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  • Suzhou Electric Appliance Research Institute
    期刊號: CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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    電網關鍵技術碩果不斷:柔性直流輸電、 主動配電網、智能電網注入活力

    來源:中國電力報發布時間:2018-01-02 10:02 瀏覽次數:861

            翻閱《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年)》,“柔性直流輸配電技術”“源-網-荷協調智能調控”“可再生能源并網與消納”“高溫超導”等關鍵詞頻繁出現在“現代電網關鍵技術創新”這一章節當中。細細挖掘,簡要的表述之下蘊藏深刻內涵。

     

           以柔性直流輸配電技術為例。“當前我國發電方式發生了變革,可再生能源比例加大。未來,全球能源互聯網可大規模接入可再生能源。因此,柔性直流輸電技術是必不可少的。”國網智能電網研究院副院長湯廣福強調。

     

            國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心原主任李俊峰也表達了類似觀點。“柔性直流輸電技術不僅僅是應用于可再生能源的配電領域,更多是作為一種保障電網安全的先進技術,該領域技術研究與發展對我國今后直流配電系統起著至關重要的作用。”

     

            顯然,唯有在上述領域不斷創新、不斷突破,方可為電網的脈動注入強勁活力,而這離不開技術的積累和沉淀?;赝^去5年,在現代電網關鍵技術創新方面可謂捷報頻傳。

     

    柔性直流輸電裝置關鍵技術與應用通過驗收

     

            柔性直流輸電技術發展一直為業內所高度關注。今年8月24日,從科技部傳來消息,“十二五”國家863計劃主題項目“柔性直流輸電裝置關鍵技術與應用”已通過驗收。

     

           據該項目組負責人介紹,柔性直流輸電技術的發展呈現出高壓大容量、拓撲結構多樣化、多端網絡化、應用場合多樣等特點。其所面臨的技術問題包括直流測量精度不足、柔直海纜技術需要突破、高壓直流斷路器研究經驗缺乏、柔性直流配電系統控制保護技術尚未解決、現有仿真手段難以滿足研究需要以及柔直的城市供配電應用研究較少等。

     

           在此背景下,經過3年攻關,項目組攻克了柔性直流高精度測量、高壓海纜、高壓直流斷路器、直流配電、仿真技術、城市供電等方面技術難題。此外,不少科研成果開創國內之先河,例如首次研制出全光纖電流傳感器、±320千伏直流海纜、110千伏機械式高壓直流斷路器、10千伏混合式直流斷路器和15千伏/200千瓦直流變壓器、20千伏/20兆瓦緊湊型換流閥、城市電網控制保護樣機等關鍵設備;建立了高壓直流斷路器、直流配電系統實時仿真等多個試驗平臺等。其中全光纖電流傳感器、直流海纜、緊湊型換流閥在特高壓直流工程、柔性直流工程、UPFC中多次實施應用。

     

           “項目所取得的成果為柔性直流輸電向高壓大容量、直流電網、多樣化用電等領域的發展提供了研究基礎,帶動了柔性直流輸電技術裝備產業發展,推動了我國柔性直流輸電技術標準建設,提升了我國柔性直流行業的國際競爭力。”上述負責人總結稱。

     

    集成可再生能源的主動配電網研發取得重要進展

     

           面對大量分布式電源接入帶來隨機雙向潮流、故障難以快速定位隔離、電壓波動大等問題,傳統配電網模式“大勢去矣”。而主動配電網模式可在確保配電網安全穩定運行的情況下大幅度提升電網對可再生能源的消納能力,其關鍵技術瓶頸在于能否突破源-網-荷協同控制與多能互補的高效運行。

     

            來自科技部的資料顯示,“十二五”863計劃先進能源技術領域“集成可再生能源的主動配電網研究及示范”課題在多源協同的主動配電網運行關鍵技術研發上取得重要進展,突破了主動配電網規劃、運行、控制、測試以及應用等一系列關鍵技術。

     

            據悉,該課題由貴州電網有限責任公司承擔,聯合上海交通大學、清華大學和北京四方繼保自動化股份有限公司共同完成。項目組研發出具有自主知識產權的主動配電網全局運行決策系統和負荷主動管理系統兩套核心系統,全局優化、方式優化、孤島并離網等12個核心高級應用模塊,協同交互控制器、分布式電源控制管理單元、智能用戶終端等11個新型成套裝置,并成功在示范工程中應用。數據顯示,示范工程實現在30%以上滲透率工況下的優化穩定運行,分布式電源100%就地消納,降低峰谷差20%以上,供電可靠率達99.99%以上。

     

           “該課題在多能互補、熱電解耦及能源綜合利用方面屬國內領先,課題的全部研發成果在示范工程電網實際應用,大力推進了主動配電網的實用化水平,對我國智能配電網應用具有極強的示范作用,具有很高的推廣價值和社會效益。”業內人士表示。

     

    智能電網高級分析與優化運行關鍵技術獲突破

     

           當前,如何推動我國電網從傳統電網向高效、經濟、清潔、互動的現代電網升級跨越,成為擺在科研人員面前的“必答題”。智能電網為攻克此難題指明了方向。

     

           日前,國家863計劃先進能源技術領域重大項目“智能電網高級分析與優化運行關鍵技術”通過驗收。項目組經過3年攻關,在大規模間歇式新能源并網運行控制和智能調度技術、電網與電動汽車充放電設施互動技術、高效可靠的配用電與微電網技術、多元化用戶靈活互動技術等方面取得了一批具有自主知識產權的創新性研究成果,且形成18個示范應用。

     

           據介紹,項目組完成了含風光儲的分布式發電接入、多特性小水電群大規模接入等關鍵技術研究,在海南實現了間歇式能源滲透率不小于15%的多類型新能源發電消納技術的示范應用;完成了大規模風電與大容量抽水儲能聯合優化運行技術研發與示范;突破了含大規模新能源的交直流互聯大電網智能運行與柔性控制關鍵技術,在南方電網開展示范應用,計算規模覆蓋8條交流和9條直流的跨省區輸電通道。

     

           此外,項目組還研制了電動汽車無線充電裝置,建立了電動汽車電能供給分層優化及運營系統;研制了智能配電網優化調度關鍵設備及系統,開展了智能配電網新型量測、通信、保護技術研發及示范;開展了微網群高效可靠運行關鍵技術研發與示范;進行了風、火、高載能企業聯合運行的電網示范應用;開展了油田群智能配網綜合集成與示范,在中海油墾利3-2油田群建成智能配網示范工程。

     

           毋庸置疑的是,該項目取得的成果對提高新能源消納能力、支撐電動車的規?;\行、提高微電網的可靠性發揮了一定作用,同時對大型工業企業智能配用電、海上鉆井平臺智能配網提供了支撐。

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