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未来电网将从传统的发、输、配、荷的垂直单一模式,转变为含多电力电子变换的功率与信息双向流动模式。因此面对这一革命性变化,新一代电网中新的科学基础问题以及新的关键技术将被不断提出,并将引起极大关注。
本文首先总结和分析了新一代电网发展的6个显著特点,然后提出了其核心问题——电力电子化中包含的5项关键技术,最后详细讨论和梳理了多源多变换复杂交直流系统中的基础问题。

图3 新一代电网的框架构想
1新一代电网发展的6个显著特点
1.1新能源发电成为主导能源的进程加快
支持新能源快速发展已成为各国未来能源计划的重要决策,可以预见,未来电力系统中可再生能源必将逐步由替代能源成为主导能源。
美国作为传统的能源消耗大国,计划在未来10年投资1500亿美元建立“清洁能源研发基金”,用于太阳能、风能、生物燃料和其他清洁可替代能源项目的研发和推广,将为使用此类能源的企业提供250~450亿美元的税收优惠,有助于增加500万就业岗位;未来3年内可再生能源产量增加1倍,2012年所占发电比例由目前的8%提高到10%,2025年增至25%。
欧盟作为世界最大的经济实体之一,同样在大力推动着智能电网框架下的可再生能源规划,计划在2020年,20%的电能消费由可再生能源提供,完成35%的可再生能源无缝并网,并实现20%的能效提高和20%的二氧化碳减排的目标,并计划在2050年通过包括可再生能源的零碳发电实现至少80%的温室气体减排。
中国正处于工业化、城镇化加速发展时期,能源需求持续增加,虽然对可再生能源的开发起步较晚,但已将发展可再生能源作为减少能源贫困、增加能源供给、改善能源结构的重要途径,并通过立法将可再生能源列为能源发展的优先领域。
《可再生能源发展“十二五”规划》(2011)的具体目标为:到2015年,可再生能源发电量达到总发电量的20%以上,可再生能源供热与民用燃料总计年替代化石能源约1亿吨标准煤,建立30个新能源微电网示范工程,100个新能源示范城市及200个绿色能源示范县。
2014中美气候变化联合声明指出:美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26%~28%的全经济范围目标。中国计划2030年前后二氧化碳排放达到峰值,并且将努力早日达峰,并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到约20%。中美双方均计划继续努力并逐步加大力度,其增速可能还会加快。
延伸阅读:【大趋势】微电网开启能源互联网“新纪元”
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