深度解析！未來電力系統(tǒng)十大關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)

2017-01-16 21:06:20 大云網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

2016年8月21～26日，第46屆國際大電網(wǎng)委員會(huì)（CIGRE）年會(huì)在法國巴黎召開，超過3000位代表出席了會(huì)議，其中來自中國的參會(huì)代表有80多位。大會(huì)以主旨報(bào)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(duì)

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

1）新的輸電網(wǎng)廣域保護(hù)系統(tǒng)（WAPS）將可克服特定類型繼電保護(hù)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(shù)會(huì)對(duì)保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，例如減小短路功率、導(dǎo)致潮流逆向等。

3）故障穿越能力，即新發(fā)電機(jī)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(cè)與蓄意性孤島運(yùn)行，即部分配電網(wǎng)由于沒有連接至高壓網(wǎng)絡(luò)而呈現(xiàn)物理孤島情況。

5）使用高效通信網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)中新式保護(hù)和自動(dòng)化功能。

6）其他創(chuàng)新技術(shù)，例如直流斷路器。

電力聯(lián)網(wǎng)

（7）計(jì)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(shù)。

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

2）不確定因素增加下的規(guī)劃和批準(zhǔn)。

3）現(xiàn)役設(shè)備的最佳利用。

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

5）技術(shù)變化：需要了解各技術(shù)方案的成本、容量以及到期時(shí)間，以便進(jìn)行比較選擇。

6）經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力的改變：這會(huì)影響資金的可用性和投資風(fēng)險(xiǎn)，并可能對(duì)投資產(chǎn)生重大影響，尤其是在以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。

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

（8）新用戶、新發(fā)電機(jī)、新網(wǎng)絡(luò)特征下評(píng)價(jià)系統(tǒng)技術(shù)性能的新方法。

1）可用于解決時(shí)間集成動(dòng)態(tài)問題以及多相功率流問題的先進(jìn)計(jì)算技術(shù)和計(jì)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(píng)估的先進(jìn)工具和技術(shù)。

4）可對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體性能進(jìn)行優(yōu)化并可基于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及應(yīng)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(shù)和新技術(shù)性能的規(guī)劃和運(yùn)行工具。

5）先進(jìn)的負(fù)荷建模技術(shù)。

6）可對(duì)分散控制應(yīng)用進(jìn)行建模的技術(shù)，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(shù)。

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

8）新技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)的模型。

9）可以連接物理硬件設(shè)備和實(shí)時(shí)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(jí)下評(píng)估電網(wǎng)在更大DC和PE滲透率時(shí)諧波性能的工具和技術(shù)。

11）循環(huán)（HIP）模擬工具中的硬件設(shè)計(jì)，即與實(shí)時(shí)數(shù)字模擬器（RTDS）進(jìn)行物理對(duì)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(tái)。

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(shè)施的使用，及其對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shù)：更換耐高溫導(dǎo)線，重新張緊現(xiàn)有架空線導(dǎo)線，提高電壓等級(jí)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2）將交流轉(zhuǎn)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(jì)算，及其對(duì)地下部分的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用，如海邊風(fēng)電場(chǎng)。考慮以風(fēng)電場(chǎng)為解決方案的“海上”基礎(chǔ)設(shè)施與離岸發(fā)展的變電站和電纜，包括輸電和配電，并將風(fēng)荷載數(shù)據(jù)用于海底電纜的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

5）制定深水電纜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和完善安裝技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)相關(guān)關(guān)聯(lián)。

6）提出對(duì)正在改變網(wǎng)絡(luò)狀況的輸配電設(shè)備的要求。

7）將智能化技術(shù)引入到輸配電設(shè)備中。

（10）使利益相關(guān)者了解技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(dòng)植物、EMF、聲噪、視覺沖擊等）既是電網(wǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，也是全球能源項(xiàng)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?jiǎng)恿χ唬@也是現(xiàn)在被電力部門逐漸了解的。

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

在規(guī)劃階段，應(yīng)當(dāng)采取的措施如下：

1）證明項(xiàng)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(guān)的問題正在被考慮。

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

在建設(shè)和運(yùn)行階段，應(yīng)當(dāng)注意：

1）需要符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

2）需要取得必要行動(dòng)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(gè)方面：

1）將成功經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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(xué)習(xí)。

2）提高可靠性（自愈，孤島，故障穿越……），一定要從技術(shù)上提升經(jīng)濟(jì)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(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

報(bào)告嘉賓：

國家“千人計(jì)劃”特聘專家馬釗

嘉賓簡(jiǎn)介：

馬釗，博士，國家“千人計(jì)劃”特聘專家，中國電力科學(xué)研究院智能配電首席專家；英國特許注冊(cè)電力工程師（CEng）、國際工程與技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)士（FIET）；現(xiàn)任CIGRESC6（配電系統(tǒng)及分布式發(fā)電）專委會(huì)中國委員，CIGRE中國和亞太區(qū)SC6主席；中國科學(xué)院電工研究所客座研究員，西安交通大學(xué)兼職教授。主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娋W(wǎng)規(guī)劃和資產(chǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)管控、智能電器設(shè)計(jì)研發(fā)及技術(shù)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。