“隨著(zhù)人口增長(cháng)、電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源的發(fā)展，需要建設更具彈性、安全、可靠、高效的電網(wǎng)，以滿(mǎn)足社會(huì )經(jīng)濟可持續發(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(huì )上，美國聯(lián)邦能源監管會(huì )高級顧問(wèn)卞建華表示，“需要發(fā)揮電力系統作為交互能源網(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。”
美國工程院院士VijayVittal也表示，高度滲透的可再生能源接入電網(wǎng)為電力系統分析帶來(lái)了不確定性，需設計指標準確表征風(fēng)電、光伏等可再生能源出力的隨機統計特性并執行相關(guān)預報。美國工程院院士AnjanBose則認為，電力控制系統由硬件實(shí)現到數字實(shí)現，再到智能化的演化發(fā)展過(guò)程，最終智能電網(wǎng)的研究需有頂層設計。
       記者從會(huì )上了解到，在世界范圍內，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(lái)的大電網(wǎng)安全穩定運行與清潔能源消納問(wèn)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(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，韓國則借用IT技術(shù)優(yōu)勢推動(dòng)“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)調發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，利用先進(jìn)的通訊、信息和控制技術(shù)，構建以信息化、自動(dòng)化、數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(shí)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?？鐓^輸送已成為國家電網(wǎng)典型特征。”國家電網(wǎng)公司國家電力調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(dòng)汽車(chē)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)大停電防御系統面臨新的挑戰。
       薛禹勝介紹，傳統電力系統三道防線(xiàn)，包括故障前的預防性控制，故障發(fā)生后的緊急控制，在檢測到系統動(dòng)態(tài)響應后實(shí)施的校正控制，但是三道防線(xiàn)之間，以及同道防線(xiàn)內部的控制策略是孤立的，缺乏協(xié)調。“為防范由偶然故障引發(fā)相繼開(kāi)斷，繼而演化為大停電的電力災難，需要建立大停電防御框架，包括廣域的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測量、安全穩定性的量化分析、時(shí)空多道防線(xiàn)的優(yōu)化協(xié)調。”薛禹勝說(shuō)，“我國在大停電防御框架基礎上，研發(fā)了電力系統廣域監測、分析、保護和控制系統WARMAP，目前該系統已成功應用于五分之四的中國電網(wǎng)。”陳國平認為，需重點(diǎn)提升復雜大電網(wǎng)仿真能力;擴大同步電網(wǎng)規模，強化主網(wǎng)架建設;提升新能源涉網(wǎng)性能，優(yōu)化系統運行控制策略和技術(shù)支撐，重構大電網(wǎng)綜合防御體系。扎實(shí)推進(jìn)新技術(shù)攻關(guān)
       “近年來(lái)，國家電網(wǎng)公司大力推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)構建，持續開(kāi)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究，電網(wǎng)安全穩定控制、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(jìn)展。實(shí)現電網(wǎng)實(shí)時(shí)監測從穩態(tài)到動(dòng)態(tài)、電網(wǎng)分析從離線(xiàn)到在線(xiàn)、電網(wǎng)控制從單獨到協(xié)同、電網(wǎng)調度從局部到全局的重要技術(shù)進(jìn)步。”南瑞集團總經(jīng)理奚國富介紹道。
       據了解，今年7月，南瑞集團承擔的我國首個(gè)系統保護試點(diǎn)工程——華東電網(wǎng)頻率緊急協(xié)調控制系統投入運行，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定運行。以該項目在江蘇實(shí)施的國內首套大規模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統為例，通過(guò)快速精準控制客戶(hù)的可中斷負荷，事故應急處理時(shí)間達到國際領(lǐng)先的毫秒級，避免了傳統電網(wǎng)緊急事故情況下“一刀切”停電的做法，顯著(zhù)降低了電網(wǎng)大擾動(dòng)對社會(huì )的影響。
       進(jìn)入“十三五”，隨著(zhù)風(fēng)電和光伏等新能源大量并網(wǎng)，新能源大規模接入以及遠距離輸送對電網(wǎng)安全穩定帶來(lái)的新的挑戰，南瑞集團創(chuàng )新性地提出將虛擬同步機技術(shù)應用于大電網(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(jìn)張北柔直電網(wǎng)工程的研發(fā)和建設工作，南瑞集團也著(zhù)力參與換流閥、直流保護設備、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)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)品還將應用于北京—張家口冬奧會(huì )清潔能源項目。“未來(lái)，南瑞集團還將全力開(kāi)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品國際化水平，推動(dòng)調度、變電、智能電表等優(yōu)勢產(chǎn)品出口國際市場(chǎng)，推動(dòng)智能調度、電網(wǎng)穩定控制、電動(dòng)汽車(chē)等國際標準立項，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設過(guò)程中發(fā)揮更大作用。”奚國富表示。
       在研討會(huì )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(diǎn)實(shí)驗室還對外發(fā)布了安全穩定、繼電保護、智能調度、變電站自動(dòng)化、公共實(shí)驗等研究方向15項開(kāi)放課題，其中2項為自由探索開(kāi)放課題。“開(kāi)放課題將充分發(fā)揮國家級實(shí)驗室平臺作用，加強實(shí)驗資源共享，建立開(kāi)放合作機制，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用融合。”南瑞集團副總經(jīng)理、總工程師鄭玉平說(shuō)。