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随着我国电网规模、容量的不断扩大,交直流混联,新能源大规模接入,新设备和新技术广泛使用,智能电网在发展中面临新的问题和挑战,大停电的风险依然存在。“在变电站自动化方向,我们将构建一个智能变电站数据测量、模型共享、信息交互的研究平台,实现对大电网各种态势的精确感知。”南瑞变电领域学术带头人黄国方说。
同样,实验室将在继电保护方向构建适应智能电网复杂暂态特征的继电保护研究平台,在安全稳定方向构建智能电网稳定性量化分析及协调控制研究平台,在调度领域构建源网荷灵活互动条件下的调度优化决策研究平台。“几个研究单元联合组建实验室,构建了一个贯穿智能电网发、输、调、用等环节的全过程保护和运行控制技术体系。这背后蕴含着我们对全球能源互联网战略以及坚强智能电网建设的深度思考和探索。”南瑞稳定控制学术带头人方勇杰说。
“研发资源不能分散,研究团队要相对集中,实现核心技术共享、平台共享,提升研发效率和质量。国家重点实验室绝不是摆名字、放牌子,而是要做实,要在新领域实现突破。”南瑞集团科技部主任栗宁说。
何师傅和他的电动汽车
实践故事
上午9点半,出租车司机何师傅驾着他的电动汽车到南京雨花东路江南出租车公司充电。与他并排的还有十多辆车,正等在这里准备充电。“电动汽车噪音小,加速快,而且没有尾气排放。”何师傅笑着说。对他来讲,最实在的改变是每公里成本大幅下降。
像何师傅这样的电动出租车,南京目前有近千辆。除此之外,还有大街小巷的电动公交车和其他小型电动车。而何师傅不知道的是,他的电动出租车充的电,有可能是来自西北的风电、光伏电,也有可能是来自西南的水电。在迎峰度夏高峰期,江苏每四度电中就有近一度清洁电,这清洁电背后依赖的是高度复杂的电网保护和运行控制系统。
智能电网保护与运行控制国家重点实验室有数十项核心技术在为新能源大规模接入电网、电力远方调度、分布式能源发展服务,其中最关键的作用是保障大电网的“不停电”。电网崩溃往往是由负荷、线路或设备连锁事故诱发,有一定的发展过程,而电网第一道防线反应时间不超过100毫秒,可以迅速切除故障,第二、三道防线采用切除部分负荷、切除特定机组、将大电网解列为几个独立电网等技术手段避免电网大停电事故。
“保护与运行控制对智能电网的作用,如同人的大脑和神经。电动汽车、岸电接入电网,对于我们的运行控制系统来说如同被蚊子叮了一下,更大的挑战来自于大规模波动性的风电和光伏电接入电网。”南瑞集团科技服务管理处处长曹团结介绍。
新能源的远距离传输靠的是特高压工程。在特高压工程的推动下,南瑞集团提供的特高压继电保护、电网安全稳定、调度控制、变电站等关键技术得以应用,在电网“三道防线”中发挥关键性作用,为电网安全稳定运行保驾护航。
南瑞依托该实验室成功构建了电网大停电防御框架,研发的电力系统大停电综合防御系统——WARMAP,已成为保障大电网安全的重大装备,防御范围已经覆盖我国80%的电网。该系统可以及时判断出大电网在运行中的风险并做出正确控制决策。
“在电网安全局部故障后,实验室一系列相互配合的系统和技术通过改变电网结构、发电机出力等方式,隔离故障区域,减轻电网负担,确保大电网安全,还可以在故障排除后重新恢复被切除部分的电网运行。”曹团结说。
如同有效地反恐是在恐怖活动发生前被有效挫败一样,电网的安全稳定技术的高超也要化电网风险、故障于无形。就像何师傅开电动出租车至今,从没想过这些电到底有多少是清洁能源,更没想过清洁电远道而来需要怎样的高端技术。开着无噪声、无排放的电动汽车上路,何师傅总是心里美滋滋的。
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