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深度解析！未来电力系统十大关键技术及挑战

2017-01-16 21:06:20 大云网　点击量：评论 (0)

2016年8月21～26日，第46届国际大电网委员会（CIGRE）年会在法国巴黎召开，超过3000位代表出席了会议，其中来自中国的参会代表有80多位。大会以主旨报告《电力大变革—未来电力系统》作为开始，并以分布式发电对

（6）发电厂的不同特征和发展中电网保护的新概念。

1）新的输电网广域保护系统（WAPS）将可克服特定类型继电保护在可靠性、灵活性、检修成本方面的局限性和不足。

2）全新的发电技术会对保护系统产生影响，例如减小短路功率、导致潮流逆向等。

3）故障穿越能力，即新发电机容量在承受由于故障所引起低电压的能力。

4）偶然性孤岛检测与蓄意性孤岛运行，即部分配电网由于没有连接至高压网络而呈现物理孤岛情况。

5）使用高效通信网络的配电网中新式保护和自动化功能。

6）其他创新技术，例如直流断路器。

电力联网

（7）计及新输电/配电接口的全新规划概念、环境约束的增加以及有功无功潮流控制的新技术。

1）环境因素的更高社区意识（communityaware-ness）。

2）不确定因素增加下的规划和批准。

3）现役设备的最佳利用。

4）网络投资规划：规划中需要考虑需求响应、分布式电源的分布，以及输电线路和配电线路扩建投资的相互影响等因素。

5）技术变化：需要了解各技术方案的成本、容量以及到期时间，以便进行比较选择。

6）经济驱动力的改变：这会影响资金的可用性和投资风险，并可能对投资产生重大影响，尤其是在以市场为基础的系统。

7）市场和管理环境的改变（对中央规划水平与市场方案的影响的比较）。

（8）新用户、新发电机、新网络特征下评价系统技术性能的新方法。

1）可用于解决时间集成动态问题以及多相功率流问题的先进计算技术和计算方法。

2）在三相模型和正序建模间找到过渡。

3）用于功率平衡和备用需求评估的先进工具和技术。

4）可对网络的整体性能进行优化并可基于监控数据以及应用故障模式及影响分析（EMEA）来管理不确定性从而描述现有技术和新技术性能的规划和运行工具。

5）先进的负荷建模技术。

6）可对分散控制应用进行建模的技术，即在环境的极限感知下能够做出智能决策的功能，如多代理技术。

7）主动和自适应控制策略的建模（集中控制系统、电网友好型电器应用、需求管理等）。

8）新技术和先进技术的模型。

9）可以连接物理硬件设备和实时数字仿真器接口（RTDS）的硬件在线仿真工具。

10）用于在各电压等级下评估电网在更大DC和PE渗透率时谐波性能的工具和技术。

11）循环（HIP）模拟工具中的硬件设计，即与实时数字模拟器（RTDS）进行物理对接。

12）可集成模拟传输系统和分配系统的协同仿真平台。

13）在电磁瞬态和正序仿真工具间找到过渡的方法。

（9）线路容量的增长，架空、地下、水下设施的使用，及其对网络技术性能和可靠性的影响。

1）提高现有架空线路输送能力的技术：更换耐高温导线，重新张紧现有架空线导线，提高电压等级，并进行实时监测。

2）将交流转换为直流线路，考虑交直流混合输电，考虑架空线路的紧密排列和美观性。

3）考虑地下系统的过载能力和热瞬态计算，及其对地下部分的设计标准产生的影响。

4）新的海底和地下绝缘交流或直流电缆在高电压中的应用，如海边风电场。考虑以风电场为解决方案的“海上”基础设施与离岸发展的变电站和电缆，包括输电和配电，并将风荷载数据用于海底电缆的设计准则。

5）制定深水电缆的设计标准和完善安装技术，以实现相关关联。

6）提出对正在改变网络状况的输配电设备的要求。

7）将智能化技术引入到输配电设备中。

（10）使利益相关者了解技术和经济效益，吸引他们加入电网未来发展。

需要考虑的因素包括：

1）环境（自然环境、动植物、EMF、声噪、视觉冲击等）既是电网发展的主要驱动力，也是全球能源项目（发电、输送）的主要阻力。

2）环保因素（自然环境、人）是维持能源系统未来发展的主要动力之一，这也是现在被电力部门逐渐了解的。

3）同时，同金融行业一样，能源系统也受到“外部世界”的激励，如政策、NGO和其他利益相关者的影响等。

在规划阶段，应当采取的措施如下：

1）证明项目能带来的好处。

2）保证可持续发展的原则和与之相关的问题正在被考虑。

3）考虑已经在系统规划、设计和备选方案中的公众态度，咨询以及需求。

在建设和运行阶段，应当注意：

1）需要符合环境标准。

2）需要取得必要行动的支持（如，维修）。

二充分尽限利用现有系统

主要包括以下3个方面：

1）将成功经验转移到其他网络结构。例如，低压管理方式可以向高压借鉴，甚至可以向其他能源系统（电、气、水）的管理方面学习。

2）提高可靠性（自愈，孤岛，故障穿越……），一定要从技术上提升经济效益。

3）资产生命周期问题，建议提早开始研究，可以借鉴发达国家的先进经验。

报告嘉宾：

国家“千人计划”特聘专家马钊

嘉宾简介：

马钊，博士，国家“千人计划”特聘专家，中国电力科学研究院智能配电首席专家；英国特许注册电力工程师（CEng）、国际工程与技术学会会士（FIET）；现任CIGRESC6（配电系统及分布式发电）专委会中国委员，CIGRE中国和亚太区SC6主席；中国科学院电工研究所客座研究员，西安交通大学兼职教授。主要研究方向为智能配电网规划和资产管理、风险管控、智能电器设计研发及技术咨询、中低压直流配电网、能源信息系统和能源互联网等。

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