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7月2~3日,第十八届IET交直流输电国际会议(ACDC2022)在线举办。本届会议由英国工程技术学会(IET)、清华大学联合国网山东省电力公司共同主办。参会者围绕先进交直流输电技术支撑新型电力系统构建的主题,分享了最新研究成果,针对热点技术与发展前景进行了交流。多位专家就新型电力系统、电力电子技术、柔性低频交流输电、智能传感等主题作主旨报告。
交直流输电技术支撑新能源消纳,柔性低频交流输电进入示范应用
交直流输电技术是保证大规模新能源在大范围内高效汇集、灵活传递及分散消纳的重要手段,是支撑构建新型电力系统的核心技术之一。经过多年建设发展,我国已建成目前世界上最先进的特高压交直流混联大电网。
中国科学院院士、国家电网有限公司一级顾问陈维江在会上结合交直流输电技术的各自特点,系统阐述了柔性低频交流输电技术。“直流输电适用于远距离大容量电能输送,损耗低、潮流可控性好,但不足在于没有过零点,故障开断、变压相对困难;工频交流输电的突出优势是组网灵活,易于实现电压等级的变换,缺点在于远距离传输时传输损耗较高。”陈维江院士介绍,“如果借鉴直流输电频率变换的思路,借助交流输电零点开断的优势,我们可以探索一种新型输电方式,通过电力电子技术实现频率变换,选择0~50赫兹范围内的合适频率,来提升系统的输送容量、距离和潮流控制能力,弥补工频交流和直流输电方式的不足,这就是柔性低频交流输电技术,可应用于大规模新能源汇集、城市电网分区柔性互联等场景。”
2021年10月,我国海上风电装机规模首次超越英国,跃居世界第一。发展海上风电已成为我国推进能源转型的重要举措之一。多个重点省份确定了大规模海上风电开发计划,并由几十千米的近海向百千米左右的中远海推进。
陈维江院士认为,柔性低频交流输电在海上风电送出场景中将成为工频交流和直流输电的有益补充。工频交流输电是国内外近海风电场的主要送出方式,直流输电适用于大容量、远距离的远海风电送出。而介于近海与远海之间的区域,柔性低频交流输电是一种相对经济的方案。
“柔性低频交流输电技术在浙江电网已有示范工程应用,台州35千伏柔性低频输电示范工程已于今年6月投运。该工程实现了大陈岛电网与大陆主电网柔性互联,并实现了两台风机发电低频送出。”浙江电力科学研究院高级工程师裘鹏介绍,在杭州,国网浙江省电力有限公司正在建设一个220千伏柔性低频输电示范工程,该工程可实现不同供区之间的柔性互联。
构建新型电力系统需要大力发展电力电子技术
电力电子技术已在能源电力、交通、生活等领域得到广泛应用,是现代能源转换的核心技术之一。业内专家普遍认为,在实现“双碳”目标和构建新型电力系统的大背景下,电子电子技术在新能源发电和直流输配电等领域发挥越来越重要的作用。
基于新型电力系统的特征和概念情景,大规模新能源电源并网将对系统的安全稳定运行产生重大影响。中国工程院院士、中国南方电网公司专家委员会名誉主任委员李立浧认为,已经实现应用的电力电子变换器在服务大规模新能源电源安全并网的过程中能起到关键作用,这给电力电子技术带来了巨大的发展空间。他提出,未来要在高性能电力电子器件、构网型电力电子变换器、智能化电力电子设备、柔性直流输电和柔性直流电网4个方面持续开展创新实践,研发硬核技术。
“在构建新型电力系统的过程中,电力系统将从刚性向柔性发展,与数字化、信息化、智能化特征融合,逐步成为全面可见、可知、可控的透明电力系统。整个能源领域电能占比将大幅提高,实现电能多元化转换,构成泛电气化能源电力系统。直流输电与电力电子技术将在其中扮演重要角色。”李立浧表示,直流输电和电力电子技术作为电力领域的重要技术分支,必须适应构建新型电力系统的需求,坚定不移朝着这一目标发展。
西安交通大学教授刘进军认为,我国输配电系统正在面临革命性的变化,其中,电力电子化是一个主要特征。电力电子相关和交叉学科的技术研究和发展在新时期遇到了许多机遇,比如输配电系统功率变换产品的规格、可靠性和工艺在不断提升,损耗、成本和体积在不断下降。“在这些机遇中,也出现了许多具有挑战性的问题,比如可靠性、即插即用的组网架构等,这些都需要通过电力电子工程师与非电力电子工程师的合作来解决。”刘进军说。
电力电子器件和智能传感技术助推输配电系统转型
高性能电力电子器件是输配电系统功率变换的核心,智能传感是输配电系统信息采集、实现智能化的基础。在会上,业内专家针对第三代功率半导体的研制进展、新型功率半导体器件和微型电流电压传感器的研制及应用进行了分享和交流。
“碳达峰碳中和目标要求能源利用清洁、可靠、可持续,预计到2030年我国可再生能源发电占比将超过59%,电网运行面临包括间歇性可再生能源比重高、电力电子比重高、负荷随机增加、远距离传输等问题。为了支持高比例可再生能源电力系统的建设,柔性交流输电和高压直流输电等技术变得越来越关键。”浙江大学教授盛况在会上表示,间歇性可再生能源的利用需要高效率的电力电子变换器,而功率半导体器件是功率变换系统的核心,功率半导体器件电压阻断能力和电流传导能力的提升是减少系统复杂度、体积和成本的关键。
盛况介绍了目前第三代功率半导体的研究进展,他表示,10千伏以上高压4英寸碳化硅二极管已经商品化, 22千伏以上高压4英寸碳化硅门极可关断晶闸管已研制成功,下一步的挑战在于如何进一步提升高压碳化硅器件的工艺水平、良品率和可靠性。
西安西电电力系统有限公司总经理娄彦涛在会上阐述了新型功率半导体器件集成门极换流晶闸管的应用。“与目前在电网中广泛应用的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相比,集成门极换流晶闸管(IGCT)具有大容量、高可靠、低损耗、低成本的优点,但也存在驱动功率大、开关频率低等不足。”他表示,直流电网中高压大容量电力电子设备的运行特点,很大程度上规避了IGCT工作频率低、驱动功率大的劣势。随着高压大功率IGCT器件的发展,基于IGCT的电力电子设备将在支持能源转型、实现碳达峰碳中和目标的过程中发挥作用。
“传感技术是实现信息采集、数字化的基础,可助力在现有智能电网的基础上构建更加可观测、可分析、可预测、可控的数字化电力系统,实现对电网全景信息的深度感知。该技术的应用场景涵盖了整个能源互联网,能够极大地促进能源和信息的流动,成为构建新型电力系统的重要基础。”清华大学教授何金良说。
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“双碳”目标下,新能源迎来爆发式增长。截至今年3月底,太阳能发电装机容量约6.6亿千瓦,同比增长55.0%;风电装机容量约4.6亿千瓦,同比增长21.5%。然而,风光资源间歇性、不稳定性的特点也给电力系统的调度和平衡带来了不小的挑战。4月24日,“清华大学能源互联网创新研究院成立九周年院庆暨第二届能
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4月24日,广东省人民政府办公厅印发广东省开展国家标准化创新发展试点工作方案(粤办函〔2024〕53号),其中提到,加强新型电力系统标准建设,完善风电、光伏、输配电、先进核电和化石能源清洁高效利用标准,推动开展储能、氢能产业标准体系研究。还提到,推动建立碳达峰碳中和标准计量体系,制定更严
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国家电网有限公司高质量发展工作会议暨2024年第二季度工作会议坚持问题导向和系统观念,推动国家电网高质量发展,提出扛牢首要任务,推动公司高质量发展,加快电网高质量发展,推动构建新型电力系统,彰显了公司新一届党组当好贯彻党中央决策部署的行动派、执行者、实干家的强烈政治担当。国网黑龙江省
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结合电网需求“多充多放”合理实现租赁容量规范化、规模化形成新型储能智慧调用体系——《国家能源局关于促进新型储能并网和调度运用的通知》政策解读南方电网公司电力调度控制中心“新型储能”2024年首次被写入《政府工作报告》。新型储能产业是构建新型电力系统和推动战略性新兴产业发展的重要支撑,
3月20日,国网浙江电力有限公司主导立项的电气与电子工程师协会(IEEE)标准《低频(10赫兹到30赫兹)输电用电力变压器导则》进入项目启动流程。该标准将明确低频变压器的技术要求、试验方法和验收规程,为其设计、制造和工程调试提供指导。低频输电技术具有输电损耗小、容量大、柔性调控能力强、高效
近日,华能玉环2号海上风电项目220千伏送出工程获核准批复,预计将在今年5月迎来开工。根据方案,送出工程采用的是“20万千瓦工频+30万千瓦低频”的混合送出方案,这是世界上首次在海上输电应用220千伏柔性低频输电技术,以探索海上风电远距离大容量低频送出。Tips:柔性低频输电是一种以电力电子技术
柔性低频交流输电基本的内涵就是借助于电力电子技术灵活变换频率,在0-50Hz内选择合适的频率,提高输送容量,提高系统的柔性控制能力,应该说是一种高效、新型的交流输电技术。——中国科学院院士,国家电网公司副总工程师陈维江10月26-27日,以“应对碳排双控挑战,构建新型能源体系”为主题的2023国
云山苍苍,碧水泱泱。一条长约13.6千米的输电通道横贯富春江东西两岸,连通杭州亚运会富阳、萧山两大保电主战区。这是我国首个220千伏柔性低频输电工程,也是当前国际上电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程。9月10日下午,记者前往220千伏亭山低频换流站,探访这项全球最先进的低频输电工程
北极星输配电网获悉,8月16日,中国电机工程学会组织开展国网浙江电力牵头研发的“柔性低频交流输电技术、系列装备及应用”项目技术鉴定。由中国科学院院士陈维江领衔的专家组一致认为,项目在核心设备研发和应用方面取得了原创性成果,整体技术达到国际领先水平,建议进一步加快推广应用。
核心提示柔性低频交流输电技术能让新能源发电设备直接输出低频电能,实现广域组网与电力远距离送出。国网智研院牵头组建产学研用联合攻关团队,历经9年研发,掌握了柔性低频交流输电系统成套设计、低频装备研发与试验等核心技术,并在我国首批柔性低频输电示范工程中应用。再过一个多月,杭州亚运会即
日前,一则“252千伏选相快速低频断路器研制成功”的消息登上了《国家电网报》的要闻版面,252千伏选相快速低频断路器在杭州220千伏柔性低频输电工程现场完成人工短路试验。试验结果表明,断路器成功开断低频短路电流,燃弧时间为12毫秒,其中科林电气参与研制的“KE-9411K选相测控装置”控制燃弧时间
6月30日,我国首个220千伏柔性低频输电工程在浙江杭州投运。这是当前我国电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程,实现了杭州富阳、萧山两大负荷中心互联互通,为杭州亚运会主场馆所在区域提供30万千瓦的灵活电能支撑,满足赛事期间尖峰用电需求。国网浙江电力员工在杭州220千伏柔性低频输电工
“海上风电走向深远海,海上输电系统占到成本的比例也随之增加,大规模海上风能的高效汇集和经济送出,也是助力海上风电平价的关键之一。目前主流的海上风电汇集送出技术主要有工频交流输电和柔性直流输电两种,柔性低频交流输电是我国原创突破的一种新型高效经济的交流输电技术,是工频交流与直流输电
台州占了浙江1/3的海岸线,滩涂资源丰富,拥有丰富的风能、太阳能等可再生清洁能源,适合建设渔光、农光互补电站,沿海和岛屿有效风时高达7000小时/年以上。得益于资源禀赋,台州新能源正在快速发展,台州明确新能源城建设的目标,瞄准全球新能源产业发展潮流趋势。新能源高速发展给当地电网带来哪些挑
北极星输配电网获悉,5月6日,杭州220千伏中埠换频站成功带电,实现了交流220千伏电压等级电气量的频率可控转换。至此,全国首个高压大容量柔性低频输电工程一一杭州220千伏柔性低频输电工程基建工程全面竣工,进入启动调试阶段,距离整体投运又迈出了关键一步。据介绍,柔性低频输电是一种以电力电子技
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5月26日,从国际电工委员会(IEC)获悉,国际标准IECTS63042-301:2018ED1《UHVACtransmissionsystem-Part301:On-siteacceptancetests》(特高压交流输电系统301部分:现场交接试验)启动修订。该标准修订工作由中国电科院专家担任负责人,来自中国、日本、德国、瑞士、印度等多个国家的专家共同参与。
上海电力大学柔性低频交流输电系统项目的成交公告一、项目编号:JSHC-2022090771B6(招标文件编号:JSHC-2022090771B6)二、项目名称:上海电力大学柔性低频交流输电系统三、中标(成交)信息供应商名称:南京瑞途优特信息科技有限公司供应商地址:南京市江宁开发区迎翠路7号1幢二层中关村软件园221室
近年来,我国电网规模和复杂程度已达世界之最,但潮流分布不均大大制约了电网供电能力,发电调节、负荷转移等传统潮流控制手段速度慢、效果差,在某些场合无法满足潮流快速、灵活、精准控制的实际需求。统一潮流控制器(UPFC)是功能强大的柔性交流输电装备,可实现潮流的快速、灵活、精准控制。但UPFC
中国电建十一局与中国能建广西院国家电投集团广西电力有限公司2021年新能源EPC项目总承包部由中国水利水电第十一工程局有限公司(简称“中国电建十一局”)与中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司(简称“中国能建广西院”)两家法人单位协议组成联合体,是国家电投集团广西电力有限公司2021年
4月20日上午,位于湖北省京山市的荆门—武汉1000千伏特高压交流输电线路工程(3标段)正式开始第二阶段的停电跨越施工,现场人员各司其职,不远处的监控球机正同步将拍摄到的现场画面传输到900千米外的山西电网建设安全质量视频监控中心。荆门—武汉1000千伏特高压交流输电线路工程(3标段)全长37.528
从国际电气和电子工程师协会(IEEE)获悉,由国网江苏电科院主导编制的IEEE统一潮流控制器(UPFC)P2745系列标准中的《基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器技术:第三部分晶闸管旁路开关》近日正式发布。这是继《基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器技术:第一部分功能》之后,此系列标准中第
能源资源分布不均衡,以及能源供给与需求在地理上的错配全球共同面临的用能挑战。与此同时,环保压力和人类社会活动对用能质量要求的提高,也推动电气化和电网互联与规模化发展。大电网互联互通能够有效解决上述能源需求与环境压力的挑战,因此成为各国电网发展的必经之路。我国幅员辽阔,自然资源丰富
在11月7日的“2019全球能源互联网暨中-非能源电力大会”上,全球能源互联网发展合作组织发布《刚果河水电开发与外送研究》《非洲能源互联网研究》《非洲“电-矿-冶-工-贸”联动发展新模式》3份重要研究报告,为推动非洲能源与经济社会环境协同发展提出解决方案。这是国际上首次在非洲能源互联网研究框
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