“隨著人口增長(zhǎng)、電動(dòng)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(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。”美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管會(huì)高級(jí)顧問(wèn)卞建華近日表示，“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(tái)作用，以確保安全可靠供電。”
美國(guó)工程院院士VijayVittal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(lái)了不確定性，需設(shè)計(jì)指標(biāo)準(zhǔn)確表征風(fēng)電、光伏等可再生能源出力的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)特性并執(zhí)行相關(guān)預(yù)報(bào)。美國(guó)工程院院士AnjanBose則認(rèn)為，電力控制系統(tǒng)由硬件實(shí)現(xiàn)到數(shù)字實(shí)現(xiàn)，再到智能化的演化發(fā)展過(guò)程，最終智能電網(wǎng)的研究需有頂層設(shè)計(jì)。
記者從會(huì)上了解到，在世界范圍內(nèi)，電網(wǎng)電壓等級(jí)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(shí)，但由此帶來(lái)的大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行與清潔能源消納問(wèn)題亟待技術(shù)攻關(guān)。
升級(jí)大電網(wǎng)保護(hù)與運(yùn)行技術(shù)
智能電網(wǎng)概念起源于美國(guó)，其重點(diǎn)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(wèn)題，韓國(guó)則借用IT技術(shù)優(yōu)勢(shì)推動(dòng)“綠色電力IT”項(xiàng)目。相比之下，我國(guó)則是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通訊、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
“國(guó)家電網(wǎng)是世界上唯一同時(shí)運(yùn)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(guó)家電網(wǎng)典型特征。”國(guó)家電網(wǎng)公司國(guó)家電力調(diào)度控制中心主任陳國(guó)平透露。
中國(guó)工程院院士薛禹勝認(rèn)為，新能源和電動(dòng)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(cè)到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)后實(shí)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(dòng)態(tài)測(cè)量、安全穩(wěn)定性的量化分析、時(shí)空多道防線的優(yōu)化協(xié)調(diào)。”薛禹勝說(shuō)，“我國(guó)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(cè)、分析、保護(hù)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(guó)電網(wǎng)。”
陳國(guó)平認(rèn)為，需重點(diǎn)提升復(fù)雜大電網(wǎng)仿真能力；擴(kuò)大同步電網(wǎng)規(guī)模，強(qiáng)化主網(wǎng)架建設(shè)；提升新能源涉網(wǎng)性能，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行控制策略和技術(shù)支撐，重構(gòu)大電網(wǎng)綜合防御體系。
扎實(shí)推進(jìn)新技術(shù)攻關(guān)
“近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司大力推動(dòng)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(yùn)行狀態(tài)感知和故障診斷等技術(shù)取得重大進(jìn)展。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從穩(wěn)態(tài)到動(dòng)態(tài)、電網(wǎng)分析從離線到在線、電網(wǎng)控制從單獨(dú)到協(xié)同、電網(wǎng)調(diào)度從局部到全局的重要技術(shù)進(jìn)步?！蹦先鸺瘓F(tuán)總經(jīng)理奚國(guó)富介紹道。
據(jù)了解，今年7月，南瑞集團(tuán)承擔(dān)的我國(guó)首個(gè)系統(tǒng)保護(hù)試點(diǎn)工程——華東電網(wǎng)頻率緊急協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入運(yùn)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(yùn)行。以該項(xiàng)目在江蘇實(shí)施的國(guó)內(nèi)首套大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)為例，通過(guò)快速精準(zhǔn)控制客戶的可中斷負(fù)荷，事故應(yīng)急處理時(shí)間達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先的毫秒級(jí)，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(dòng)對(duì)社會(huì)的影響。
進(jìn)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(yuǎn)距離輸送對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來(lái)的新的挑戰(zhàn)，南瑞集團(tuán)創(chuàng)新性地提出將虛擬同步機(jī)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(guó)家電網(wǎng)公司正在推進(jìn)張北柔直電網(wǎng)工程的研發(fā)和建設(shè)工作，南瑞集團(tuán)也著力參與換流閥、直流保護(hù)設(shè)備、電動(dòng)汽車無(wú)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(huì)清潔能源項(xiàng)目。
“未來(lái)，南瑞集團(tuán)還將全力開展全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品國(guó)際化水平，推動(dòng)調(diào)度、變電、智能電表等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品出口國(guó)際市場(chǎng)，推動(dòng)智能調(diào)度、電網(wǎng)穩(wěn)定控制、電動(dòng)汽車等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮更大作用。”奚國(guó)富表示。
在研討會(huì)期間，以南瑞集團(tuán)為依托的智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還對(duì)外發(fā)布了安全穩(wěn)定、繼電保護(hù)、智能調(diào)度、變電站自動(dòng)化、公共實(shí)驗(yàn)等研究方向15項(xiàng)開放課題，其中2項(xiàng)為自由探索開放課題?！伴_放課題將充分發(fā)揮國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)作用，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)資源共享，建立開放合作機(jī)制，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用融合?！蹦先鸺瘓F(tuán)副總經(jīng)理、總工程師鄭玉平說(shuō)。
