全球能源互联网是实现世界范围内能源资源优化配置的关键路径，亚洲电网互联是全球能源互联网的重要组成部分。在分析东北亚地区中国、韩国、日本三国能源电力现状及发展趋势的基础上，提出了中国—韩国—日本电网跨国互联的设想。基于对不同直流输电方式以及海底电缆技术应用前景的探讨，提出中国—韩国—日本跨国联网构建方案，并论证了方案的技术可行性。最后，从工程投资估算、输电成本以及电价竞争力的角度对所提出的方案开展经济性分析。

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全球能源互联网是国际能源市场发展的重要方向，东北亚地区具备建设能源互联网的基础和必要性，是目前全球能源互联网建设中最具潜力的区域之一。提出了东北亚地区跨国电力联网的互联模式及设想路径，通过构建与分析东北亚电力系统联网计算模型，研究了电源送端电源汇集、陆上与海底输电技术、受端电网的电力疏散及电网安全稳定性等东北亚地区电力互联需关注的关键技术问题。初步研究结论表明，东北亚地区电力资源配置在技术上具备可行性。

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刚果河是世界上水力资源最为丰富的大河之一，其中超过40%集中在刚果（金）下刚果省的英加地区。自上世纪五十年代大英加工程设想提出以来，英加水电的开发和外送一直受到全世界的关注。然而，受限于建设资金和消纳市场等问题，目前开发率尚不到百分之三，具备巨大的发展潜力。从消纳空间和比较优势两方面分析了英加水电的潜在市场，并结合电源开发进度提出了输电方案。分析表明，大英加工程作为非洲重要的清洁能源基地，其外送电力在西部非洲、南部非洲和北部非洲具有较强的竞争力。加快大英加水电开发和外送对推进非洲能源互联网建设、以清洁和绿色方式满足整个非洲电能需求具有重大而深远的意义。

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电网基础设施互联是“一带一路”建设的优先领域，对于实现能源资源优化配置、深化区域经济合作具有重要作用。在对“一带一路”沿线电网互联互通现状、未来发展趋势和挑战进行分析的基础上，提出推进“一带一路”跨国电网互联的基本原则和总体策略，并针对能源基地跨国送出项目和跨国跨洲联网项目提出相应的推进策略。

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跨国跨洲电力交易机制是推动全球能源互联网发展，实现世界能源清洁低碳转型和经济社会可持续发展的重要途径。本文首先分析了跨国跨洲电力交易情况及交易机制现状，在此基础上，根据激励相容、市场规制以及深度博弈等理论，面对跨国跨洲电力互联互通的发展趋势，提出跨国跨洲电力交易机制设计目标与思路。重点针对邻国互联、跨多国远距离互联和区域一体化互联三种场景，创新探索设计相应的跨国跨洲电力交易机制，促进清洁能源大规模开发、远距离传输和大范围配置，为各参与国和市场主体带来价值收益，实现清洁可持续发展目标。

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在全球能源互联网背景下，各洲大型能源基地的互联使得跨国跨洲电力交易成为可能。然而对跨国互联电力市场交易机制的研究尚未成熟与完备，基于此本文针对跨国交易中存在的电能输送距离长、市场构成复杂、政治因素以及新能源出力不确定性等问题，提出了一种以社会福利最大化为目标的跨国电力市场长期交易模型：通过优化新能源的市场参与比例，合理分摊输电服务费，分析政治因素带来的风险成本等，建立和完善了跨国电力交易年度合约；引入缺电惩罚项对月度电量分配模型进行优化。最后对日本、韩国、朝鲜、蒙古、中国华北和东北地区五个区域组成的东北亚电力市场进行仿真与分析，验证所提出的模型的合理性，为能源在区域间的优化配置提供了理论指导。

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针对跨国互联电网的各类参数在各国存在的差异及逐年变化的可能性、工程的接续性，根据单位容量年费用法，提出测算跨国互联电网方案的总费用现值的数学模型，结合2030年东北亚互联电网的算例进行实证及敏感性分析。同时讨论成本分摊方法。

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全球能源互联网可以实现资源的综合优化配置，为全球生态环境带来巨大的正向效益。为了定量评估全球能源互联网带来的环境效益，在全球能源互联构想下，设置全球电力发展的自平衡情景和联网情景，通过建立全球能源互联网环境效益指标体系，定量评估联网所带来的资源节约、常规污染物减排、应对气候变化等方面的效益。计算结果表明，全球能源互联网不仅能够带来巨大的资源节约效益和常规污染物减排效益，还能缓解全球气候变化，有助于实现2℃温控的目标。

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电网的互联与跨境交易能够促进资源有效配置，其发展阶段的划分能够为各区域与国家的跨境电力交易提供发展方向。因此文中就互联电网的发展阶段划分进行研究，基于调研数据总结电网互联的评价指标，并通过主成分分析提炼关键因素作为发展阶段的特征指标，通过聚合自然划分出六个发展阶段，建立起互联电网发展阶段的划分模型。

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工业革命以来，化石能源大量开发和使用，在推动经济社会发展的同时，也带来资源紧缺、环境污染、气候变化等突出问题。全球清洁能源储量丰富，21世纪以来，以电为中心、清洁化为特征的能源结构调整加快推进，逐步成为世界能源可持续发展的重要方向。清洁能源资源与能源消费分布的不均衡性，风能、太阳能发电的间歇性、波动性等特点对未来电网发展提出了更高要求。以实现全球清洁能源高效开发利用为目标，结合清洁能源和电网技术发展场景，探讨未来电网发展，提出以特高压柔性直流构建洲际互联骨干网架，多节点、多回路、交直流混联的电网形态设想，并提出关键技术研究方向。

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随着中国现代交直流混合电网的不断发展，如何整合协调已有的各种控制子系统，构建现代电网的安全稳定智能协调控制系统越来越受到关注。首先总结了直流输电对交直流混合电网安全稳定性的显著影响，分析了电网中控制系统的现状，进而指出当前各种控制子系统都是为了解决电力系统发展过程中的各个问题而自然出现的，并非有计划性的统筹设计，缺乏来自系统全局角度的主动协调和趋优控制，“二次”控制系统需要向深度融合的物理信息系统演化。从系统论、控制论及协同论的观点入手, 提出了构建分散—集中型现代电网智能协调控制系统的若干原则和总体框架，并举例阐述了体现这些原则的工程实例。

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依据中国国家电网公司已建成的8条“大气污染防治行动计划”特高压工程，从受端区域减少燃煤机组发电量、受端地区减少散煤燃烧量，以及其相应的大气污染物、温室气体CO2排放量的角度，对特高压工程建成后对大气环境的减排效益进行了评价。同时，以锡盟—山东特高压工程为例，使用WRF-Chem模式，结合气象、地理条件，从该工程实施后使得受端区域电源点发电量减少的角度，计算工程实施后北京、济南地区的大气环境PM2.5浓度的降低值。

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在远距离能源输送方案被广泛实施的环境下，特高压直流输电技术具备的远距离、安全稳定等特点将使其得到更广泛应用。文章对直流输电系统的接地极工程设计情况、不同环境下的限制因素进行了综述，结合目前中国直流工程接地极技术及典型案例，分析了10 GW、6250 A扎鲁特—青州直流输电工程青州换流站选址过程，以及糯扎渡—江门5 GW、3125 A直流输电工程普洱换流站垂直接地极本体的选型设计过程。展望未来全球能源互联网特高压直流输电技术实践，对海洋接地极设计方案提出了设想。

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为了解决位于苏格兰北部Shetland岛的可靠供电问题，规划设计了英国Shetland柔性直流输电工程。英国Shetland工程是中国将柔性直流输电技术应用于海外的第一个工程。为了满足柔性直流换流站运行的需要，研究提出了换流站的主接线方案。开展了柔性直流系统主回路参数研究，确定了换流站主设备选型及主参数计算。通过交、直流过电压研究提出了换流站绝缘配合方案。提出的应用于海外工程的柔性直流系统设计方法，为柔性直流技术发展及海外工程应用提供了有力支撑。

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