全球能源互聯帶來(lái)電網技術裝備大(dà)升級
發布時(shí)間：2016-01-20 09:04 來(lái)源：華電國威
全球能源互聯網相當于“特高(gāo)壓電網+泛在智能電網+新能源”，可(kě)提高(gāo)電網對(duì)大(dà)規模清潔能源發電和(hé)并網的(de)間歇性、波動性的(de)兼容能力，實現全球能源的(de)時(shí)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(huà)等問題的(de)根本解決方案。
構建全球能源互聯網，将給我們的(de)電網技術和(hé)裝備帶來(lái)極大(dà)挑戰。
全球能源互聯網将電網範圍從國家和(hé)地區(qū)擴大(dà)到覆蓋全球，需要發展更高(gāo)電壓、更遠(yuǎn)距離的(de)輸電技術，研制更大(dà)容量、更低損耗的(de)智能裝備，解決極端氣候條件給電工材料及電力裝備帶來(lái)的(de)适應性問題，實現全球範圍的(de)能源供給和(hé)調配。
構建全球能源互聯網，關鍵要在電源技術、電網技術、大(dà)容量儲能技術、信息通(tōng)信技術等領域實現技術創新突破，多(duō)方位提高(gāo)相關技術水(shuǐ)平和(hé)裝備水(shuǐ)平。
國家電網公司已經在特高(gāo)壓交直流電網、智能電網技術與裝備方面進行了(le)成功的(de)探索與實踐。目前，國家電網公司已投運4條特高(gāo)壓直流工程，初步實現了(le)西部可(kě)再生能源向中東部負荷中心的(de)遠(yuǎn)距離輸送，并投運和(hé)在建特高(gāo)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(gāo)壓換流閥、換流變壓器、特高(gāo)壓串聯補償裝置、特高(gāo)壓交流變壓器和(hé)斷路器、可(kě)控高(gāo)壓并聯電抗器等方面都有所建樹，還(hái)攻克了(le)直流電流無自然過零點的(de)“百年電力技術難題”，成功研制出世界參數水(shuǐ)平最高(gāo)的(de)直流斷路器樣機……這(zhè)些技術研究與革新，都爲構建全球能源互聯網奠定了(le)堅實的(de)基礎。
依托國家電網公司在特高(gāo)壓交直流輸電和(hé)智能電網技術的(de)成功實踐，圍繞構建全球能源互聯網的(de)需求，對(duì)未來(lái)電網技術和(hé)裝備的(de)發展進行展望，主要集中在四個(gè)方面：首先，發展更高(gāo)電壓、更大(dà)容量的(de)直流輸電技術。在特高(gāo)壓直流輸電方面，應開展±1100千伏及以上換流閥和(hé)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(de)直流換流閥和(hé)直流場(chǎng)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(de)系統性研究。在柔性直流及直流輸電方面，應研究更高(gāo)電壓等級的(de)功率器件、更新型的(de)拓撲結構、更高(gāo)等級的(de)模塊化(huà)控制電平、納秒級的(de)能量均衡控制，以解決全球能源互聯網中的(de)大(dà)型能源基地并網和(hé)常規直流輸電固有的(de)換相失敗問題。
我國直流電網構建可(kě)以提出一種大(dà)膽假設：構建LCC-VSC混合直流電網和(hé)新能源直流電網并存的(de)一種模式，即構建陸地風、水(shuǐ)、火電等各種能源VSC直流電網，多(duō)饋入區(qū)域LCC直流電網，點對(duì)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(gè)區(qū)域間可(kě)交流的(de)靈活電網。
高(gāo)壓直流斷路器技術值得(de)關注。随著(zhe)柔性直流輸電系統容量和(hé)電壓等級的(de)不斷攀升，直流斷路器也(yě)将向高(gāo)電壓、大(dà)電流和(hé)更快(kuài)速分(fēn)斷方向發展；從應用(yòng)場(chǎng)合來(lái)看，高(gāo)電壓、大(dà)電流直流斷路器可(kě)應用(yòng)于直流輸電網絡重構及洲際互聯等。
直流輸電的(de)另一個(gè)關鍵部件——高(gāo)壓大(dà)容量DC/DC變換器則應向著(zhe)模塊化(huà)、小型化(huà)和(hé)低損耗發展，主要涉及諧振、斬波和(hé)軟開關等關鍵技術，最終可(kě)應用(yòng)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(de)半導體化(huà)。在器件和(hé)新材料等基礎支撐技術方面，爲滿足未來(lái)電力電子裝備對(duì)電力電子器件的(de)需求，器件應向著(zhe)更高(gāo)電壓、更大(dà)容量、更高(gāo)效率、更高(gāo)結溫發展。比如應重點開發壓接型矽基IGBT器件、全控型SiC器件，并考慮在海底和(hé)地下(xià)柔性直流輸電工程應用(yòng)±800千伏及以上直流電纜和(hé)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(huà)研究和(hé)極寒地區(qū)電網用(yòng)結構鋼材特性變化(huà)、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(de)大(dà)時(shí)空調配能力。高(gāo)溫度、大(dà)容量、高(gāo)轉化(huà)效率的(de)規模化(huà)儲能技術是實現全球能源互聯網清潔替代、電能替代的(de)關鍵。有兩種技術值得(de)研究，其一是氫儲能技術，波動性新能源電力制氫，可(kě)實現清潔電力到清潔氣體能源的(de)大(dà)規模存儲和(hé)高(gāo)效利用(yòng)，轉化(huà)效率高(gāo)，且具備商業化(huà)前景；另一種是相變儲熱(rè)技術，它能促進能源互聯網用(yòng)戶側電能替代、清潔替代，提高(gāo)負荷可(kě)控性，提升電網削峰填谷、需求側管理(lǐ)水(shuǐ)平，提高(gāo)能源互聯網對(duì)多(duō)種能源形式的(de)大(dà)時(shí)空優化(huà)配置能力.
展望未來(lái)，随著(zhe)電力電子器件、電工材料及電網裝備的(de)發展，有理(lǐ)由相信，未來(lái)電網技術與裝備完全可(kě)以支撐全球能源互聯網的(de)構建。
