?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。”在8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?!?br/>
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)模跨區(qū)輸送已成為國家電網(wǎng)典型特征?!眹译娋W(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)?!毖τ韯僬f,“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)?!?br/>
陳國平認為,需重點提升復(fù)雜大電網(wǎng)仿真能力;擴大同步電網(wǎng)規(guī)模,強化主網(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?!伴_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。