北极星智能电网在线讯:电力系统要讨论的是：当可再生能源在电力系统中占到80%甚至更多，当可再生能源在远距离输电中占到80%甚至更多，而电动汽车的充电负荷在电力负荷中占到20%甚至更多时，现在的智能电网概念中需要哪些新的外延、能源转换及储能技术的突破可能带来的影响，以及电网如何更好地去适应大能源的变革。
能源是社会发展的重要物质基础，而可靠的电力供应则是现代文明的重要支持。一次能源在各类发电厂中转化成电能形式的二次能源后，经过输、配电网输送给各种用户，完成终端能源的功能。其中，电能是二次能源的核心，而电网则是支撑在广域内共享电能的传输平台和电力市场互动的物理平台，是一次能源及终端能源之间的枢纽和桥梁。
按照发达国家的经验，如果电能在终端能源中的占比增加1个百分点，则能源强度将降低3.7个百分点。预计中国电能占终端能源的比重，将从2009年的18.5%增长到2020年的28.0%及2030年的32.0%。电力对能源安全的重要性显而易见。
为了确保电力系统的安全，必须研究完整的能源流，包括一次能源特别是可再生能源的开发、二次能源的转换及终端能源消费的规律，并保证能源流的整体可靠性。另外还需要研究资金流、物流、人才流和信息流等的可靠性，以支撑电力流及能源流的安全及其协调优化。
人类活动产生的污染增加了大自然的生态负载。作为人类最主要的活动，能源开发与消费链中的各个环节的排放都严重影响到生态平衡的裕度。一旦生态负载超过了自然界的自修复能力，生态平衡被颠覆，就必然有更多的自然灾害来惩罚人类，包括大停电乃至人类文明的毁灭。
为此，需要在一次能源中用可再生能源大规模地替代化石类能源，在终端能源中用电能大规模地替代化石类能源，并充分发挥电能在二次能源中的主导作用。
由于水能、风能、太阳能等可再生能源难以直接以原来的能源形式输送，必须转换成电能后才能适用于大多数终端负荷使用，也才能在区域内共享能源。因此，没有强大可靠的远方输电网以及智能灵活的主动配电网，就无法在终端能源中实现电能对化石能源的大规模代替，也就不可能在各种一次能源、二次能源及终端能源的各自内部及相互之间实现协调优化。
此外，风电和光伏发电具有很强的间歇性和随机性，不但无法直接控制，并且其预测误差大大超过负荷的预测误差，特别是风电的突变时刻与程度都难以准确预报。设想当可再生能源发电大规模入网，例如占到发电用能50%甚至更多时，突然风与阳光在几分钟内从很大降到很小，电能的充裕性将成为巨大的挑战。电力系统的瞬时备用及旋转备用的调度问题将随着可再生能源比例的增加而越发突出，如何保证二次能源和终端能源的安全是极为严峻的挑战。
为此，需要在众多相关领域中取得重大突破。这包括但不止于：各种可再生能源发电技术、远方输电网及主动配电网技术、风电和光伏发电在不同时间尺度上的预测技术、储能技术、电能替代技术、备用容量与备用电量的配置及调度技术，以及与能源系统融合的信息技术。
