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能源互联网亟待电网新技术
发布时间:2016/8/19 17:07:11 点击率:1040

能源互联网亟待电网新技术

“随着人口增长、电动汽车和可再生能源的发展,需要建设更具弹性、安全、可靠、高效的电网,以满足社会经济可持续发展的需要。”在86日南瑞集团主办的智能电网保护与运行控制国际学术研讨会上,美国联邦能源监管会高级顾问卞建华表示,“需要发挥电力系统作为交互能源网络,在电力分配和服务支撑方面的平台作用,以确保安全可靠供电。”

美国工程院院士VijayVittal也表示,高度渗透的可再生能源接入电网为电力系统分析带来了不确定性,需设计指标准确表征风电、光伏等可再生能源出力的随机统计特性并执行相关预报。美国工程院院士AnjanBose则认为,电力控制系统由硬件实现到数字实现,再到智能化的演化发展过程,最终智能电网的研究需有顶层设计。

记者从会上了解到,在世界范围内,电网电压等级逐步升高,清洁能源的比例大幅提升,全球能源互联网得到广泛共识,但由此带来的大电网安全稳定运行与清洁能源消纳问题亟待技术攻关。

升级大电网保护与运行技术

智能电网概念起源于美国,其重点在于提升电网安全可靠性,欧洲注重可再生能源介入的环保问题,韩国则借用IT技术优势推动“绿色电力IT”项目。相比之下,我国则是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通讯、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化为特征的坚强智能电网。

“国家电网是世界上唯一同时运行特高压交、直流的电网,特高压交直流混联、电力大规模跨区输送已成为国家电网典型特征。”国家电网公司国家电力调度控制中心主任陈国平透露。

中国工程院院士薛禹胜认为,新能源和电动汽车快速发展,大范围的电网互联,以及非能量因素的影响等,使得电网大停电防御系统面临新的挑战。

薛禹胜介绍,传统电力系统三道防线,包括故障前的预防性控制,故障发生后的紧急控制,在检测到系统动态响应后实施的校正控制,但是三道防线之间,以及同道防线内部的控制策略是孤立的,缺乏协调。

“为防范由偶然故障引发相继开断,继而演化为大停电的电力灾难,需要建立大停电防御框架,包括广域的静态和动态测量、安全稳定性的量化分析、时空多道防线的优化协调。”薛禹胜说,“我国在大停电防御框架基础上,研发了电力系统广域监测、分析、保护和控制系统WARMAP,目前该系统已成功应用于五分之四的中国电网。”

陈国平认为,需重点提升复杂大电网仿真能力;扩大同步电网规模,强化主网架建设;提升新能源涉网性能,优化系统运行控制策略和技术支撑,重构大电网综合防御体系。

扎实推进新技术攻关

“近年来,国家电网公司大力推动全球能源互联网构建,持续开展全球能源互联网核心技术研究,电网安全稳定控制、大电网运行状态感知和故障诊断等技术取得重大进展。实现电网实时监测从稳态到动态、电网分析从离线到在线、电网控制从单独到协同、电网调度从局部到全局的重要技术进步。”南瑞集团总经理奚国富介绍道。

据了解,今年7月,南瑞集团承担的我国首个系统保护试点工程——华东电网频率紧急协调控制系统投入运行,有效保障了华东电网汛期西南清洁能源大送电期间的安全稳定运行。以该项目在江苏实施的国内首套大规模源网荷友好互动系统为例,通过快速精准控制客户的可中断负荷,事故应急处理时间达到国际领先的毫秒级,避免了传统电网紧急事故情况下“一刀切”停电的做法,显著降低了电网大扰动对社会的影响。

进入“十三五”,随着风电和光伏等新能源大量并网,新能源大规模接入以及远距离输送对电网安全稳定带来的新的挑战,南瑞集团创新性地提出将虚拟同步机技术应用于大电网领域,以解决新能源并网的难题。

目前,国家电网公司正在推进张北柔直电网工程的研发和建设工作,南瑞集团也着力参与换流阀、直流保护设备、电动汽车无线充电等大量新技术、新产品研制工作,这些技术和产品还将应用于北京—张家口冬奥会清洁能源项目。

“未来,南瑞集团还将全力开展全球能源互联网技术攻关,进一步提升产品国际化水平,推动调度、变电、智能电表等优势产品出口国际市场,推动智能调度、电网稳定控制、电动汽车等国际标准立项,在全球能源互联网建设过程中发挥更大作用。”奚国富表示。

在研讨会期间,以南瑞集团为依托的智能电网保护和运行控制国家重点实验室还对外发布了安全稳定、继电保护、智能调度、变电站自动化、公共实验等研究方向15项开放课题,其中2项为自由探索开放课题。“开放课题将充分发挥国家级实验室平台作用,加强实验资源共享,建立开放合作机制,推动产学研用融合。”南瑞集团副总经理、总工程师郑玉平说。