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隨著人口增長、電動汽車和可再生能源的發(fā)展，需要建設(shè)更具彈性、安全、可靠、高效的電網(wǎng)，以滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要?！痹?月6日南瑞集團主辦的智能電網(wǎng)保護與運行控制國際學(xué)術(shù)研討會上，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管會高級顧問卞建華表示，“需要發(fā)揮電力系統(tǒng)作為交互能源網(wǎng)絡(luò)，在電力分配和服務(wù)支撐方面的平臺作用，以確保安全可靠供電?！?

美國工程院院士Vijay Vittal也表示，高度滲透的可再生能源接入電網(wǎng)為電力系統(tǒng)分析帶來了不確定性，需設(shè)計指標(biāo)準(zhǔn)確表征風(fēng)電、光伏等可再生能源出力的隨機統(tǒng)計特性并執(zhí)行相關(guān)預(yù)報。美國工程院院士Anjan Bose則認為，電力控制系統(tǒng)由硬件實現(xiàn)到數(shù)字實現(xiàn)，再到智能化的演化發(fā)展過程，最終智能電網(wǎng)的研究需有頂層設(shè)計。

記者從會上了解到，在世界范圍內(nèi)，電網(wǎng)電壓等級逐步升高，清潔能源的比例大幅提升，全球能源互聯(lián)網(wǎng)得到廣泛共識，但由此帶來的大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行與清潔能源消納問題亟待技術(shù)攻關(guān)。

升級大電網(wǎng)保護與運行技術(shù)

智能電網(wǎng)概念起源于美國，其重點在于提升電網(wǎng)安全可靠性，歐洲注重可再生能源介入的環(huán)保問題，韓國則借用IT技術(shù)優(yōu)勢推動“綠色電力IT”項目。相比之下，我國則是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進的通訊、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化為特征的堅強智能電網(wǎng)。

“國家電網(wǎng)是世界上唯一同時運行特高壓交、直流的電網(wǎng)，特高壓交直流混聯(lián)、電力大規(guī)?？鐓^(qū)輸送已成為國家電網(wǎng)典型特征。”國家電網(wǎng)公司國家電力調(diào)度控制中心主任陳國平透露。

中國工程院院士薛禹勝認為，新能源和電動汽車快速發(fā)展，大范圍的電網(wǎng)互聯(lián)，以及非能量因素的影響等，使得電網(wǎng)大停電防御系統(tǒng)面臨新的挑戰(zhàn)。

薛禹勝介紹，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)三道防線，包括故障前的預(yù)防性控制，故障發(fā)生后的緊急控制，在檢測到系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)后實施的校正控制，但是三道防線之間，以及同道防線內(nèi)部的控制策略是孤立的，缺乏協(xié)調(diào)。

“為防范由偶然故障引發(fā)相繼開斷，繼而演化為大停電的電力災(zāi)難，需要建立大停電防御框架，包括廣域的靜態(tài)和動態(tài)測量、安全穩(wěn)定性的量化分析、時空多道防線的優(yōu)化協(xié)調(diào)。”薛禹勝說，“我國在大停電防御框架基礎(chǔ)上，研發(fā)了電力系統(tǒng)廣域監(jiān)測、分析、保護和控制系統(tǒng)WARMAP，目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于五分之四的中國電網(wǎng)?！?/span>

扎實推進新技術(shù)攻關(guān)

“近年來，國家電網(wǎng)公司大力推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建，持續(xù)開展全球能源互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究，電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、大電網(wǎng)運行狀態(tài)感知和故障診斷等技術(shù)取得重大進展。實現(xiàn)電網(wǎng)實時監(jiān)測從穩(wěn)態(tài)到動態(tài)、電網(wǎng)分析從離線到在線、電網(wǎng)控制從單獨到協(xié)同、電網(wǎng)調(diào)度從局部到全局的重要技術(shù)進步。”南瑞集團總經(jīng)理奚國富介紹道。

據(jù)了解，今年7月，南瑞集團承擔(dān)的我國首個系統(tǒng)保護試點工程——華東電網(wǎng)頻率緊急協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入運行，有效保障了華東電網(wǎng)汛期西南清潔能源大送電期間的安全穩(wěn)定運行。以該項目在江蘇實施的國內(nèi)首套大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)為例，通過快速精準(zhǔn)控制客戶的可中斷負荷，事故應(yīng)急處理時間達到國際領(lǐng)先的毫秒級，避免了傳統(tǒng)電網(wǎng)緊急事故情況下“一刀切”停電的做法，顯著降低了電網(wǎng)大擾動對社會的影響。

進入“十三五”，隨著風(fēng)電和光伏等新能源大量并網(wǎng)，新能源大規(guī)模接入以及遠距離輸送對電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來的新的挑戰(zhàn)，南瑞集團創(chuàng)新性地提出將虛擬同步機技術(shù)應(yīng)用于大電網(wǎng)領(lǐng)域，以解決新能源并網(wǎng)的難題。

目前，國家電網(wǎng)公司正在推進張北柔直電網(wǎng)工程的研發(fā)和建設(shè)工作，南瑞集團也著力參與換流閥、直流保護設(shè)備、電動汽車無線充電等大量新技術(shù)、新產(chǎn)品研制工作，這些技術(shù)和產(chǎn)品還將應(yīng)用于北京—張家口冬奧會清潔能源項目。

“未來，南瑞集團還將全力開展全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)攻關(guān)，進一步提升產(chǎn)品國際化水平，推動調(diào)度、變電、智能電表等優(yōu)勢產(chǎn)品出口國際市場，推動智能調(diào)度、電網(wǎng)穩(wěn)定控制、電動汽車等國際標(biāo)準(zhǔn)立項，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中發(fā)揮更大作用?！鞭蓢槐硎?。

在研討會期間，以南瑞集團為依托的智能電網(wǎng)保護和運行控制國家重點實驗室還對外發(fā)布了安全穩(wěn)定、繼電保護、智能調(diào)度、變電站自動化、公共實驗等研究方向15項開放課題，其中2項為自由探索開放課題。“開放課題將充分發(fā)揮國家級實驗室平臺作用，加強實驗資源共享，建立開放合作機制，推動產(chǎn)學(xué)研用融合?！蹦先鸺瘓F副總經(jīng)理、總工程師鄭玉平說。

全球能源格局未來會發(fā)生怎樣的變化，一切都未可知，不過可以確定的是能源互聯(lián)網(wǎng)的時代已經(jīng)來臨，能源轉(zhuǎn)型勢在必行。在應(yīng)對氣候變化和能源危機的過程中，沒有一個國家可以做到完美，孤軍奮戰(zhàn)行不通，互聯(lián)互通互補，開放交流創(chuàng)新才是最有效的途徑。