第一章　全球能源互联网概述

我们生活的地球是一个充满资源和能源的地方。赤道地区常年被阳光照射，光照资源充足；北极和南极地区常年有大风，风力资源丰富；海洋的洋流随着地球自转以及天体运动不停流动，蕴藏着巨大的动能和势能；农业地区会产生大量的秸秆、谷皮等，是重要的生物质能。但是地球上也有许多地区存在能源短缺的问题，美国、日本等发达国家的石油、煤炭和电力供应已经不能满足工业生产和生活的需求，巴西、印度、南非等发展中国家的能源供应已经跟不上经济人口快速增长的节奏，中国东南沿海地区也出现了能源供应紧张的问题。

世界当前的格局就是这样：有的地方资源和能源充足却无法得到充分利用，有的地方急需资源和能源却无处可求。如果将存在于不同地区的不同类型的资源和能源转化成同一种形式，通过遍布全球的通道输送到缺乏的地区，那么这个问题将会迎刃而解。

地球是一个资源和能源分布不均的地方

全球能源互联网就是以这样的思路解决全球能源分布不均的问题。全球能源互联网是在电网发展到一定程度后，将全世界的电网进行互联。如果将太阳能、风能、生物质能和潮汐能都转化为电能，通过这张延伸到世界各个角落的大型电网实现全球能源的互联互通，就能解决当前全球能源中心与负荷中心距离远的问题。

然而，全球能源互联网的构建，需要具备三个重要条件。

首先，要实现能源的清洁替代。所谓“清洁替代”，实际上就是利用风能、光伏等可再生能源发电方式替代传统的火电等有污染的发电方式，因此未来一定会淘汰一批污染严重的火电厂，并且大规模地上马可再生能源发电项目。风力发电、光伏发电、生物质能发电和潮汐发电等先进发电技术，将成为全球能源互联网的重要支撑。

清洁替代是全球能源互联网构建的重要条件

其次，泛在智能电网的建设，也是构建全球能源互联网的重要条件。智能电网是电网的高级形式，利用各种先进通信技术、先进控制技术等使电网更加可靠、经济、安全，环境更友好。智能电网是全球能源互联网的基本单元。实际上，国家、地区层级的电网需要先实现智能化，才能够安全稳定地进行互联。为实现泛在智能电网的构建，智能电表技术、AMI（Advanced Metering Infrastructure，高级计量架构）技术、柔性交直流技术以及先进通信技术和先进控制技术是不可缺少的。

泛在智能电网是全球能源互联网的基本单元

最后，远距离输电技术和电网互联技术也是实现全球能源互联网的重要条件。远距离输电技术可以实现电能的直接跨区域调控，电网互联技术可以实现不同电网的互联互通，在清洁替代和泛在智能电网的构建完成后，采用先进的电网间互联技术将国家、区域的电网进行互联，就是全球能源互联网构建的重要步骤。远距离输电和电网互联一般采用高电压、大容量的输电技术来实现，当前的特高压交流技术和特高压直流技术，就是实现电网互联和远距离大容量送电的重要技术，未来超导输电技术、半波长输电技术甚至无线输电技术都将在远距离输电和电网互联中扮演重要的角色。

先进输电技术是未来全球能源互联互通的重要通道

全球能源互联网对于人类未来的发展有着重要意义，本书将主要介绍全球能源互联网中的先进技术。本书分五部分，即先进发电技术、先进输电技术、先进配电技术、先进用电技术和其他尖端技术。

先进发电技术主要介绍太阳能发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术和潮汐发电技术四种清洁能源发电技术，未来它们将成为全球能源互联网中的重要电源技术。

先进输电技术主要介绍柔性直流输电技术、特高压技术、超导输电技术、半波长交流输电技术等，这些先进输电技术将在未来肩负着能源调控与传输的重任，是全球能源互联网中最重要的技术。

先进配电技术主要包括分布式能源技术、微电网技术和储能技术，先进配电技术关系着电网中的电能能否保质保量地到达用户，是未来可靠用电的重要保障。

先进用电技术包括智能电表技术、电动汽车技术和智慧社区。如果电能的合理调配已经实现，那么如何更好地使用电能才是人们最关心的问题。

其他尖端技术主要包括人工智能技术、大数据技术、无线输电技术以及先进电力设备等在全球能源互联网中的应用。科技的发展日新月异，全球能源互联网只有与最尖端的技术相结合，才能更大地发挥自身作用。

在未来全球能源互联网的构建和发展中，先进的技术将会越来越多，本书对当前全球能源互联网中的先进技术进行了总结和描述，希望能使读者对全球能源互联网及其先进技术有更深入的认识。