A medida que el desarrollo de la energía eléctrica de China continúa acelerándose, la red eléctrica de China también se ha desarrollado rápidamente. El nivel de voltaje operativo del sistema de la red eléctrica continúa aumentando y la escala de la red continúa expandiéndose. Se han formado en todo el país seis redes eléctricas regionales interprovinciales a gran escala, a saber, la Red Eléctrica del Noreste, la Red Eléctrica del Norte de China, la Red Eléctrica de China Central, la Red Eléctrica del Este de China, la Red Eléctrica del Noroeste y la Red Eléctrica del Sur. -Básicamente se ha formado la red de transmisión a distancia.
La encuesta sobre el estado de desarrollo de la industria de la red eléctrica de China y el informe de análisis de tendencias de desarrollo 2015-2022 publicado por la Red de Investigación de la Industria de China cree que en los últimos años, la escala de la inversión en infraestructura de la red eléctrica de mi país ha seguido expandiéndose. Y la proporción ha aumentado constantemente. Se han iniciado, completado y puesto en funcionamiento uno tras otro varios proyectos de redes eléctricas nacionales que han atraído mucha atención del mundo exterior. En 2012, la inversión en la construcción de redes eléctricas en todo el país fue de 369.300 millones de yuanes, un aumento del 0,2% respecto al año anterior. Frente al rápido desarrollo de nuevas fuentes de energía, como la energía eólica y la fotovoltaica, ha comenzado a surgir la moderna arquitectura de la red eléctrica de mi país, caracterizada por la utilización a gran escala de energía renovable e inteligencia.
En 2013, la inversión en la construcción de redes eléctricas en todo el país fue de 389.400 millones de yuanes, un aumento interanual del 5,44%. La tasa de crecimiento interanual de la inversión en redes eléctricas (cantidad mensual acumulada) generalmente muestra las características de "alta al principio y baja al final". A finales de 2014, la longitud del bucle de la red eléctrica nacional de líneas de transmisión de 220 kV y superiores y la capacidad de los equipos de las subestaciones públicas eran de 572.000 kilómetros y 3.027 millones de kVA respectivamente, lo que representa aumentos interanuales de 5,2 y 8,8 respectivamente.
En marzo de 2015 se emitieron los "Varios Dictámenes sobre la Profundización de la Reforma del Sistema Eléctrico", abriendo el mercado para introducir competencia en el lado de la generación de energía y en el lado de la venta de electricidad, con precios formados por el mercado y, al mismo tiempo, controlar la red de transmisión y distribución en el medio. En esta etapa, se romperá el monopolio de una empresa de red eléctrica. En la actualidad, la construcción de redes eléctricas se ha convertido en la dirección principal de la construcción de energía en mi país y las perspectivas para la construcción de redes eléctricas son atractivas. Durante el período del "Decimotercer Plan Quinquenal", la escala de inversión en la red eléctrica de mi país continúa expandiéndose. Para 2020, se construirá completamente una red inteligente unificada y fuerte y se alcanzará inicialmente el objetivo de construir una red eléctrica de clase mundial.
La inversión en la red eléctrica de mi país siempre ha sido un monopolio. Entre ellos, China Southern Power Grid es responsable de invertir, construir y operar las redes eléctricas en las cinco provincias del sur de Guangdong, Guangxi, Yunnan y Guizhou. y Hainan State Grid Corporation de China es responsable de invertir, construir y operar las redes eléctricas de 26 provincias y ciudades de todo el país. Al mismo tiempo, empresas locales de suministro de energía como Inner Mongolia Electric Power Company y Shaanxi Local Electric Power. Group, Guangxi Water Conservancy and Electricity Group, Sichuan Hydropower Investment and Operation Group y Shanxi International Electric Power Group han realizado inversiones en redes eléctricas a pequeña escala dentro de la provincia de mi país. La inversión en redes de distribución ha formado una estructura de mercado dominada por las dos redes eléctricas. gigantes y complementados con empresas locales de suministro de energía. El suministro de energía de los dos gigantes, State Grid y China Southern Power Grid, representó más del 90% del suministro de energía del país, alcanzando un máximo del 97% en 2013. Aunque la proporción ha disminuido desde entonces, todavía se mantiene estable en más del 90% y ocupa una posición dominante absoluta, otras empresas locales de suministro de energía solo representan menos del 10% de la cuota de mercado de suministro de energía.
Después de más de 100 años de desarrollo, la escala y estructura de la red eléctrica ha sufrido grandes cambios, es decir, desde la red eléctrica local inicial de pequeña escala hasta la red eléctrica regional de mediana escala, y luego a la red eléctrica interregional actual: la red eléctrica interconectada. Hoy en día, la red eléctrica ha suministrado aproximadamente una cuarta parte de la energía terminal para la humanidad y se ha convertido en una parte importante del sistema energético moderno. La proporción de electricidad en la estructura del consumo de energía terminal se ha convertido en uno de los indicadores del grado de desarrollo de un país. .
La futura red eléctrica mostrará las siguientes tendencias de desarrollo importantes: En primer lugar, la energía renovable se convertirá en la principal fuente de energía primaria en la red eléctrica. En segundo lugar, la estructura y el modo de funcionamiento de la red eléctrica sufrirán cambios importantes. En tercer lugar, la nueva tecnología de materiales se utilizará ampliamente en la red eléctrica. Cuarto, la red eléctrica física estará altamente integrada con los sistemas de información.
Una red eléctrica en un sentido amplio es un todo unificado compuesto por equipos de generación de energía, equipos de transmisión y distribución, y equipos eléctricos que utilizan una determinada estructura y modo de funcionamiento. Por tanto, desde la existencia de los generadores y sus correspondientes sistemas de suministro de energía, existe una red eléctrica. En 1882, Edison Company construyó la primera central eléctrica de CC formal del mundo y el correspondiente sistema de suministro de energía en Nueva York, que puede considerarse como la primera red eléctrica verdadera de la humanidad.
Sin embargo, dado que la energía de CC no se podía aumentar en ese momento, la distancia de transmisión y la capacidad de transmisión eran muy limitadas. Por lo tanto, Tesla inventó el alternador y la tecnología de transmisión de CA multifásica en 1887. En 1897, el primer alternador de la American Westinghouse Company en la central hidroeléctrica de Niágara se puso en funcionamiento y suministró energía a Buffalo, a 35 kilómetros de distancia, sentando las bases de la red eléctrica moderna.
Después de más de 100 años de desarrollo, la forma básica de la red eléctrica no ha cambiado fundamentalmente, es decir, la red eléctrica utiliza cobre, aluminio, etc. como materiales conductores básicos, como equipos eléctricos tradicionales. y las fuentes de energía gestionables (como los combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica, la energía nuclear, etc.) como principal fuente de energía primaria de la electricidad, y la forma básica de funcionamiento es la comunicación. Sin embargo, la escala y la estructura de la red eléctrica han sufrido grandes cambios, es decir, se han desarrollado desde la red eléctrica local inicial de pequeña escala hasta la red eléctrica regional de mediana escala, y luego hasta la gran red eléctrica interconectada interregional actual. . Por ejemplo, en 2012, la capacidad total instalada de generación de energía de mi país era cercana a los 1.200 millones de kilovatios, y la generación total anual de energía era cercana a los 5 billones de kilovatios-hora. La red eléctrica de mi país ha formado básicamente un patrón general de "transmisión de". eléctrica de oeste a este, suministro mutuo entre norte y sur e interconexión a nivel nacional". Cubriendo la mayor parte del país, se ha convertido en una de las mayores redes eléctricas del mundo. Hoy en día, la red eléctrica ha suministrado aproximadamente una cuarta parte de la energía terminal para la humanidad y se ha convertido en una parte importante del sistema energético moderno. La proporción de electricidad en la estructura del consumo de energía terminal se ha convertido en uno de los indicadores del grado de desarrollo de un país. .
De cara al futuro, creemos que la futura red eléctrica mostrará las siguientes importantes tendencias de desarrollo:
1
La energía renovable se convertirá en la principal fuente de energía primaria en la red eléctrica
1 p>
La humanidad se ha dado cuenta de que la energía fósil es insostenible y es necesario desarrollar vigorosamente energías renovables para sustituirla. Esto se debe a que: (1) Es difícil que la energía nuclear se convierta en la fuente de energía dominante antes de mediados de este siglo. Las materias primas para la energía de fisión nuclear también son recursos limitados y su uso implica riesgos para la seguridad, y el tratamiento de los residuos nucleares también es complicado. Dado que la utilización de la energía de fisión nuclear también afecta al entorno de seguridad internacional, la exportación actual de tecnología de energía de fisión nuclear está estrictamente controlada por los tratados internacionales pertinentes. Aunque la energía de fusión nuclear puede satisfacer las necesidades de desarrollo a largo plazo de la humanidad, sus perspectivas de aplicación aún no están claras. El ITER (Reactor Internacional de Fusión Termonuclear) planea construir su primera central eléctrica de demostración hasta mediados de este siglo. (2) La energía renovable es una energía verde sostenible y la cantidad que se puede extraer es suficiente para el uso humano. Según el análisis estadístico, la energía solar que recibe la Tierra es 10.000 veces la demanda energética total actual de la humanidad. La cantidad total de energía eólica en la Tierra también ha alcanzado cinco veces la demanda total actual de energía humana. Si también se incluyen los recursos hidroeléctricos, la energía de biomasa, la energía geotérmica y la energía oceánica, la cantidad total de energía renovable es aún mayor. Se puede observar que el potencial de desarrollo de las energías renovables es enorme. (3) La energía renovable se ha desarrollado enormemente. A medida que la tecnología continúa avanzando, el costo unitario de la generación de energía renovable disminuye año tras año. Según estimaciones de países y regiones desarrollados como Europa, Estados Unidos y Japón, la generación de energía fotovoltaica prácticamente podrá alcanzar la paridad de red en 2020. (4) Existe consenso internacional en que las energías renovables seguirán desarrollándose rápidamente en el futuro y se convertirán gradualmente en la fuente de energía dominante. Por ejemplo, en 2012, el "World Energy Outlook 2012" publicado por la Agencia Internacional de Energía (AIE) predijo las tendencias energéticas globales antes de 2035: para 2015, la energía renovable se convertirá en la segunda fuente de electricidad más grande del mundo, y en 2035, acercarse a la capacidad de generación de energía del carbón, la mayor fuente de electricidad. El Centro Europeo Común de Investigación predice que la energía renovable representará el 52% de la demanda energética total en 2050. Dado que el principal uso de las energías renovables es la generación de energía, si la energía utilizada por los seres humanos en el futuro procederá principalmente de energías renovables, la energía primaria de la red eléctrica también procederá principalmente de energías renovables.
2
La estructura y el modo de funcionamiento de la red eléctrica sufrirán cambios importantes
Las redes eléctricas modernas tienen problemas como estructuras irrazonables y seguridad y estabilidad inherentes de Las redes eléctricas de CA deben solucionarse con urgencia. A medida que se conecte cada vez más energía renovable a la red eléctrica, traerá una serie de nuevos desafíos severos a la red eléctrica. Esto se debe principalmente a la falta de programación, la volatilidad, la dispersión, la diversidad de métodos de generación de energía y el tiempo y la duración. espacio de las energías renovables. Determinado por la complementariedad y otras características.
Por esta razón, el Departamento de Energía de Estados Unidos incluso considera la tecnología superconductora como "la única reserva de alta tecnología para la industria energética en el siglo XXI". (4) Otros materiales nuevos, como nanocompuestos, materiales dieléctricos no lineales con control de campo (incluidos campo eléctrico y campo magnético) y control de temperatura, materiales de varistor de bajo voltaje residual, nuevos materiales de aislamiento, materiales de cambio de fase de metal aislante, nuevos materiales magnéticos de hierro. y los materiales de sensores de potencia de alta eficiencia y bajo consumo de energía (como materiales magnetorresistivos gigantes, cristales piezoeléctricos, materiales termoeléctricos, etc.) probablemente se utilizarán ampliamente en las futuras redes eléctricas.
4
La red eléctrica física estará altamente integrada con el sistema de información
Si se compara la red eléctrica con una persona, entonces la red eléctrica física es el esqueleto, el cuerpo y los órganos humanos, y el sistema de información de la red eléctrica proporciona el equivalente a las capacidades sensoriales, analíticas y de toma de decisiones humanas. La red eléctrica actual no sólo es imperfecta en la capa física, sino que la construcción de su sistema de información aún está muy por detrás de las necesidades futuras. Respecto a este aspecto, que es el concepto de la llamada "red inteligente" del que se ha hablado mucho a nivel internacional en los últimos años, no conviene repetir demasiado este artículo. Sin embargo, cabe señalar que, basándose en los equipos eléctricos existentes, confiar simplemente en mejorar el nivel de informatización de la red eléctrica estará lejos de resolver los problemas que enfrentará la futura red eléctrica. Cambiar la estructura y el modo de funcionamiento de la red eléctrica, mejorar el rendimiento de los equipos eléctricos y adoptar equipos eléctricos con nuevas funciones son igualmente importantes o incluso más fundamentales para resolver los problemas de la futura red eléctrica. Además, es necesario enfatizar que la capacidad de desarrollar equipos de energía y equipos de protección con funciones adaptativas a partir de materiales innovadores puede reducir significativamente los requisitos técnicos de la red eléctrica para detección, comunicación y procesamiento de datos, lo cual es importante para mejorar la seguridad. , fiabilidad y seguridad de la red eléctrica. Los beneficios generales son muy beneficiosos. Por lo tanto, es importante no pensar que la aplicación de la tecnología de la información a la red eléctrica lo es todo para el desarrollo futuro de la red eléctrica.