电网关键技术创新硕果不断：柔性直流输电、主动配电网、智能电网注入活力-北极星输配电网

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翻阅《能源技术革命创新行动计划（2016~2030年）》，“柔性直流输配电技术”“源-网-荷协调智能调控”“可再生能源并网与消纳”“高温超导”等关键词频繁出现在“现代电网关键技术创新”这一章节当中。细细挖掘，简要的表述之下蕴藏深刻内涵。

以柔性直流输配电技术为例。“当前我国发电方式发生了变革，可再生能源比例加大。未来，全球能源互联网可大规模接入可再生能源。因此，柔性直流输电技术是必不可少的。”国网智能电网研究院副院长汤广福强调。

国家应对气候变化战略研究和国际合作中心原主任李俊峰也表达了类似观点。“柔性直流输电技术不仅仅是应用于可再生能源的配电领域，更多是作为一种保障电网安全的先进技术，该领域技术研究与发展对我国今后直流配电系统起着至关重要的作用。”

显然，唯有在上述领域不断创新、不断突破，方可为电网的脉动注入强劲活力，而这离不开技术的积累和沉淀。回望过去5年，在现代电网关键技术创新方面可谓捷报频传。

“柔性直流输电装置关键技术与应用”通过验收

柔性直流输电技术发展一直为业内所高度关注。今年8月24日，从科技部传来消息，“十二五”国家863计划主题项目“柔性直流输电装置关键技术与应用”已通过验收。

据该项目组负责人介绍，柔性直流输电技术的发展呈现出高压大容量、拓扑结构多样化、多端网络化、应用场合多样等特点。其所面临的技术问题包括直流测量精度不足、柔直海缆技术需要突破、高压直流断路器研究经验缺乏、柔性直流配电系统控制保护技术尚未解决、现有仿真手段难以满足研究需要以及柔直的城市供配电应用研究较少等。

在此背景下，经过3年攻关，项目组攻克了柔性直流高精度测量、高压海缆、高压直流断路器、直流配电、仿真技术、城市供电等方面技术难题。此外，不少科研成果开创国内之先河，例如首次研制出全光纤电流传感器、±320千伏直流海缆、110千伏机械式高压直流断路器、10千伏混合式直流断路器和15千伏/200千瓦直流变压器、20千伏/20兆瓦紧凑型换流阀、城市电网控制保护样机等关键设备；建立了高压直流断路器、直流配电系统实时仿真等多个试验平台等。其中全光纤电流传感器、直流海缆、紧凑型换流阀在特高压直流工程、柔性直流工程、UPFC中多次实施应用。

“项目所取得的成果为柔性直流输电向高压大容量、直流电网、多样化用电等领域的发展提供了研究基础，带动了柔性直流输电技术装备产业发展，推动了我国柔性直流输电技术标准建设，提升了我国柔性直流行业的国际竞争力。”上述负责人总结称。

集成可再生能源的主动配电网研发取得重要进展

面对大量分布式电源接入带来随机双向潮流、故障难以快速定位隔离、电压波动大等问题，传统配电网模式“大势去矣”。而主动配电网模式可在确保配电网安全稳定运行的情况下大幅度提升电网对可再生能源的消纳能力，其关键技术瓶颈在于能否突破源-网-荷协同控制与多能互补的高效运行。

来自科技部的资料显示，“十二五”863计划先进能源技术领域“集成可再生能源的主动配电网研究及示范”课题在多源协同的主动配电网运行关键技术研发上取得重要进展，突破了主动配电网规划、运行、控制、测试以及应用等一系列关键技术。

据悉，该课题由贵州电网有限责任公司承担，联合上海交通大学、清华大学和北京四方继保自动化股份有限公司共同完成。项目组研发出具有自主知识产权的主动配电网全局运行决策系统和负荷主动管理系统两套核心系统，全局优化、方式优化、孤岛并离网等12个核心高级应用模块，协同交互控制器、分布式电源控制管理单元、智能用户终端等11个新型成套装置，并成功在示范工程中应用。数据显示，示范工程实现在30%以上渗透率工况下的优化稳定运行，分布式电源100%就地消纳，降低峰谷差20%以上，供电可靠率达99.99%以上。

“该课题在多能互补、热电解耦及能源综合利用方面属国内领先，课题的全部研发成果在示范工程电网实际应用，大力推进了主动配电网的实用化水平，对我国智能配电网应用具有极强的示范作用，具有很高的推广价值和社会效益。”业内人士表示。

智能电网高级分析与优化运行关键技术获突破

当前，如何推动我国电网从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网升级跨越，成为摆在科研人员面前的“必答题”。智能电网为攻克此难题指明了方向。

日前，国家863计划先进能源技术领域重大项目“智能电网高级分析与优化运行关键技术”通过验收。项目组经过3年攻关，在大规模间歇式新能源并网运行控制和智能调度技术、电网与电动汽车充放电设施互动技术、高效可靠的配用电与微电网技术、多元化用户灵活互动技术等方面取得了一批具有自主知识产权的创新性研究成果，且形成18个示范应用。

据介绍，项目组完成了含风光储的分布式发电接入、多特性小水电群大规模接入等关键技术研究，在海南实现了间歇式能源渗透率不小于15%的多类型新能源发电消纳技术的示范应用；完成了大规模风电与大容量抽水储能联合优化运行技术研发与示范；突破了含大规模新能源的交直流互联大电网智能运行与柔性控制关键技术，在南方电网开展示范应用，计算规模覆盖8条交流和9条直流的跨省区输电通道。

此外，项目组还研制了电动汽车无线充电装置，建立了电动汽车电能供给分层优化及运营系统；研制了智能配电网优化调度关键设备及系统，开展了智能配电网新型量测、通信、保护技术研发及示范；开展了微网群高效可靠运行关键技术研发与示范；进行了风、火、高载能企业联合运行的电网示范应用；开展了油田群智能配网综合集成与示范，在中海油垦利3-2油田群建成智能配网示范工程。

毋庸置疑的是，该项目取得的成果对提高新能源消纳能力、支撑电动车的规模化运行、提高微电网的可靠性发挥了一定作用，同时对大型工业企业智能配用电、海上钻井平台智能配网提供了支撑。

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