的應用等。

“十二五”期間，特高壓輸變電技術的自主創新、天然氣長輸管線加壓站設備的國產化，都證明了產需雙方緊密合作對高端裝備自主創新的重要性，“十三五”要繼續堅持并推廣這一經驗。

在基礎材料方面，高克利建議在行業或更高層面上進行頂層設計，成立電氣絕緣材料研究中心或試驗室，加大研究投入，實現基礎材料研究水平的整體提升。

輸電系統技術進展及發展趨勢

中國電力科學研究院總工程師湯涌在《輸電系統技術進展及發展趨勢》中指出，輸電技術及系統涵蓋了保證電網安全、可靠、高效運行的基礎支撐技術。報告針對特高壓交直流電網規劃與分析技術、電網調度控制及市場運營技術、特高壓交流輸電技術、特高壓直流輸電技術、電壓源換相直流輸電技術、靈活交流輸電技術、交直流電力系統仿真計算技術、電力系統保護與控制技術、智能化變電站技術、電網防災減災這十項技術，總結了最新研究進展，分析了學科發展趨勢，并提出了創新發展機制與建議。

核能發電技術進展及發展趨勢

中國電機工程學會核能發電分會秘書長汪映榮在《核能發電技術進展及發展趨勢》中介紹，目前我國的壓水堆設計、建設水平已走到世界前列，并且已經具備自主設計建設第三代核電機組的能力，目前在建的AP1000、 CAP1400、 EPR、華龍一號均屬第三代核電技術，也是目前國際上在建的最先進的壓水堆機組。此外，我國核電的重水堆、高溫氣冷堆、快堆、核聚變等關鍵性技術都得到了迅速發展。汪映榮表示，我國核電發展的脈絡可概括為：熱堆—快堆—聚變堆；從研發第一個核電堆型開始，我國的核電就確定了主要采用壓水堆的技術路線；新發布的《能源發展戰略行動計劃（2014～2020年）》明確指出，到2020年，我國核電裝機容量達到5800萬千瓦，在建裝機容量達3000萬千瓦以上。核能發電是我國能源戰略的重要選擇，是滿足我國能源發展需要、解決我國環境污染、實現溫室氣體減排目標的重要途徑。安全發展核電，對保障國家能源安全、保障電力供應、調整能源結構、保護生態環境、帶動產業發展，促進科技進步和增強綜合國力具有重要意義。

目前，中國已經形成核電設備制造產業鏈，設備國產化生態圈：以中國一重、中國二重和上海上重為產業龍頭的大型鑄鍛件和反應堆壓力容器制造基地；以哈爾濱電氣、東方電氣和上海電氣為產業龍頭的核電設備制造基地；以沈陽鼓風機集團、中核蘇閥和大連大高閥門為代表的核級泵閥制造基地。十三五期間，核電制造業將把提高核電產業自主創新能力為己任，突破三代技術的瓶頸，實現國產化、自主化作為重點任務，為我國核電“走出去”奠定堅實的基礎。

可再生能源發電技術進展及發展趨勢

中國電力科學研究院新能源研究所所長王偉勝在《可再生能源發電技術進展及發展趨勢》的報告中介紹，近年來，我國可再生能源發電領域發展迅速。截至2015年6月，全國風電并網裝機容量達1.05億千瓦；截至2015年9月，全國光伏發電裝機容量達到3795萬千瓦；在太陽能熱發電方面，已建成槽式、塔式、蝶式多種形式的小規模示范工程；目前主流生物質電廠單機容量規模已有12兆瓦和25兆瓦，對應的循環硫化床鍋爐蒸發量為75噸/小時和130噸/小時；海洋能發電各類技術基本處于小規模試驗示范階段；截至2015年10月，地熱發電裝機容量已達10萬千瓦。重大技術進展方面已建成4兆瓦及以下風力發電機組的裝備設計制造技術體系及其規模化應用、太陽能光伏發電及并網關鍵技術取得突破并實現規模化應用、太陽能熱發電系統研發成功并實現工程應用、張北國家風光儲輸示范工程建成并投運。未來重點技術主要包括海上風力發電技術、太陽能光伏發電技術、太陽能熱發電技術、生物質發電技術以及可再生能源發電調度運行技術等領域。王偉勝表示，目前以風電、光伏為代表的可再生能源已成為我國第三大主力電源，預計到2030年將超過水電成為我國第二大主力電源，而科技創新是發展可再生能源的巨大推動力。

清潔高效發電技術進展及發展趨勢

清華大學熱能工程系的蔡寧生教授在《清潔高效發電技術進展及發展趨勢》的報告中指出，發展和采用清潔高效發電技術對降低能源消耗、減少環境污染物排放、優化我國能源結構及促進能源可持續發展具有非常重要的意義。“十二五”期間，我國清潔高效發電技術在提高能源利用效率、劣質煤和準東煤的高效清潔利用、發展清潔能源和可再生能源發電技術以及節能減排等方面取得了可喜進展。同時，介紹了我國的粉煤（PC）發電技術，整體煤氣化聯合循環（IGCC），循環流化床（CFB），煤炭清潔利用，燃氣輪機聯合循環（NGCC）和分布式發電技術，太陽能與燃煤電站互補發電技術，熱電聯供與多聯產，以及CO2捕集、利用和封存（CCUS）等近年來取得的進展和未來發展趨勢。我國以煤為主的能源結構現狀和面臨的巨大溫室氣體減排壓力。截至2015 年10月底，全國6000千瓦及以上電廠裝機容量13.9億千瓦，同比增長9.5%。預計到2020年我國電力總裝機容量將達到16～16.5億千瓦。為了實現這一目標，我國必須大力發展清潔高效的燃煤發電技術。

12月2日召開的國務院常務會議決定，“在2020年前，對燃煤機組全面實施超低排放和節能改造，使所有現役電廠每千瓦時平均煤耗低于310克、新建電廠平均煤耗低于300克，對落后產能和不符合相關強制性標準要求的堅決淘汰關停，東、中部地區要提前至2017年和2018年達標。”這些機組有的承擔供熱功能，有的是燃燒劣質煤的循環流化床機組，而且大部分機組的服役期限還不夠長。如果對其全部淘汰，將會造成巨大經濟損失，但繼續照常運行又對我國的整體節能減排工作造成較大影響，對發電機組進行高效化改造將是“十三五”期間發展的一個比較好的選擇。

電力電子技術進展及發展趨勢

清華大學電機系趙爭鳴教授在《電力電子技術進展及發展趨勢》的報告中指出，我國電力電子學科在國家重大工程和國防重大裝備等持續需求的驅動下發展迅速，已成為國家科技戰略中諸多重點研究領域的基礎性學科和支撐技術之一。電力電子技術包括電力電子半導體器件、功率變換電路及其控制，同時需要考慮的學科還有電磁場、熱力、機械等。未來，以各種電力電子半導體器件為主功率器件的電力電子設備和系統，將展開競爭且共同發展，電力電子裝置將更多地采用常規硅基功率半導體模塊組合和寬禁帶功率半導體器件。趙爭鳴提出，著力提高器件和裝置的應用極限以及提高應用的可靠性，則將成為未來電力電子裝置設計與應用的重點。電力電子裝置的設計將逐步從定性設計過渡到定量優化設計，進一步提高電力電子裝置的效率，減小體積，增加功率密度，提高運行可靠性。

電力電子技術是新興的一種電子技術，隨著我國對環境保護意識的不斷提升，市場需求不斷增長，變頻器行業也將迎來更多的市場前景。我國變頻器企業發展將會面對新機遇與新挑戰。

目前，我國變頻器配套產業實力依然相對較弱，缺乏核心技術，外資品牌壟斷高端市場。“十三五”期間，國產變頻器企業應不斷從以往單純的提供產品向為用戶提供系統化的解決方案方向轉變，打造國產高端產品。同時，節能環保的推廣也是推動我國變頻器行業發展的動力。對電廠而言，無論是火電廠，還是新興的熱電廠，對變頻改造節能都有了共識。以前電廠是否上變頻器，還存在觀望或局部使用情況，現在只要是新建電廠，一、二次風機、引風機等，從設計之初就將變頻器納入其中。從以前只是個別使用變頻器，如水泵、引風機等，到現在電廠逐步實現變頻器改造。電廠的節能減排，無疑給變頻器產業帶來了市場放量。

電力環保技術進展及發展趨勢

國電環保研究院副院長朱法華在《電力環保技術進展及發展趨勢》的報告中談到，電力環保技術包括發電與輸電領域污染防治與管理方面的環保技術，國家近年來在政策層面上對推進煤炭的清潔高效利用方面陸續提出新的要求。《能源發展戰略行動計劃（2014～2020年）》明確指出，轉變煤炭使用方式，著力提高煤炭集中高效發電比例。提高煤電機組準入標準，新建燃煤發電機組供電煤耗不得超過300克/千瓦時，污染物排放接近燃氣機組排放水平。

隨后，朱法華對國內外的低氮燃燒+煙氣脫硝、煙氣除塵、煙氣脫硫、煙氣脫汞、多污染控制等技術在近年來取得的進展作了詳細介紹。他指出，電力環保技術將向超低、超超低排放邁進，污染物控制從減量化、無害化向資源化、節能化、循環經濟方向發展；管理方面首先是監管到位，通過嚴格法律、體制創新、機制激勵、管理革新，引導企業自覺自主減排；未來的管理技術將充分利用衛星、遙感、云檢測、大數據等新技術。在發展層面，標準推動技術進步，以火電為主的電力環保技術將進入超低排放階段；在技術層面，現有技術的升級及功能拓展、源頭控制、資源化、多污染物控制是重要的發展方向；在管理層面，體制機制創新、精細化運行、規劃化管理是“建設好”、“運行好”、“管理好”環保設施不可或缺的元素，隨著管理技術的進步，管理減排的重要性日益彰顯。