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技术创新 三项智能电网技术助力新能源发展(2)

北极星智能电网在线  来源:电力行业资讯微信公众号  作者:陈维江  2016/9/5 10:08:25  我要投稿  

为了攻克这些难点,建立了相应的实验基地,在武汉的特高要交流试验基地,北京的特高压直流输电基地,西藏的高海拔实验基地,南方电网在云南的高海拔实验基地,同时在北京的高杆塔实验基地。通过这些基地的建设形成了完整的实验体系。

通过实验基地开展实验研究同时联合设备厂家进行设备研制,设备的体积很重要,开展的技术研究解决了在设备体积一定情况下设备的运作。带动我国装备制造业发生全面的变革。在研发成功设备和解决技术问题后,我们自主建设示范工程,共有三个,一个是1000千伏特高压示范工程在山西长治经过南阳到金门,总长640公里输送容量500万千万2009年1月投产。两个直流输电工程,南网云南到北京输电线路,向家坝上海正负800千伏的特高压直流示范工程,1907公里,输送容量640万,2010年7月完成。我国在建成电流示范工程前总体比其他国家落后20年。电力系统100多年来中国的电压等级在2009年前每个电压等级至少晚了20年,从09年后局面改变,我们不仅搞上了国际水平而且处于领先地位,这是交流输电情况。直流也是如此,10年以前世界最高电压等级是600千伏,巴西是世界上最高的电压等级,但是2010年后中国研发出了正负200千伏的电压等级,是世界上最高电压等级,现在又研发出1100千伏的等级,因为我们的自主创新在2012年获得了特高压输电技术和装备应用获得国际技术进步特等奖,这也是电力工业有史以来第一个。在国际上的话语权明显得到提升。还专门成立六个特高压工作组,基本都是由中国专家来担任召集人或者主席的。

特高压研制成功后在我国得到了广泛的应用,目前我国已经建成三交四直工程,正在建设四交六直工程,其中主流输电等级提升至1100千伏,输送容量1200万。现在哈密到郑州2500公里,将哈密水电、风电、火电打捆送到河南,另外值得一提的是中国的特高压技术走出了国门,巴西美丽山水项目本来想要采取600千伏等级,在巴西领导考察上海参观后,有所心动,后来能源部长来参观,最终决定800千伏直流输电工程,两期工程一期是2000公里二期2500公里,输送容量500万,全部中标,不仅技术输出还成立联合公司我们负责建设运营30年,所以说中国在输电技术方面已位于前列。

柔性直流输电技术

下面介绍一下柔性输电技术,包括交流和直流。电力系统的柔性实际上是指传统电力系统,刚性比较强,替代性不多,最多是发电机的调节。灵活性差,在上世纪80年代美国专家提出利用电力电子技术将我们的快速性、精确性、连续性结合进去,增加柔性。以前我们都和国外学习,经过16年的努力,我们已赶超美国。但是在基础元器件上还有差距。

近几年柔性直流技术也发展很迅速,因为现在直流输电技术还是端对端点对点,只能控制关和,灵活性差,未来将利用可关控全面控制技术,这项技术我国发展很快与国际同步。我国国家电网公司正在研发建设在张家口地区的工程,张家界未来将会是新能源集中发展的要低,整个装机将达到5000万千瓦,如何送出来,准备建设500千瓦直流柔性输电工程,全世界最高电压等级。第二部分,大规模新能源并网技术,新能源面临的随机性,近两年中国电科院研究所风能研究所根据我国拥有1000余个新能源场站,三年以上数据,根据数据揭示新能源规律,同时提出创新方法,提高预测精度。现在我们在新能源预测精度方面赶上了国际先进水平。在研发新技术同时还研发系统,功率预测系统,包括风和光伏功率预测系统,对100多个风电场布局,光伏主要在青海、新疆、宁夏应用。预测好了还要调度的好,前段时间的弃风弃光程度很高,这种现象不是技术问题,是政策问题,是利益的博弈。上网如何消纳,与煤电的博弈,煤电便宜,地方税收问题。我们想办法让新能源上网,所以做了优化调度技术。

另外大家知道新能源的波动性,但是我们负荷是平稳的,如何让新能源配合电网稳定运行,所以要研发大规模的储能技术,目前来看,现有储能技术不能适用。以前我们的储能技术都是进口的,现在我们国家攻克自主技术,实现了全面国产化。国家重视蓄能技术,目前正在建设8座蓄能电站,按照规划2025年我国蓄能由现在的1.6%提升到4%。也是为风光上网提供支持的。因为风电光伏本身存在缺陷,因为抗导能力差。低电压穿越是容易脱网,不能共同维护电网,为解决这个问题还专门研发了控制技术,就是保证电网故障时能挺一段时间,共同维护电网安全运行。技术已经应用,对安全性有大的提升。还有一项技术是虚拟同步技术,使得光伏、机电元件有惯性,已经研发成功。

运用这些技术后我国增加了130多亿千瓦时的新能源电力。我国在新能源装机及技术方面和国际处于同步地位。

智能配用电技术

最后一项技术是智能配用电技术,配电网直接面向用户,一定会智能化上下力气,未来配电网将面对分布式介入,电动汽车也将互动起来,电动汽车既是一种负荷又可以在我们需要时作为一种电源提供电,根据现在的电网互动性质,所以一定要智能化,在配用电侧实施。传统配电网是给工程工厂供电是单方向的,在可靠性方面要信息监控,自愈技术方面及快速消化新能源等方面还有很多技术要改革。用电技术更是和老百姓息息先关,我们在智能用电方面和国际并轨的,特别是在用电信息的采集及电动车的充放电设置及智能楼宇园区及智能家居方面的创新工作做的很多。国家电网系统在用电信息采集上提前布局,在国际上也没这么高的水平。国网花钱换智能电表,提高互动性。另一方面为了支持分布式,国网去年无条件支持上网,研发了断路器、双向保护及并网接口控制系统才能实现让用户接轨。目前,国家能源局已经开展了30个光伏运用示范项目,到2014年国网分布式并网达到6936个,容量达到265万千瓦时。将来新能源在配网上接入以后直接对用户有影响,储能技术必须相配合。总的来看从世界范围来看,风电光伏新能源技术在遇见的未来发展情况很好,依托这两项技术新能源发展将朝着清洁、低碳的方向不断发展,目前做得比较好的是德国,也是主要靠风电和光伏。近年看来,我国大规模发展新能源并网、智能配用电、智能电网技术对于新能源的发展起到了有力的支持作用。但是我国有自身特点,发展有很多无序和非理性的东西,新能源发展速度太快,另外规划方面的问题,电网和电源发展规划的不协调使得弃风弃光现象越来越严重。主要是三个方面的问题,首先是三北地区,西北、华北、东北新能源装机比率很大,但是这些地方电力负荷很低的地方,不解决这些问题只是建设是不行的,只有通过大电网建设才能解决,仅仅依靠储能无法解决。因为储能最大的问题还是在于经济性,技术还不能达到大规模应用阶段。

国家十三五规划近期对于新能源消纳问题正在采取举措解决。最后一个是新能源的开发利用,前面是技术层面上的,需要国家不断完善激励政策。国家要进行政策补贴,推动新能源的不断发展

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