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这些让中国人引以为豪的电网技术,为国家电网点赞!

发布时间:2017-08-28 13:52阅读次数: 分享到:

提到让 国人引以为豪的高科技技术,大多数 人会立刻想到载人航天技术、高铁技术等……

但是,如果说 起让电网人自豪的电力技术,除了特高压、智能电网,你还能想到什么呢?

近些年来,随着风电、光伏发 电等新能源的大规模开发利用,以及特 高压交直流技术的快速发展,我国的电源、电网特 性都发生了变化较大。

为了适 应我国电网发展的新变化,确保大 电网安全稳定运行,国家电 网的科研人员一直在努力,研发了很多“高大上”的电网新技术,可以说 这些技术是当今世界最"牛”的电力技术!

那么这些“高大上”的电网新技术,到底“牛”在什么地方,有多神奇呢?


下面,武汉汉 测电气就为你揭秘这些世界最前沿的电力技术。

NO.1 柔性直流输电技术

先来看 看它都有哪些令人羡慕的头衔——

◆“21世纪最 为振奋人心的输电技术革命”

◆“电力电 子技术皇冠上的宝石”

◆“输电技术新生代中的‘战斗机’”

不仅有 着一堆令人羡慕的头衔,前一段 时间它还走出国门,代表国 家电网去为英国人民建设电网呢。

何为柔性直流技术?

柔性直流是继交流、常规直流之后,以电压 源换流器为核心的新一代直流输电技术,是目前 世界上可控性最高、适应性 最好的输电技术。 适用于 可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市配 电网的增容改造等。


柔直技术“柔”在哪里?

所谓柔性,主要指运行控制灵活、智能化程度高。在传统的输电技术下,比如要 解决分散海岛供电问题,一般采用大投入的“刚性”办法,建大跨 度的跨海输电线路,或者干 脆在海岛上建大电厂。但这样 的刚性大投入不经济,且也难 以接纳海岛已有的风力发电等新能源。柔性直 流输电技术则能提升电力系统稳定性,增强系 统对清洁能源的消纳能力,提高配 电网可靠性和灵活性,就像个太极高手,具有“以柔克刚”的本领。如果说 特高压直流像大飞机,容量大、效率高、距离远,柔性直流就像直升机,灵活、便捷。


比传统输电工程强 在哪?

与传统直流相比:

与传统直流相比,柔性直 流的优势主要体现在孤岛供电、多端互联、无功功率控制等方面。如在孤岛供电中,常规直 流输电是点对点单向输电,不能向 没有电源点的电网送电,就像没 有港口大船难以靠岸,不能有 效解决孤岛供电问题。采用柔直输电技术,意味着 在没有港口的岛屿之间开行了登陆艇,可实现 电能灵活双向调配,直接向 无电源电网供电,分布在 分散海岛上的风电电能,也能及时联网送出。在有功 和无功控制方面,如果将 有功功率和无功功率比作淋浴房中的热水管和冷水管,柔性直 流输电技术就相当于水管中的水泵,可灵活 调解冷水和热水的流向、水量、比例等,可以对 有功和无功功率进行独立控制。

与交流输电相比:

柔性直 流的优势主要体现在长距离输电、可再生能源消纳、异步联网等方面。如在长 距离电缆输电中,交流电缆越长,电能损耗越高,输送的有效电能越少,就像烧 好的开水沿着管子往外送,管子越长,水温越低,末端用 户就用不上热水了;柔性直 流则相当于一根保温管,即使到末端用户,水温都是恒定的。

更为重要的是,柔性直 流输电可携带来自多个站点的风能、太阳能等清洁能源,通过大容量、长距离 的电力传输通道,到达多 个城市的负荷中心,这为新能源并网、大城市 供电等领域提供了一种有效的解决方案。


成 果

厦门±320千伏柔 性直流输电工程概念图

◆2011年,我国投 运亚洲首个具有自主知识产权的柔直工程——上海南 汇风电场柔直工程

◆2014年,建设世 界首个五端柔直工程——浙江舟 山五端柔直工程

◆2015年,建设厦门±320千伏柔 性直流输电科技示范工程

◆2017年2月,张北可再生能源±500千伏柔 直示范工程设计启动

NO.2 虚拟同步机技术

清洁能源发展迅速,但在很长一段时期内,仍需要追踪同步电网,实现其 即插即用与自主协调运行。如何保 证这些新接入的分布式能源与电力系统兼容成为当务之急。

100多年以来,电力系 统的规模不断变大,这主要 归功于同步发电机的同步机制。一般说来,分布式 电源主要通过并网逆变器接入电网。并网逆 变器必须转换为电压控制,难以实现无缝切换。如果能 使并网逆变器具有类似同步发电机的运行特性,那么必 将大幅提升分布式发电的并网安全性与运行适应性。


虚拟同 步机正是这样一种技术,它使得 并网逆变器能够模拟同步发电机的运行机理、功率调节等特性,从而能够促进风电、光伏发 电上网的稳定性、安全性,防止脱网;对电网有天然友好性,可实现 全网唯一频率运行,真正实现“同步”。


目前国 家电网公司规划在张北风光储输基地开展示范工程建设,建设世 界容量最大的虚拟同步机示范工程。计划于2017年年底建成。


NO.3 调相机技术

随着我 国特高压直流的快速发展、清洁能 源的大规模开发,部分地 区动态无功储备下降、电压支 撑不足的问题愈发突出,电压稳 定问题成为大电网安全稳定的主要问题之一。这客观 要求直流大规模有功输送,必须匹 配大规模动态无功,即“大直流输电、强无功支撑”。为提高 电网动态无功补偿能力,需要在 电网中加装调相机等动态无功设备,提高电 网动态无功补偿能力。


调相机

与我国 上世纪装设的调相机不同,当前电 网企业研制的调相机有了很大创新。目前研 制的新型调相机具备大容量、少维护的特点,同时其 无功补偿能力和过载能力相比传统调相机大大提高,是提升 电网运行安全性、满足系 统稳定要求的新一代设备。

目前国 家电网公司已规划在多个特高压直流工程送受端换流站或近区电网,以及北京、西藏地 区电网加装多台调相机,以满足 系统动态无功需求。以华东电网为例,在长三 角地区加装多台调相机,可有效 减少多回直流同时换相失败的概率。

NO.4 统一潮流控制器(UPFC)

统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController,UPFC)可针对常规电网建设、改造和 运行中难以解决的潮流控制、供电能力提升等难题,通过大 功率电力电子技术的应用,使电网 潮流由自然分布转变为智能化灵活控制,在保持 现有网架结构不变、不新建 输电通道的前提下,有效解决上述难题。


2016年,世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程——江苏苏州南部电网500千伏UPFC示范工程开工建设

通俗地说,UPFC装置加装于电网后,相当于 给其安装了可调节电流通过的“红绿灯”,以点带面,实现对 电力潮流的精准控制,充分挖 掘现有电网的输电能力,实现对 电力传输的智能调控,可大幅 提升现有资源条件下的供电能力,保证用 电负荷安全稳定供给,有效减 少用电高峰居民停电(这和我 们的生活息息相关)。

NO.5 半波长技术

我国的 一次能源基地与负荷中心相距甚远,如新疆煤电基地、西藏水 电基地到东部负荷中心的距离约3000公里。对超远距离、超大容量的电力输送,半波长 输电技术具有经济性和稳定性等优势,是一种 可行的解决方案。

由电路原理可知,输电本 质上是波的传播过程。当线路足够长时,在传输 功率极限和沿线电压分布等方面会出现许多与常规输电线路不同的特性。

半波长 输电正是根据交流线路长度等于一个工频半波,即3000公里(50赫兹)时,输送功 率极限可以达到无穷大这一特性而确定的输电方式(适用于 理想的无损线路)。

利用半 波长技术构建立体电网

半波长 技术可用于点对网远距离大容量输电,无需安 装无功补偿设备,全线无 需设置中间开关站,可以和 直流输电系统一样实现点对点或点对网输电,但在输 电距离方面不如直流输电灵活。半波长 技术还可用于送端电网与受端电网之间的联网。此外,可利用 半波长线路进行“立体电网”构建。“立体电网”可极大改变电网形态,大大缩 短落点之间的电气距离,显著改 变同步电网的结构,明显改 善同步电网的稳定性。

这些技 术虽然看起来有些“高大上”,但实际 上它们和我们的生活息息相关,它们能 让我们的供电更可靠、更智能!


为国家电网,点赞!


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