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    全球能源互聯帶來電網技術裝備大升級

    文章出處:中國能源網責任編輯:江蘇鳳谷節能科技有限公司www.lepow-shop.com人氣:-發表時間:2016-02-12 08:10【

    江蘇鳳谷節能科技有限公司  全球能源互聯網相當于“特高壓電網+泛在智能電網+新能源”,可提高電網對大規模清潔能源發電和并網的間歇性、波動性的兼容能力,實現全球能源的時差互補、季節互補及地域互補,是全球能源需求、環境污染、氣候變化等問題的根本解決方案。

    構建全球能源互聯網,將給我們的電網技術和裝備帶來極大挑戰。

    全球能源互聯網將電網范圍從國家和地區擴大到覆蓋全球,需要發展更高電壓、更遠距離的輸電技術,研制更大容量、更低損耗的智能裝備,解決極端氣候條件給電工材料及電力裝備帶來的適應性問題,實現全球范圍的能源供給和調配。

    構建全球能源互聯網,關鍵要在電源技術、電網技術、大容量儲能技術、信息通信技術等領域實現技術創新突破,多方位提高相關技術水平和裝備水平。

    國家電網公司已經在特高壓交直流電網、智能電網技術與裝備方面進行了成功的探索與實踐。目前,國家電網公司已投運4條特高壓直流工程,初步實現了西部可再生能源向中東部負荷中心的遠距離輸送,并投運和在建特高壓交流工程6條,輸送距離達7379.4千米,變電容量達10200萬千瓦。另外,國家電網公司在特高壓換流閥、換流變壓器、特高壓串聯補償裝置、特高壓交流變壓器和斷路器、可控高壓并聯電抗器等方面都有所建樹,還攻克了直流電流無自然過零點的“百年電力技術難題”,成功研制出世界參數水平最高的直流斷路器樣機……這些技術研究與革新,都為構建全球能源互聯網奠定了堅實的基礎。

    依托國家電網公司在特高壓交直流輸電和智能電網技術的成功實踐,圍繞構建全球能源互聯網的需求,對未來電網技術和裝備的發展進行展望,主要集中在四個方面:首先,發展更高電壓、更大容量的直流輸電技術。在特高壓直流輸電方面,應開展±1100千伏及以上換流閥和換流變壓器研制,提升直流輸送容量至12吉瓦以上,輸送距離超過4000千米;研制基于SiC器件的直流換流閥和直流場設備,進一步降低輸電損耗、提升傳輸效率。

    其次,開展構建直流電網的系統性研究。在柔性直流及直流輸電方面,應研究更高電壓等級的功率器件、更新型的拓撲結構、更高等級的模塊化控制電平、納秒級的能量均衡控制,以解決全球能源互聯網中的大型能源基地并網和常規直流輸電固有的換相失敗問題。

    我國直流電網構建可以提出一種大膽假設:構建LCC-VSC混合直流電網和新能源直流電網并存的一種模式,即構建陸地風、水、火電等各種能源VSC直流電網,多饋入區域LCC直流電網,點對點直流系統,小型陸地新能源直流系統,海上風電直流電網等網絡系統,并相互交叉聯接,形成一個區域間可交流的靈活電網。

    高壓直流斷路器技術值得關注。隨著柔性直流輸電系統容量和電壓等級的不斷攀升,直流斷路器也將向高電壓、大電流和更快速分斷方向發展;從應用場合來看,高電壓、大電流直流斷路器可應用于直流輸電網絡重構及洲際互聯等。

    直流輸電的另一個關鍵部件——高壓大容量DC/DC變換器則應向著模塊化、小型化和低損耗發展,主要涉及諧振、斬波和軟開關等關鍵技術,最終可應用于直流輸電網絡互聯、風機直流組網及直流配網構建。

    再次,開發新型電力電子器件,推進電網的半導體化。在器件和新材料等基礎支撐技術方面,為滿足未來電力電子裝備對電力電子器件的需求,器件應向著更高電壓、更大容量、更高效率、更高結溫發展。比如應重點開發壓接型硅基IGBT器件、全控型SiC器件,并考慮在海底和地下柔性直流輸電工程應用±800千伏及以上直流電纜和附件,降低輸電損耗,并重點開展直流GIL絕緣子電荷特性及性能優化研究和極寒地區電網用結構鋼材特性變化、線路外絕緣材料機械及放電特性研究。

    另外,研發新型儲能技術,提升能源的大時空調配能力。高溫度、大容量、高轉化效率的規?;瘍δ芗夹g是實現全球能源互聯網清潔替代、電能替代的關鍵。有兩種技術值得研究,其一是氫儲能技術,波動性新能源電力制氫,可實現清潔電力到清潔氣體能源的大規模存儲和高效利用,轉化效率高,且具備商業化前景;另一種是相變儲熱技術,它能促進能源互聯網用戶側電能替代、清潔替代,提高負荷可控性,提升電網削峰填谷、需求側管理水平,提高能源互聯網對多種能源形式的大時空優化配置能力。


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