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深度解析！未來電力系統(tǒng)十大關鍵技術及挑戰(zhàn)

2017-01-16 21:06:20 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

2016年8月21～26日，第46屆國際大電網(wǎng)委員會（CIGRE）年會在法國巴黎召開，超過3000位代表出席了會議，其中來自中國的參會代表有80多位。大會以主旨報告《電力大變革—未來電力系統(tǒng)》作為開始，并以分布式發(fā)電對

（6）發(fā)電廠的不同特征和發(fā)展中電網(wǎng)保護的新概念。

1）新的輸電網(wǎng)廣域保護系統(tǒng)（WAPS）將可克服特定類型繼電保護在可靠性、靈活性、檢修成本方面的局限性和不足。

2）全新的發(fā)電技術會對保護系統(tǒng)產(chǎn)生影響，例如減小短路功率、導致潮流逆向等。

3）故障穿越能力，即新發(fā)電機容量在承受由于故障所引起低電壓的能力。

4）偶然性孤島檢測與蓄意性孤島運行，即部分配電網(wǎng)由于沒有連接至高壓網(wǎng)絡而呈現(xiàn)物理孤島情況。

5）使用高效通信網(wǎng)絡的配電網(wǎng)中新式保護和自動化功能。

6）其他創(chuàng)新技術，例如直流斷路器。

電力聯(lián)網(wǎng)

（7）計及新輸電/配電接口的全新規(guī)劃概念、環(huán)境約束的增加以及有功無功潮流控制的新技術。

1）環(huán)境因素的更高社區(qū)意識（communityaware-ness）。

2）不確定因素增加下的規(guī)劃和批準。

3）現(xiàn)役設備的最佳利用。

4）網(wǎng)絡投資規(guī)劃：規(guī)劃中需要考慮需求響應、分布式電源的分布，以及輸電線路和配電線路擴建投資的相互影響等因素。

5）技術變化：需要了解各技術方案的成本、容量以及到期時間，以便進行比較選擇。

6）經(jīng)濟驅動力的改變：這會影響資金的可用性和投資風險，并可能對投資產(chǎn)生重大影響，尤其是在以市場為基礎的系統(tǒng)。

7）市場和管理環(huán)境的改變（對中央規(guī)劃水平與市場方案的影響的比較）。

（8）新用戶、新發(fā)電機、新網(wǎng)絡特征下評價系統(tǒng)技術性能的新方法。

1）可用于解決時間集成動態(tài)問題以及多相功率流問題的先進計算技術和計算方法。

2）在三相模型和正序建模間找到過渡。

3）用于功率平衡和備用需求評估的先進工具和技術。

4）可對網(wǎng)絡的整體性能進行優(yōu)化并可基于監(jiān)控數(shù)據(jù)以及應用故障模式及影響分析（EMEA）來管理不確定性從而描述現(xiàn)有技術和新技術性能的規(guī)劃和運行工具。

5）先進的負荷建模技術。

6）可對分散控制應用進行建模的技術，即在環(huán)境的極限感知下能夠做出智能決策的功能，如多代理技術。

7）主動和自適應控制策略的建模（集中控制系統(tǒng)、電網(wǎng)友好型電器應用、需求管理等）。

8）新技術和先進技術的模型。

9）可以連接物理硬件設備和實時數(shù)字仿真器接口（RTDS）的硬件在線仿真工具。

10）用于在各電壓等級下評估電網(wǎng)在更大DC和PE滲透率時諧波性能的工具和技術。

11）循環(huán)（HIP）模擬工具中的硬件設計，即與實時數(shù)字模擬器（RTDS）進行物理對接。

12）可集成模擬傳輸系統(tǒng)和分配系統(tǒng)的協(xié)同仿真平臺。

13）在電磁瞬態(tài)和正序仿真工具間找到過渡的方法。

（9）線路容量的增長，架空、地下、水下設施的使用，及其對網(wǎng)絡技術性能和可靠性的影響。

1）提高現(xiàn)有架空線路輸送能力的技術：更換耐高溫導線，重新張緊現(xiàn)有架空線導線，提高電壓等級，并進行實時監(jiān)測。

2）將交流轉換為直流線路，考慮交直流混合輸電，考慮架空線路的緊密排列和美觀性。

3）考慮地下系統(tǒng)的過載能力和熱瞬態(tài)計算，及其對地下部分的設計標準產(chǎn)生的影響。

4）新的海底和地下絕緣交流或直流電纜在高電壓中的應用，如海邊風電場?？紤]以風電場為解決方案的“海上”基礎設施與離岸發(fā)展的變電站和電纜，包括輸電和配電，并將風荷載數(shù)據(jù)用于海底電纜的設計準則。

5）制定深水電纜的設計標準和完善安裝技術，以實現(xiàn)相關關聯(lián)。

6）提出對正在改變網(wǎng)絡狀況的輸配電設備的要求。

7）將智能化技術引入到輸配電設備中。

（10）使利益相關者了解技術和經(jīng)濟效益，吸引他們加入電網(wǎng)未來發(fā)展。

需要考慮的因素包括：

1）環(huán)境（自然環(huán)境、動植物、EMF、聲噪、視覺沖擊等）既是電網(wǎng)發(fā)展的主要驅動力，也是全球能源項目（發(fā)電、輸送）的主要阻力。

2）環(huán)保因素（自然環(huán)境、人）是維持能源系統(tǒng)未來發(fā)展的主要動力之一，這也是現(xiàn)在被電力部門逐漸了解的。

3）同時，同金融行業(yè)一樣，能源系統(tǒng)也受到“外部世界”的激勵，如政策、NGO和其他利益相關者的影響等。

在規(guī)劃階段，應當采取的措施如下：

1）證明項目能帶來的好處。

2）保證可持續(xù)發(fā)展的原則和與之相關的問題正在被考慮。

3）考慮已經(jīng)在系統(tǒng)規(guī)劃、設計和備選方案中的公眾態(tài)度，咨詢以及需求。

在建設和運行階段，應當注意：

1）需要符合環(huán)境標準。

2）需要取得必要行動的支持（如，維修）。

二充分盡限利用現(xiàn)有系統(tǒng)

主要包括以下3個方面：

1）將成功經(jīng)驗轉移到其他網(wǎng)絡結構。例如，低壓管理方式可以向高壓借鑒，甚至可以向其他能源系統(tǒng)（電、氣、水）的管理方面學習。

2）提高可靠性（自愈，孤島，故障穿越……），一定要從技術上提升經(jīng)濟效益。

3）資產(chǎn)生命周期問題，建議提早開始研究，可以借鑒發(fā)達國家的先進經(jīng)驗。

報告嘉賓：

國家“千人計劃”特聘專家馬釗

嘉賓簡介：

馬釗，博士，國家“千人計劃”特聘專家，中國電力科學研究院智能配電首席專家；英國特許注冊電力工程師（CEng）、國際工程與技術學會會士（FIET）；現(xiàn)任CIGRESC6（配電系統(tǒng)及分布式發(fā)電）專委會中國委員，CIGRE中國和亞太區(qū)SC6主席；中國科學院電工研究所客座研究員，西安交通大學兼職教授。主要研究方向為智能配電網(wǎng)規(guī)劃和資產(chǎn)管理、風險管控、智能電器設計研發(fā)及技術咨詢、中低壓直流配電網(wǎng)、能源信息系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)等。