《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 电源技术 > 业界动态 > 电网革命:新一代电力系统的5个特性

电网革命:新一代电力系统的5个特性

2018-10-29
关键词: 电力系统 智能电网

  新一代电力系统发展方向

  与传统的电力系统相比,新一代电力系统的物理特性、设备基础、运行特征、控制方式都将发生根本改变,具有广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享五个方面特征。

  pIYBAFvL5VCAcGxuAAtVIm16b1U025.png

  广泛互联

  是指系统规模大、接入主体多,电网成为资源大范围优化配置平台。电力系统接入主体更加多样化,分布式电源、微电网、储能、电动汽车等大量新型用能设备大量接入;电网、信息网、物联网深度融合,网络跨地域、跨领域互联,能够实现大范围的能源互济供应。

  智能互动

  是指系统具备高度智慧化和交互性,电力生产、消费与电力市场紧密融合。“大云物移”和人工智能技术得到广泛应用,电力系统全环节具备智能感知能力、实时监测能力、智能决策水平。发电和用户的双向选择权放开,发电侧与售电侧各主体在电力市场中广泛参与、充分竞争,用户通过经济政策或价格信号,实现主动负荷需求响应。

  灵活柔性

  是指系统具有强大的适应性和抗干扰能力,新能源消纳水平显著提升。储能、虚拟同步机、大功率电力电子器件、柔性输电等新技术、新设备广泛应用,系统的灵活性和适应性显著提升。源随荷动、荷随网动,源网荷实现联动,电网运行的弹性显著增强。

  安全可控

  是指系统具有高度稳定性和可靠性,电网安全可控能控。电网预防和抵御事故风险的能力显著提升,降低大面积停电风险。交流与直流、各电压等级电网协调发展,主网、配电网效率效益和供电可靠性双提升。网络信息加密技术普及,电力系统信息安全防护水平显著增强。

  开放共享

  是指系统具有高度开放性和共享度,电网成为综合能源服务平台。电力、燃气、热力、储能等资源,通过电网实现互联互通,能源综合利用效率得到优化。互联网理念贯穿各类用电业务,形成透明开放的服务网络。支撑分布式能源、各类用能设备友好接入。

  构建新一代电力系统,技术创新是关键,需要在以下五个方面重点突破。

  一是坚强的网络结构。这是构建新一代电力系统的基础。从世界范围看,加强电网互联互通、扩大联网规模,是很大国家实现能源资源大范围优化配置、推进能源清洁转型的战略性选择。目前,欧洲已建成统一同步电网,可以实现新能源在各国互济消纳,为适应风电、太阳能大规模发展的需要,欧盟计划到2030年将各国的跨国输电容量再增加一倍。中国国家电网到2035年的跨区输电规模将从目前的1.9亿千瓦进一步提高到3.8亿千瓦,10多个特高压直流群接入东中部地区,需要加快发展特高压交流输电,构建坚强的送、受端同步电网,解决大直流带来的潮流汇集与疏散安全问题。

  二是综合安全防御体系。加快发展更快、更强、广域、智能的大系统控制技术,对电网故障的实时跟踪分析将从分钟级提升为秒级、毫秒级,安全防御体系向电源侧、用户侧深度延伸,电源侧重点提高集群控制的灵活性,用户侧重点提高分散控制的精确性。电网环节要加快发展柔性交、直流输电,增强电力系统灵活调节能力。电网调度朝着高度智慧化方向发展,具备全网状态感知能力、自适应巡航能力,成为新一代电力系统的智能中枢,保障系统安全稳定运行。

  三是快速平衡调节能力。新一代电力系统的频率调节与无功调节将朝着快速、动态、深度、精准方向发展。频率调节方面,重点是推动传统火电、核电机组增强深度调峰能力,加快发展新能源机组调频技术和大规模电池储能技术。无功调节方面,重点利用调相机、FACTS、柔性直流、储能等动态无功装置建立主网虚拟无功电源群。要加快发展精准负荷控制技术,支持电动汽车、分布式电源、微电网以及各类智能用电装置参与系统平衡调节,实现源-网-荷-储协调互动。

  四是新能源友好并网。在新一代电力系统中,新能源机组应当朝着更高效、更友好、更经济方向发展。一方面要加快发展大容量风机、更高转化效率的光伏发电。另一方面,大力提升新能源机组涉网性能,使其逐步接近常规机组,重点要提高新能源机组的频率、电压耐受能力,加快发展虚拟同步机技术,主动支撑电网频率、电压稳定。同时,要大力发展高精度电力气象预测技术,实现新能源电站集群控制,推进电网友好型风电场和太阳能电站建设。

  五是基础理论和新一代仿真。基础理论方面,重点要研究电力电子化系统、交直流混联系统的稳定基础理论。在新一代仿真方面,随着能源互联网建设的深入推进,系统仿真的领域要从电力领域向能源领域拓展,仿真的方法从电磁暂态+机电暂态仿真向电磁暂态+小步长仿真转变,建设更高精度、更快速度、更强功能的仿真平台。