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主持攻克了强电和弱电设备在高电压、大电流环境下的集成、测量控制与电磁兼容技术,以及晶闸管阀串联、高电压测量系统及其供能、大容量工频限压器均流和控制保护等核心技术,开发了具有自主知识产权的串补和可控串补装置;
形成了自主设计、建设、运行固定串补和可控串补系统的能力,降低了电网建设成本;建成投运了世界上首套混合串补工程(成碧工程)、世界上容量最大的可控串补工程(伊冯工程)和世界上电压等级最高的1000kV特高压串补装置(1000kV晋东南-荆门扩建工程);形成以可控串补技术为代表的灵活交流输电高新技术产业,确立了我国在该领域的技术优势。该成果荣获2008年度国家科技进步奖一等奖。
都有哪些观点?
特高压必须走自主开发道路
特高压工程对中国来说具有非常迫切的需要,因为第一中国经济高速发展使得电力发展很快,需要大容量,远距离输电技术。第二,远距离输电技术能够运用,以避免重复投资。
中国特高压的技术特点和要求是什么?最大的特点是环保要求高,输电距离长。电压高控制在一定范围内,保证能够在高电压下运行,使一些特殊情况下过电压的情况下不至于过高,中间还有运输问题,我们希望局部控制的很好,这些技术交织在一起,互为条件,相互制约,相互影响。
根据技术发展和国情需要,我们必须走自主开发的道路。总得来说要形成适合我国安全要求,环保要求,经济要求,普适性要求,以及国产化要求特高压设计、设备制造、技术规范的自主创新能力,这里有很重要的一点要适合中国国情,从海拔几十米的沿海地区,一直要延伸到海拔3000米,甚至更高的地方,不同地质结构的问题。第二,要适合国产化要求。我们是要规模化应用,真正实现自己制造。
全部特高压研究成果在特高压交流示范工程得到了运用,以及过电压,损耗的实测数据,充分验证了其中的数据,当中有很大一部分是针对环境做的研究。实验示范工程成功投运,验证了其可行性、系统安全性和环境友好性。
核心技术及设备国产化将为后续的特高压提供强有力的支撑,掌握输变电器核心技术对其他电压等级具有向下兼容性,将全面提升电工装备制造业的水平和质量。
未来中国电网呈现三大特点
针对我国电力能源环境的现状,郭剑波指出,未来十年我国能源需求增长迅速,负荷总量将比2010年翻一番。因此,大电网的发展趋势将对大容量远距离输电、大电网安全稳定运行、大规模新能源并网三大技术提出更高的要求。“大电源、大电网和大容量远距离输电格局是满足我国电力需求的主要形态,分布式电源、微网将快速发展。”
他认为,未来我国大电网形态将呈现三大特点:
一是需要提高我国现有电网的输电能力,研发超远距离的输电技术,克服输电走廊资源紧张问题,解决高海拔等复杂自然条件下外绝缘与电磁环境问题;
二是我国大容量接续式交直流混合输电系统体现出电源基地巨型化、直流多落点、跨区域接续送电和运行方式多变等特征;
三是我国新能源发电整体呈现规模化集中开发、远距离外送特点,该特点是中国特有的。
2012年9月召开的“未来电网及电网技术发展预测和对策”香山科学会议第436次学术讨论会上,郭剑波提出未来大容量远距离输电技术的科学问题,并建议开展合理的电源结构配比及前瞻性的送/受端电网规划研究工作;研究超大规模交直流混联电网深入的机理研究和分析方法;研究跨大区、强交互影响、分层分区、安全可靠、协调优化控制。
到2020年社会用电量将比2010年水平翻一番
郭剑波预测,随着电气化水平提高,电力消费增长速度将高于能源消费增长速度,总体上电力负荷增速将快于用电量增速。因此,电力在我国终端能源消费中的比例将持续增加,预计2020年占终端能源消费比重达到27.2%。到2020年,社会用电量将比2010年水平翻一番。
“电力负荷中心仍在中东部地区,比重将缓慢下降。” 郭剑波认为,京广线以东在今后相当长时期内仍为全国电力消费的主要地区。
未来大规模新能源发展的解决方案
针对目前我国新能源产业的发展,郭剑波表示,未来我国大规模新能源发展的解决方案,一是深度挖掘常规电源调节容量,提高常规电源自身匹配力;二是扩大新能源消纳范围,在更大范围内实现电源匹配;三是应用储能技术,平抑新能源功率波动;四是发展跟踪型负荷,以负荷匹配新能源;五是完善多时空尺度协调调度技术,提升电源掌控能力;六是开发电网友好型新能源发电技术,提高支撑电网能力。
2013年10月以“储能技术发展及其在电力系统中应用的关键科学问题”为主题的第470次香山科学会议学术讨论会上,郭剑波指出:储能技术是未来电力系统的一项必备技术。
储能技术在电力系统各环节中的应用主要包括削峰填谷,新能源并网,电力系统频率调节、电压调节及全时间尺度有功功率调节,微网接入及提高电能质量。
现有储能技术在电力系统应用瓶颈主要在于经济性、规模化、寿命周期等实用化指标,尚不能与其他技术手段竞争。电力系统储能技术研究重点是低成本、长寿命、大容量、免(少)维护。应尽快启动适用于电力系统的储能本体技术和储能在电力系统应用中的科学问题的相关研究。
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