電力需求的日益增長(zhǎng)，節(jié)能減排、電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，電網(wǎng)安全、電力市場(chǎng)的發(fā)展，電力設(shè)施的新建和老設(shè)備的更新改造，新技術(shù)的應(yīng)用，都將促使輸變電技術(shù)不斷發(fā)展變化。
那么，未來(lái)，輸變電設(shè)備的技術(shù)發(fā)展將往何處去？
是智能化？柔性輸電？還是高溫超導(dǎo)技術(shù)？……
不久前，繼發(fā)電設(shè)備行業(yè)座談未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)后，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)也在京組織召開(kāi)了“輸變電設(shè)備未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略”專家座談會(huì)。
智能電網(wǎng)技術(shù)風(fēng)生水起
要探討未來(lái)輸變電技術(shù)的發(fā)展方向，“首先應(yīng)該關(guān)注未來(lái)的電網(wǎng)是什么樣的”，中國(guó)科學(xué)院電工研究所所長(zhǎng)肖立業(yè)觀點(diǎn)明確。
他認(rèn)為，隨著可再生能源的不斷發(fā)展，未來(lái)一次能源以可再生能源為主、終端能源以電力為主的格局將成為現(xiàn)實(shí)，“能源體系的這一重大變革將對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)重大的挑戰(zhàn)和嚴(yán)重的影響。而新技術(shù)如信息技術(shù)、通訊技術(shù)、新材料技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等的發(fā)展又為應(yīng)對(duì)這些重大挑戰(zhàn)提供了技術(shù)支撐?！?/P>
也因此，肖立業(yè)認(rèn)為，利用現(xiàn)代信息技術(shù)、新材料技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)和新的電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等的智能電網(wǎng)，能大規(guī)模地容納新能源系統(tǒng)的接入并使電網(wǎng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的自適應(yīng)互動(dòng)?！翱梢哉f(shuō)，智能電網(wǎng)與清潔能源相輔相成、缺一不可，智能電網(wǎng)也可以稱為‘未來(lái)電網(wǎng)’或‘下一代電網(wǎng)’”。
對(duì)此，上海電氣輸配電集團(tuán)教授級(jí)高級(jí)工程師施祖銘持有基本相同的觀點(diǎn)。他表示，“未來(lái)能源的焦點(diǎn)在能效、可再生能源、儲(chǔ)能和‘即插即入’電動(dòng)汽車，這些解決方案將依賴于智能電網(wǎng)。因此，智能電網(wǎng)是未來(lái)可支撐能源的基礎(chǔ)?！?/P>
“智能化已成為世界電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)，鑒于發(fā)展智能電網(wǎng)對(duì)于保障能源安全、提高能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對(duì)氣候變化、提升服務(wù)水平都具有重要作用，有些國(guó)家已將其納入國(guó)家能源戰(zhàn)略，有的將其作為應(yīng)對(duì)當(dāng)前國(guó)際金融危機(jī)的重要舉措?！焙幽掀礁唠姎夤煞萦邢薰窘淌诩?jí)工程師王鋼介紹說(shuō)。
他認(rèn)為，“將特高壓和智能電網(wǎng)作為今后一個(gè)時(shí)期電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，無(wú)論從概念上，還是從實(shí)際上都是可行的，輸變電設(shè)備的未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略也應(yīng)以特高壓和智能電網(wǎng)為基點(diǎn)來(lái)確定?！?/P>
事實(shí)上，“智能化”堪稱當(dāng)日座談會(huì)上出現(xiàn)頻率最高的詞匯之一。特變電工股份有限公司副總經(jīng)理吳微也給出了自己的看法，“輸變電設(shè)備制造企業(yè)未來(lái)的技術(shù)要向以下方向發(fā)展：一是特高壓，二是智能化，三是節(jié)能、環(huán)保設(shè)備，四是系統(tǒng)集成技術(shù)，向集約化發(fā)展。他認(rèn)為，為提高我國(guó)輸電線路的輸電能力，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，“我國(guó)柔性交流輸電技術(shù)推廣應(yīng)用的重點(diǎn)在串補(bǔ)技術(shù)，包括固定串補(bǔ)和可控串補(bǔ)推廣應(yīng)用?！蹦壳埃嵝越涣鬏旊娫O(shè)備在配電領(lǐng)域已開(kāi)始得到應(yīng)用，如有源濾波裝置、快速切換開(kāi)關(guān)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器等。
隨著送電規(guī)模擴(kuò)大，受端電網(wǎng)外送容量的增大及落點(diǎn)的增多，對(duì)受端系統(tǒng)電壓支撐、保持動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定裝置的需求越來(lái)越多，“這要求靜止無(wú)功補(bǔ)償及先進(jìn)的靜止同步補(bǔ)償裝置也將在更大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用”。施祖銘進(jìn)一步說(shuō)，靜止無(wú)功補(bǔ)償是最早國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品，已經(jīng)得到推廣應(yīng)用。
高溫超導(dǎo)技術(shù)任重道遠(yuǎn)
作為21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)之一，可廣泛用于能源、信息、醫(yī)療、交通、國(guó)防科學(xué)研究及國(guó)防軍工等領(lǐng)域的高溫超導(dǎo)技術(shù)也被普遍提及。
據(jù)了解，目前國(guó)外重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)的超導(dǎo)電力設(shè)備主要包括高溫超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)故障電流限制器、超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)以及無(wú)功功率補(bǔ)償用的高溫超導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)等。
施祖銘介紹說(shuō)，高溫超導(dǎo)電纜載流能力大、損耗低且體積小，傳輸容量將比常規(guī)電纜高3~5倍?！半S著大城市用電負(fù)荷的日益增加，高壓架空線深入城市負(fù)荷中心又受到許多因素的影響，往往需要采用地下電纜將電能輸往城市負(fù)荷中心。在這種情況下，采用高溫超導(dǎo)輸電電纜有明顯的優(yōu)勢(shì)，是解決大容量、低損耗輸電的一個(gè)重要途徑。”
自20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)、日本、丹麥和韓國(guó)等都相繼開(kāi)展了超導(dǎo)輸電電纜的研究。我國(guó)在超導(dǎo)電纜的研制方面也取得了突出進(jìn)展。
超導(dǎo)電機(jī)的效率可比常規(guī)電機(jī)提高0.5%~0.8%，整機(jī)重量可減少1/3~1/2，單機(jī)容量可達(dá)百萬(wàn)千伏安以上。施祖銘舉例說(shuō)，根據(jù)美國(guó)超導(dǎo)公司的預(yù)計(jì)，如采用傳統(tǒng)技術(shù)制造10兆瓦的直驅(qū)式發(fā)電機(jī)，其重量將達(dá)到300t左右，而利用超導(dǎo)技術(shù)制造的10兆瓦級(jí)發(fā)電機(jī)重量只有大約120t。
由于超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈幾乎是無(wú)損耗的，因此與其他儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，超導(dǎo)儲(chǔ)能具有可達(dá)95％的轉(zhuǎn)換效率和可達(dá)幾毫秒的反應(yīng)速度?！罢?yàn)槿绱?，超?dǎo)儲(chǔ)能裝置不僅可用于調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的峰谷，而且可用于降低甚至消除電網(wǎng)的低頻功率振蕩從而改善電網(wǎng)的電壓和頻率特性。此外，還可用于無(wú)功和功率因素的調(diào)節(jié)，以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！笔┳驺懡榻B說(shuō)?！半S著第二代超導(dǎo)材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，超導(dǎo)技術(shù)和超導(dǎo)電力裝置應(yīng)用必將出現(xiàn)新的飛躍?！?/P>
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