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院士專(zhuān)家探討我國(guó)電力科技發(fā)展方向

2016/11/26 16:42:41 瀏覽次數(shù)：941

中科院院士、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)工作委員會(huì)主任委員周孝信

清華大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士盧強(qiáng)

國(guó)家電網(wǎng)公司顧問(wèn)、中國(guó)工程院院士黃其勵(lì)

防化研究院研究員、中國(guó)工程院院士楊裕生…….

身處電力行業(yè)的你對(duì)于這些如雷貫耳的名字一定都不陌生，這么多大咖齊齊出現(xiàn)，反正小編還是第一次見(jiàn)！原來(lái)他們都去了中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)特設(shè)的院士專(zhuān)家論壇！該論壇由中國(guó)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)周孝信院士主持，更吸引了眾多業(yè)內(nèi)有影響力的中青年專(zhuān)家及廣大電力科技工作者。

今天小編就帶你走進(jìn)這堂免費(fèi)的大師課！在這里，看懂中國(guó)未來(lái)電力科技發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

清華大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士盧強(qiáng)與大家分享了我國(guó)未來(lái)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

他表示，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，除高壓和交直流特高壓的大電力系統(tǒng)繼續(xù)保持良好發(fā)展勢(shì)頭之外，宜著力發(fā)展接近需求側(cè)的智能能源互聯(lián)網(wǎng)及智能能源互聯(lián)網(wǎng)群。智能能源互聯(lián)網(wǎng)必須具備3大特征：

1、其中至少有一種主要能源為清潔能源；

2、必須有足夠容量的儲(chǔ)能設(shè)備；

3、諸能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)無(wú)人值守的、優(yōu)化的實(shí)時(shí)能量管理系統(tǒng)。

在儲(chǔ)能設(shè)備方面，大功率模塊化壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）使用壽命長(zhǎng)，環(huán)境友好，零碳排放，冷-熱-電三聯(lián)供，綜合利用效率高，與磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能相比有諸多優(yōu)點(diǎn)。CAES是一種天然的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)（co-generation），由清華大學(xué)和國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)合研發(fā)，不僅是微電網(wǎng)而是微能源網(wǎng)，空氣壓縮過(guò)程產(chǎn)生的壓縮熱，可產(chǎn)生熱水和冷氣覆蓋面積，綜合利用效率是目前儲(chǔ)能系統(tǒng)中最高的。

國(guó)家電網(wǎng)公司顧問(wèn)、中國(guó)工程院院士黃其勵(lì)做了未來(lái)高比例可再生能源綜合高效利用的主旨演講。

他表示，我國(guó)可再生能源發(fā)電設(shè)備的性能和效率均有待提升，成本需進(jìn)一步降低，發(fā)電設(shè)備的電網(wǎng)友好和調(diào)度靈活性能亟待提升；可再生能源就地消納和其他利用方式較少，產(chǎn)業(yè)布局和可再生能源稟賦特性關(guān)聯(lián)較少，無(wú)電地區(qū)可再生能源應(yīng)用模式有待攻關(guān)。

他建議：以清潔能源大規(guī)模利用為宗旨，需改變、改革甚至革命傳統(tǒng)電力規(guī)劃、生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度和用電方式。按照電源-電網(wǎng)-儲(chǔ)能-用電全產(chǎn)業(yè)鏈條綜合發(fā)展原則，對(duì)風(fēng)光等可再生能源發(fā)電和各級(jí)電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)，實(shí)現(xiàn)包括全電力行業(yè)在內(nèi)的全社會(huì)高效、經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)化運(yùn)行。

防化研究院研究員、中國(guó)工程院院士楊裕生在院士論壇表示，電力發(fā)展需要新型規(guī)模儲(chǔ)能電池。

他認(rèn)為，大規(guī)模儲(chǔ)能電池應(yīng)該具有高安全性、長(zhǎng)壽命、低價(jià)格、高能效、易維護(hù)、環(huán)境友好等性能，要研發(fā)規(guī)模儲(chǔ)能新型電池，水體系電池的安全性高，應(yīng)是開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。鋰離子電池應(yīng)提高安全性，目前說(shuō)鋰離子電池是“綠色”的是不對(duì)的，鋰離子電池含化學(xué)品多，生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題也不少，圓滿(mǎn)解決需要一定的過(guò)程。

西安交通大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士王錫凡院士做了發(fā)展多電壓多頻率的電力系統(tǒng)的演講。

他指出，在當(dāng)前的能源革命中，無(wú)論是能源生產(chǎn)還是能源消費(fèi)，都應(yīng)挖掘頻率的巨大潛力，形成多級(jí)頻率的電力系統(tǒng)。當(dāng)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，為形成多頻率電網(wǎng)創(chuàng)造了條件，可以大幅度地提高用電設(shè)備效率，降低用電設(shè)備的重量和造價(jià)。要形成多電壓多頻率電力系統(tǒng)，要求對(duì)電力發(fā)輸配和用電進(jìn)行全面和深入的交叉研究，特別要從電力負(fù)荷的大數(shù)據(jù)中挖掘出供電頻率對(duì)用戶(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響，同時(shí)需要更宏觀(guān)、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的電力源網(wǎng)荷的規(guī)劃。

南方電網(wǎng)科學(xué)研究院董事長(zhǎng)饒宏在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)柔性直流輸電技術(shù)在南方電網(wǎng)的發(fā)展與實(shí)踐做了介紹。

南方電網(wǎng)的主要特點(diǎn)是西電東送交直流并聯(lián)運(yùn)行，多回直流集中饋入廣東珠三角負(fù)荷中心。南方電網(wǎng) VSC直流工程為世界首個(gè)多端柔性直流，應(yīng)用于主網(wǎng)架。柔性直流應(yīng)用于多直流饋入受端系統(tǒng)有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、柔性直流不受接入的交流系統(tǒng)短路容量限制，可實(shí)現(xiàn)分散靈活接入；受端交流擾動(dòng)不會(huì)經(jīng)直流系統(tǒng)傳導(dǎo)至其他受端，故障影響范圍可控。

2、受端交流故障后柔直持續(xù)傳輸有功功率，并向交流系統(tǒng)提供無(wú)功功率；減小交流故障后多直流同時(shí)換相失敗區(qū)域，改善系統(tǒng)電壓恢復(fù)特性。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)湯廣福與大家交流了未來(lái)電網(wǎng)中的直流開(kāi)斷問(wèn)題。

到2024年左右，歐洲超級(jí)電網(wǎng)可以基本形成。國(guó)內(nèi)的實(shí)踐工程也有舟山多端柔性直流輸電工程、張北柔性直流電網(wǎng)工程。高壓直流斷路器技術(shù)難點(diǎn)包括交流電流存在過(guò)零點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)分?jǐn)�，直流電流無(wú)自然零點(diǎn)等。國(guó)際上高壓直流斷路器研制主要采用機(jī)械式和混合式兩種技術(shù)路線(xiàn)�；诖藝�(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和高校提出了多種直流斷路器拓?fù)浞桨�，并完成了相�?yīng)的樣機(jī)研制。

南京南瑞集團(tuán)公司副總經(jīng)理鄭玉平做了繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)踐和進(jìn)展主題演講。

他提出了跨間隔保護(hù)就地化解決方案�？玳g隔保護(hù)解決方案：

1、按間隔配置采集控制終端，主變保護(hù)、母差保護(hù)既可分別配置，也可共用采集控制終端。

2、采集控制終端跨間隔保護(hù)端口支持獨(dú)立采樣，采用“誰(shuí)用誰(shuí)同步”原則，不依賴(lài)于外部時(shí)鐘。

3、采集控制終端公用數(shù)據(jù)端口通過(guò)SV/GOOSE網(wǎng)絡(luò)與故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、安穩(wěn)等設(shè)備共享模擬量、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)。④保護(hù)弱配置，采集控制終端完全免配置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)即插即用、整體更換檢修。

中國(guó)電力科學(xué)研究院總工程師湯涌做了基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)廣域安全穩(wěn)定控制的演講。

他指出，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制體系與技術(shù)分析。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的三道防線(xiàn)：

1、第一道防線(xiàn)措施。交流系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，能夠精確、可靠地切除故障元件。

2、第二道防線(xiàn)措施。目前一般采用基于事件的安全穩(wěn)定控制技術(shù)，主要有“離線(xiàn)決策，在線(xiàn)匹配”和“在線(xiàn)決策、在線(xiàn)匹配”。

3、第三道防線(xiàn)措施。目前一般是在預(yù)先設(shè)定的薄弱斷面或薄弱地區(qū)，安裝的基于就地信息的自動(dòng)控制裝置進(jìn)行防御。

東北電力大學(xué)教授穆鋼介紹了從電力系統(tǒng)形態(tài)變革管窺電工數(shù)學(xué)發(fā)展機(jī)遇相關(guān)內(nèi)容。

他認(rèn)為，開(kāi)發(fā)和挖掘靈活的功率調(diào)節(jié)手段是未來(lái)電力系統(tǒng)的重大挑戰(zhàn)！可再生能源驅(qū)動(dòng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行形態(tài)變革包括源側(cè)、荷側(cè)、電網(wǎng)、儲(chǔ)能。解決電氣工程領(lǐng)域科學(xué)和工程問(wèn)題涉及的所有數(shù)學(xué)方法均可歸類(lèi)為電工數(shù)學(xué)的范疇。傳統(tǒng)的基于自下而上建模的分析方法遇到挑戰(zhàn)。電工數(shù)學(xué)的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)包括大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等。

河海大學(xué)教授鞠平介紹了電力系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)研究框架與進(jìn)展。

他指出，當(dāng)可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)運(yùn)行和電動(dòng)汽車(chē)的接入，或電力系統(tǒng)負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖儠r(shí)，會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生具有隨機(jī)性的功率波動(dòng)。隨機(jī)性是電力系統(tǒng)建模、分析、控制等的難點(diǎn)之一。隨機(jī)動(dòng)力學(xué)模型研究包括系統(tǒng)模型和隨機(jī)擾動(dòng)模型研究，同時(shí)也涉及系統(tǒng)模型—頻域模型、隨機(jī)擾動(dòng)模型—隨機(jī)過(guò)程、模型轉(zhuǎn)換—擬哈密頓系統(tǒng)等的對(duì)比研究。

天津大學(xué)教授王成山做了配電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇的演講。

他認(rèn)為，配電系統(tǒng)發(fā)展將受到政府、用戶(hù)、能源與電網(wǎng)公司前所未有關(guān)注，所關(guān)注的視角將會(huì)與過(guò)去有所不同；配電系統(tǒng)發(fā)展不單純依賴(lài)于單一技術(shù)的進(jìn)步，需要全面的系統(tǒng)性解決方案，難度更大，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)更難；配電系統(tǒng)發(fā)展即依靠技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)用戶(hù)需求、市場(chǎng)機(jī)制、運(yùn)營(yíng)模式、相關(guān)政策等也是重要影響因素。

清華大學(xué)教授梅生偉分享了工程博弈論初探及電力系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。

他指出，隨著多能互補(bǔ)的能源網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，深度融合的互依存網(wǎng)絡(luò)演化，如何實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化控制與決策以高效消納可再生能源（大規(guī)模、分布式）成為一個(gè)重要的科學(xué)問(wèn)題。能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和控制面臨著集中管理困難、決策時(shí)序復(fù)雜、信息分享有限、存在連鎖故障隱患、耦合網(wǎng)絡(luò)演化等巨大挑戰(zhàn)工程博弈論的發(fā)展循序卡爾曼思路，針對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，根據(jù)相應(yīng)的博弈模型實(shí)現(xiàn)均衡（最優(yōu)決策）求取，實(shí)現(xiàn)工程博弈論的發(fā)展。

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