隨著新能源和高科技的興起，直流電開始回歸。如同一百年前愛迪生掀起的直流電之爭一樣，一場大討論在全世界范圍內被掀起，只是這次討論的重點是直流電與交流電能否協同發展。

肖立業，中國科學院電工所所長，他和他的團隊是為數不多的在國內專注研究直流電的專家團隊之一。肖立業一直對直流電的前景充滿了憧憬，他認為隨著可再生能源的比重日益提高，輸電網可能會出現交流網和直流網共存的局面，隨著直流電網技術日趨成熟以及負載對直流供電需求的增加，最后電網可能逐漸演變成以直流為主導的模式。對此，肖立業所長接受了《能源》雜志記者的專訪。

《能源》：隨著新能源和高科技的興起，直流電又重回人們的視野，您怎么看直流電的回歸？

肖立業：現有交流大電網存在安全穩定性問題。具有間歇性和波動性特點的可再生能源大量接入電網后，電網的安全穩定性、輸送能力的提升、雙向功率流動與控制等都將面臨更大的挑戰。如果仍然以交流模式為主導，則電網的不可預知性和安全穩定性問題將會更加突出。

第一，由于可再生能源的主要利用方式是發電，未來電網的規模將比當前有成倍的增長，如果仍然以交流模式為主導，則電網的穩定性將受到威脅。第二，由于可再生能源具有間歇性和不穩定性的特點，且其發電模式(特別是太陽能光伏發電與風力發電等)與傳統發電模式有根本性的不同，進而對交流電網的安全可靠運行帶來重大挑戰。第三，由于可再生能源具有分散性的特點，靠近負荷側就地利用的分布式發電也將是一種重要的方式；這就是說，未來的電力用戶也將是電力供應方，分布式發電采用什么樣的運行模式與大電網并網運行，也將是未來電網面臨的重要課題。第四，隨著可再生能源逐步替代化石能源，目前以化石能源為基礎的能源消費系統將采用電力(例如，電動汽車將采用電池)，這就使得未來電網的負荷構成及負荷特性也與目前電網有很大的不同。

《能源》：就新能源而言，直流電的優勢是什么？

肖立業：發展直流電網技術，將從根本上解決電網所面臨的挑戰。直流電網技術已經成為當今電網技術發展的重要方向和未來發展趨勢，歐美國家已經制定計劃采用直流電網解決海上風電的接入問題。

從輸電網層面來講，直流輸電網不存在交流輸電網固有的穩定問題，且當輸送相同功率時，直流輸電線路造價低；另外，直流輸電還具有網絡損耗小、對通信干擾小等眾多優點。因此，采用直流輸電網的模式，對于建設大規模的可再生能源電網是最為合理的選擇。

從配電網層面來講，未來配電網中的負荷對直流電源的需求將占相當大的比重，例如電動汽車、大量的信息設備(如計算機與微處理器、通訊系統設備、智能終端、傳感器與傳感器網絡等)都將需要直流電源；而目前電網中最主要的負荷電動機，如果采用直流供電的話，不但可以降低電機驅動系統的造價，而且可以提高電機驅動系統的整體效率。

在分布式電網中，太陽能光伏發電將得到最為普遍的應用，而光伏發電產生的電力為直流。同時，分布式電網中的儲能系統也需要直流運行模式。最近，國際上有關直流輸配電技術都得到了很快的發展，并取得了可喜的進展。因此，構建以直流為主導運行模式的電網，不僅是合理的，而且從技術上也將是可行的。

《能源》：匹茲堡大學“電力與能源計劃”的負責人提出，在20年內，我們的電力總負載的50%將是對直流電的消費。您怎么看未來直流電的發展？

肖立業：未來的輸配電網和分布式電網將逐步向以直流為主的運行模式方向發展。隨著信息技術、半導體照明技術、高效電機技術和電動汽車技術的應用發展，未來電力負載將需要越來越多的直流電力供應。這對當前的配電網也將帶來新的挑戰，發展直流配電網因此將成為可能的方向。

《能源》：您和您的團隊在直流電領域取得了哪些進展？預計應用的前景如何？

肖立業：目前，電工所對未來電網從交流模式向直流模式過渡的可能性和合理性做了初步的分析研究，同時，就我國廣域范圍可再生能源資源的時空互補性做了調查分析研究。在此基礎上，我們提出未來直流電網整合廣域資源時空互補性所需要的合理網架結構的初步方案。同時，我們正在開展未來直流電網的關鍵技術研究，在超導直流輸電技術方面，我們已經建成了360米、萬安培級的超導直流輸電示范工程，在分布式直流電網方面，我們已經啟動了基于多種能源互補(含多種儲能系統)的直流電網示范系統的建設，該分布式直流電網不僅是一個示范系統，同時也將為模擬大型直流電網的動態特性提供實驗平臺。

《能源》：有一種預測稱，從高壓電線直接到底端用戶的直流電傳輸的首次實現并不遙遠，尤其是在那些正在興建新的電力基礎設施的發展中國家。并且推斷中國在3-5年內就能實現這一目標。您怎么看這種觀點？

肖立業：從技術上講，簡單地實現從高壓電線直接到底端用戶的直流電傳輸，并不是一件難事，而光是做到這一點也沒有什么實際的意義。困難在于如何構造一個從輸電、配電到用電的直流電網，從而為未來能源發展服務。

未來的配電我認為也是向直流方向發展，因為我們的硬件設備好，直流負荷占的比重會相當大。照明是直流電，電動汽車也是直流充電，加熱、電鍍、電解，都需要直流電。同時電動機都要把交流先變成直流，最后再變成電機所需要的交流。因此如果這個電網本身就是直流供電的話，那么電機就省了AC到DC的環節，所以電機的造價也降低了，運行效率也更高了。

《能源》：大規模推行直流電，從技術上和經濟上分別看會遇到哪些阻力？

肖立業：從技術上講，一方面，需要重點突破構造直流電網所需要的快速直流開斷技術、多端直流輸電用的高壓大功率電力變換技術；另一方面，直流電網的理論基礎(如安全穩定性理論、可靠運行定則、數學建模與仿真)也需要取得系統性的突破。從經濟方面講，完全替代交流系統需要更換接入電網的所有以交流運行的設備，因此需要付出巨大經濟代價。因此從直流向交流過渡將是一個長期的過程。

《能源》：現在，在中國高壓直流只是點對點連接，還沒實現高壓直流輸電線路之間的互聯，您認為何時能實現？有哪些困難？
肖立業：要實現高壓直流輸電線路間的互聯，需要解決一系列科學技術問題。根據周孝信院士牽頭召開的第436次香山科學會議，大家討論認為：隨著技術的發展，也許2030-2050年左右，我國會出現交流網和直流網相融合的混合電網模式。

我認為中國未來的直流電網的構造模式，就是構建一個全國統一的、多層次的直流環形電網。這個環形電網上面，可以把不同的電源和負載都接到上面，通過環形電網進行有機的整合和控制。不同區域的環網可以有機的通過輸電線路連接起來，全國性的骨干網絡可以再和國外相互聯系，為構建跨國電網打下一個很好的基礎。

《能源》：未來直流電和交流電的發展將面臨怎樣的格局？

肖立業：首先是直流電網局部發展，用以整合區域可再生能源以接入現有交流電網。隨著可再生能源的比重日益提高，輸電網可能會出現交流網和直流網共存的局面。隨著直流電網技術日趨成熟以及負載對直流供電需求的增加，最后電網可能逐漸演變成以直流為主導的模式。