新一代电力系统特征及关键技术

发布日期: 2018-09-17

  中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长 周孝信

  10年前,电网的概念是广义电网,包括电源、网络传输、用电负荷。国家电网公司提出的进一步发展目标,是加快建设以智能电网为核心,以新一代电力系统为基础的能源互联网。其战略目标是建设具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业,核心任务是打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可靠的新一代能源系统。

  新一代电力能源系统具备四个特征:一是高比例可再生能源电力系统。新一代电力系统定的目标很高,核电要占一部分,可再生能源要占相当大的一部分,从实际情况来看,高占比已经在西北、北部一些省份和地区实现。但是我国资源分布不均,主要的可再生能源集中在西部。

  二是高比例电子装备电力系统。西电东送就采用了大规模的直流输电。由于大规模的直流输电和分布式发电进入电力系统,对电力系统的运行、控制带来相当大的挑战,但是现在已经逐步尝试解决。

  三是多能互补的综合能源电力系统。能源互联网的第一要义,即“互联网+智慧能源”,就是能源互联网,它存在的一个重要意义就是多能互补,用互联网的思维来指导我们能源系统的发展,实现多能互补。这个多能互补又分成两部分:源端基地综合能源电力系统和终端能源电力系统。

  四是信息物理融合的智能电力系统。

  新一代电力能源系统还需要具备几项关键技术:首先是高效低成本的太阳能风能发电技术。近10年来我国光伏组建价格从每瓦近50元左右降到2~2.2元左右;光伏逆变器价格从每瓦2元左右降到0.2元;整个光伏系统成本从每瓦60元左右降到5元左右。这主要得益于技术的进步和材料的进步。

  其次是高效低成本长寿命储能技术。目前电力系统用的储能有很多种:物理储能,像压缩空气等储能;化学储能,得益于电动汽车的发展,动力电池要求高功率高能量特性,而电网的储能和动力电池不完全一样,并不要求太高的功率特性,但是要求储能的能量要大。

  再次是高可靠性低损耗电力电子技术。在这方面,期望目前的IGBT能够国产化,特别是用在高压输电、特高压输电里面的晶门管和IGBT,能够大部分采用国产的设备。怎样进一步降低损耗提高可靠性?未来值得研究。

  此外还有高强度绝缘技术和超导输电技术。比如江苏做特高压交流输电,要跨过长江,造价很高,需要几十亿,如何降低它的成本?用管道输电,包括将来开发西部的水电,水电跨过高山(4000~5000米的高山),挖一个隧道过去,有没有这个可能?现在有一个新的理念,就是让一条管道既能送电又能送气,叫“能源管道”。这是国家现在重点支持和全力研究的项目,拭目以待。

  最后是新一代人工智能技术。电力系统里如何合理利用人工智能,包括人工智能平台,计算机视觉、自然语言处理,智能机器人等。

  根据作者在“2018国际能源物联网技术大会”上的发言整理

        信息来源:亮报

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