中國工程院院士、國網電力科學院研究員名譽院長薛禹勝進行主題演講，以下是文字實錄：

薛禹勝：各位早上好，非常容幸在這里交流一下關于能源互聯網的一點看法。

我們知道能源是社會發展的重要物質基礎，可靠的電力供應則是現代文明的重要支持。如果電能在終端能源中的占比增加1個點，能源強度將降低3.7個百分點。可以看得出來能源安全是離不開能源的安全，離不開電網的安全。所以電網是支撐電力傳輸和電力市場的物理平臺。

我們知道一次能源在各種發電廠轉化成電能以后，電能再變成二次電能最終到終端的各種能源。這個過程當中我們要保證電力系統能承受可信的擾動崩潰的能力，電力系統在擾動后仍保持供需平衡的能力。

在這個電力系統和電力市場以及參與者之間，需要一個決策支持系統。基于這樣一個思維，國網電科院(行情,問診)開發了國際上唯一的WARMAP體系，它廣泛應用在中國省級以上的電網當中，就是80%以上的省級以上的電網是這個防御體系保護，這樣使得中國電網安全預警和安全方面引領了世界。

但是目前這樣一個研究工作是在電力流設定的邊界條件，邊界條件是我們給定的情況之下進行研究的，所以它并沒有考慮到一次能源對這個設定邊界條件的影響，它也沒有考慮到用電模式改變以后，它對于電力流的影響。所以我們中間研究了安全性，但并沒有考慮到實際情況底下，我們面對著能源的環境當中的變化。

那么為了保證真正的能源安全，我們是需要研究整個電力流， 用能源流代替單純電力流的研究。另外我們還要研究資金流和信息流，來支撐這樣一個能源和資金的正常運作。

此外為了保證環境的安全，我們還是要研究能源生產和能源消費對于環境的影響，也就是我們要求研究能源整個環節當中的每一個環節對環境排放的影響。

實際上我們以前研究的是中間物理的電力系統，但是它是和周邊所有環境這些箭頭互相聯系當中，是我們給定的條件之下，來保證電力系統的安全。但是外部的這些連接都是在改變的，并且隨著社會的發展，隨著經濟的發展，這些變化都有很大的影響。這些影響如果不把它考慮在能源安全，電力安全的話，后者的目的將是很難保證的。

在周邊邊上每一個故障最后都會引起物理電力的故障，所以我們必須要綜合考慮一次能源、二次能源及終端能源的生產與消費。

那我們來看一下電力系統和一次能源之間的關系，在各種能源當中，有一些能源目前為止化石類能源是作為發電當中主要的一次能源。但是這個情況剛才幾位專家也講了，它不但受到自然資源的約束，并且受到環境的約束，所以在未來化石類能源最終將被可再生能源代替。但是天然系、水能、核能、太陽能是不能直接轉化，主要的還是通過可再生能源變成電能以后才能被大多數的終端設備所使用，所以這里可以看到，電能在終端能源中作用是非常非常大的，如果沒有電大量在終端代替其他化石能源，可再生能源使用是不太現實的。

所以我們要保證大能源的充裕性，我們可以看到不可再生的能源除了供應一些沒有辦法被電能替代的終端需求的時候，主要是作為發電的燃料，它通過發電和配電工給電流符合的需求，供給可能被電能所替代的終端的需求。

但是化石類能源耗盡以后，太陽能量只能夠通過可再生能源來支撐人類的發展。那么我們原來的不可再生能源是可再生能源在億萬年長期的歷史變遷過程當中自然轉換成不可再生能源的，但是在這個短暫時間當中，一二百年當中，人類就把億萬年自然界發展過程當中積累起來的財富都全部消耗完了，所以自然轉換現在已經不可能了。如果我們規模性的轉換，把可再生能源再轉成油、轉成煤，當然這也是非常需要的，因為它還是有一部分的終端使用，最終也沒有辦法用可再生能源直接來供給，用電能來供給的。但是它大部分風能、光、水能可以提供發電的使用，而上面的回路就可以替代化石類能源當中來發電的這么一個過程。這個過程當然是非常重要，因為它對我們最終能夠用清潔能源，保證社會的福利，人的健康生活以及社會文明程度的增長非常的重要。

但是上面這個回路當中，可再生能源當中業帶來了一些挑戰，很重要的挑戰之一，就是它的不確定性。因為可再生能源是有一個非常強的不確定性，比如他本身是一個波動，風是或大或小，并且有間歇性特征，比如突然有一個很大的風速直接降到沒有風速，在幾分鐘之內，那么在這樣一個能源供應之下，我們叫它是不太可控的能源。那么要使得不太可控的能源占比不大，可以通過化石類能源起到備用作用，但是當可再生能源占到50%、80%，那個時候突然沒有風了，太陽被擋住了，那個時候我們系統當中怎么來保證用戶的可靠用電呢？如果這個問題不能夠很好的發展，當然我們也有沒有辦法來保證可再生能源的替代了。

可以看到一次能源當中，這是化石類的能源。二次能源經過人的轉換以后，它主要包括熱能、氫、電，這三者之間可以互相轉換，將來技術的發展，它們之間的轉換會更加有效。

當然也有儲能的支撐，這個是終端能源，所以能源主要分成了一次、二次、終端這三個層次。終端能源除了電之外，熱能、機械能、馬達使用的電能，包括大量IT行業當中使用的電能，最終我們是希望能夠把一次能源滿足于終端能源的需求。

目前為止，絕大部分能源是這么一個流向，但是隨著核能的加入，當然它可以替代其他的化石類能源，但是核能從某種意義上來講，它仍然是化石類能源。在真正清潔核聚變可以使用化之前，人類使用核能還是一把雙刃劍。最終我們希望是這樣一個可再生的能源，可再生能源替代，最終我們還是希望它能夠替代到前面三個化石類的能源。

為了要保證一次能源之間的轉換，它和一次資源和二次能源之間的轉換，以及一次能源之間的轉換都是以后我們要解決人類能源流當中所需要研究的課題。

那么大規模間歇性可再生能源入網對電力充裕性的挑戰。主要反應在以下幾個方面。

第一，間歇性電能的占比將持續增加。

第二，電源側的預測誤差大大超過負荷側。

第三，風電突變時刻難以準確預報。

第四，瞬時及旋轉備用的調度問題突出。

第五，影響到可再生能源發電的初衷。

所以對于在大規模可再生能源接入以后，怎么樣保證二次能源和終端能源的安全，這也是一個非常嚴重的挑戰。

這一點我個人感覺到還沒有被很多人所真正的認識到，因為現在注意力還是集中在電源端和用戶模式上面，但是這些問題將來也會成為一個重大的問題。

除了講的一次能源端以外，終端需側用典方式也會對物理電力系統產生問題很大很大。我們講過終端代替化石能源這是一個不可逆轉的趨勢，并且它對于環境的安全等等都是至關重要的，那么在這個當中主要使用的就是電動汽車。

電動汽車在這個框架當中的研究，還沒有框架式的設計來很好的進行全方位的研究。實際上我們可以看到到目前為止，包括我們政府講的計劃，實際上推動還是大大的滯后于實際的計劃。原因就在于，這么一個領域當中，它是人的參與和人的行為影響到行業發展是一個重大的因素。

我們現在知道，物理系統當中來做決策，都是建立于數學模型的仿真，它可以在數學模型上優化方案再需實施，如果有人參與的研究對象，目前為止，包括學術界很難提出一個很好的研究方法，能夠把我們沒有辦法用數學模型表達的人的博弈，特別是非理性的博弈，能夠有效的考慮在我們的決策上面。所以在管理上面和社會學上面，實際上我們是遠遠落后于物理上這個研究的工作，

怎么樣使技術上，物理上行之有效的仿真和靈敏性優化的思維，能夠引用到社會學上面這是我們一定要面臨的問題，特別是要解決人的博弈行為放在里面，所以這是我們設計研究的框架，我們在這上面進行了近十年的研究工作，也開始在國際上發表一些研究的結果。

其他還想談一下制約物理電力系統當中另外一個重要因素，也是這個大會所關注的，就是排放的污染。這兩者之間的關系也是一個雙向的關系。

我們可以看到電力系統和生態環境當中，電力系統是通過排放影響生態環境，而生態環境又通過災害來懲罰人類。

我們可以具體看一下，人類的活動產生了污染物，這個污染物使得自然界的生態可修復加重了它的負載。電力系統作為人類活動當中主要的部分，它的排放同樣使得自然界的生態破壞掉，如果這個平衡被顛覆的時候，那么自然界就會有更多的災害發生，而自然界的災害最終會引起電力系統當中停電的風險。

那么為了使得這樣一個環節，能夠在我們的可控范圍之內，除了政策上以外，我們還是應該在科學的水準上去研究這個問題。怎么樣能夠達到它的可控性，這也是我們需要要求的。

比如人類活動可以通過生態工程來改善自然界的生態，同時電力系統當中在排放的同時，我們通過市場的機制來約束這樣一個排放。另外我們通過監管來保證它能夠達到我們減排的作用。我們以前只是說定性的去講它，只是用語言程度上去描述問題，以及想一些辦法，但對于為這么一個精細化的研究，或者說在大規模的可再生能源的發展以及大規模人類活動的情況之下，一定需要有定量的分析，需要我們在社會學當中，在人類行為學當中找到新的研究的方法，這個是我們現在正在進行研究的。

我們希望在電力系統當我國當中，對排放的管理怎么樣從主動排放來克服自然界對于電力系統，通過電力系統的停電對人類的懲罰。

那么這樣我們就需要考慮到數學模型，要考慮到人類不同角色的參與者，人類的行為，在不同的環境，在不同的場景之下，它是理性和非理性的博弈，怎么樣影響決策的結果和最終物理系統的運行，這是很大的一個挑戰，這個上面我們也是做了很長時間的研究工作。

剛才講的是電力系統對生態環境當中的影響，反過來生態環境當中怎么通過災害影響到電力系統呢？我們現在做得工作也就回復到開始我所講的，我們原來的停電防御系統是局限在電力系統內部，但是我們需要把防御戰線提前到外部系統當中去，如果我們對自然災害的預警和決策能夠提前到它的源頭，那就給我們的停電防御留出更長的預警時間，這就相當于導彈防御系統希望把我們的雷達監測收到敵對國最近的地方是一樣的道理。如果要保證電力安全，一定要把我們的研究范圍擴大到自然災害引起機理的演化過程當中，如果我們這個研究向前推進，那么能源可靠性也就越能夠保證。比如說雷電預警現在已經在我們江西省防御體系當中運行了四年，得到了很好的效果。

下面談一下通訊系統和保護系統，也就是和IT之間的聯系。這當中，上面藍顏色是指經典模型當中的電力系統和下面靜電概念中的信息系統。這兩個領域是隔離開研究，它們之間互相的影響，特別是風險的交叉和放大在這個圖上用紅顏色表示的，實際上現在都是空白點。但如果我們不很好的研究這些空白點，我們是很難保證電力和信息安全融合的這么一個電力系統，所以這也是我們所需要研究的一個重要內容。

此外對于電力經濟的市場監管也是非常重要的，那么這些多參與者的博弈行為，通過他們的博弈影響到工況不確定性，和影響到電價不確定性，來影響到電力系統的安全，這就需要實驗經濟學方法來進行，這個我們也進行了大量的研究工作。

總的來看，我們已經達到的目的不足以保證今后的能源安全，而為了保證今后的能源安全，我們還是需要有這樣一個頂層的設計。美國、歐洲、日本對能源領域的頂層設計，在這些頂層設計當中提到了一個新的動向就是關于能源互聯網，這是歐盟提出來，美國進行的一些研究，另外德國也提出了其研究計劃。

到底能源互聯網是什么？這個事情我個人感覺到還是需要有一個討論。接下來是我自己的觀點，作為一家之詞，我想來表達一下我對這個問題的看法。

能源互聯網，字面上的說法是把IT當中互聯網這個詞用到能源上來講。但是現在很多文章或者網絡上面比較牽強的，我認為比較牽強的把互聯網的一些概念照搬到能源網上面來，當然這不利于我們真正去研究能源互聯網的。

我想Internet本身是支持信息劉德計算機技術，而能源流服從的物理規律與信息流不同。能源互聯不能簡單套用Internet的概念，而是在支撐層面上的深度融合，實現能源流的全面監控及優化。

我心目當中的能源互聯網就是我剛才所講到的，為了保證作為能源的核心是電力、電網。為了保證電力的安全，你要去研究它的方方面面，它的上游，它的下游，它的一次能源和終端電源，它的可再生能源對于化石類能源的替代，對我們電力安全的影響。

我們用典模式的改變怎么來改變電力系統的安全性和它的充裕性，所以能源互聯網是由物理系統構建成的能源網，但是互聯從信息的角度上來講，沒有信息的支撐，那么對現代化的系統來講都是空談，所以我們不能夠簡單的講能源互聯網是把internet的模式套用到能源上面來講。

能源互聯網的要素，第一，分布式的儲能及一次能源轉換技術。第二，互聯網技術。第三，電動汽車及各種智能用電模式。

能源互聯網的特點，我們講的能源網到底和智能電網有什么區別？我網上查了一下，所謂講的能源網的這些特點，在原來智能電網當中都講過了，所以我個人感覺一定要搞清楚提這個詞到底目的是什么？而是要提到原來概念當中沒有覆蓋上，并且沒有辦法簡單的擴展以后，覆蓋的那些概念，我們需要用一個新的名詞來代替它，所以我個人感覺到真正要解決的是當可再生能源占到80%，甚至占到100%，到那個時候的電力系統和電網怎么去支撐這個環境，這是我們以前在討論智能電網上所沒有正視的問題。也許需要從能源頂層設計當中很好的把它考慮起來。

人類可持續發展有賴于不但是能源，還依賴于經濟和環境安全，所以要保證人類的可持續發展，一定要保證方方面面的安全，而這些安全彼此之間是影響著你不可能單獨的，孤立去研究某一個方面，而應該把它看成是全局的問題來研究。

對我們來講，就是應該以電力為主的全方位的能源安全，它有賴于可再生能源，甚至到某一天，人類可能要使用80%以上都是可再生能源。一旦風沒有了，你怎么辦？我們怎么樣優化儲能來做好備用，這應該是用大能源觀點下的一個能源互聯網的觀點來對待這個問題，謝謝大家。

陸昕卉：非常謝謝薛院士專業的講解！好，到此為止，本屆主論壇第二單元主題演講部分暫時告一段落，接下來是午餐時間。下午一點半，主題演講環節繼續。

請受邀參加"環特全球合作伙伴午餐答謝宴"的嘉賓持邀請函前往酒店一樓梅花廳用餐，其他嘉賓請根據證件類別用餐提示，前往展覽館餐飲區就餐。我們下午見！