周孝信院士:未来电网和电网技术的发展前景


从20世纪末到本世纪初,随着全球气候变化的加剧和传统能源的枯竭,新能源革命悄然兴起。节约能源,提高清洁和有效利用化石能源,逐步用可再生能源替代化石能源,实现清洁能源(可再生能源(水,风,太阳能,地热,生物质等)和核能在一次能源生产和消费的较大份额和可持续能源系统的建立是这场新能源革命的主要目标。 可再生能源,核能和化石能源的清洁使用主要通过转换为电力来实现。在新能源革命条件下,电网的重要性日益凸显,电网将成为全社会重要的能源输配网络。与传统电网相比,电网任务的未来变化主要包括以下四点:(1)接收大规模集中和分布式可再生能源,成为新能源的输配电网络; (2)与分布式电源储能装置,能源集成高效利用系统,有机集成,双向互动,提高终端能源利用效率,成为灵活高效的智能能源网络; (3)具有极高的供电可靠性,基本消除了大规模停电的风险,成为安全可靠的能源和供电系统; (4)与信息通信系统广泛集成,成为集能源,电力,信息于一体的综合服务体系。 电网(广义上的电网)是现代工业文明的产物,经历了100多年的发展。纵观世界电网的发展历史和未来电网任务的变化,可以根据不同阶段的主要技术经济特点将其划分为三代电网。在第二次世界大战结束之前,第一代电网是小型电源,低电压和小型电网,这是电网的兴起。第二代电网是第二次世界大战到上世纪末发展起来的大型单元,超高压和大规模互联电网。这是电网大规模发展的阶段。第二代电网严重依赖化石能源,基本上很难消除大型电网的安全风险。这是一种不可持续的电网发展模式。未来的电网是第三代电网。第三代电网是新能源革命条件下第一代和第二代电网的继承和发展,支持大规模新能源发电,大大降低大电网安全隐患,广泛整合信息和通信技术,这是电网的可持续性。智能开发阶段。目前,中国的能源和电力正面临着发展和转型的新阶段。从现在到2050年,它将是从第二代到第三代的过渡期。随着电力供应的转变,电网的发展一般是国家骨干传输网络与本地输配电网络和微电网的结合。它可以适应大型可再生能源,如水,风,太阳能和清洁。对煤电,核电等集中发电基地的输电,优化和间歇电力互补的需求也可以适应开放分布式能源的需要,促进微网发展,提高终端能源利用效率。 从现在到2030年中期,中国的传输骨干网仍将保持超/特高压交直流传输网络模式,即2020年至2030年的传输骨干网,应该是超大规模的超级/特高压交流和直流。混合复杂网格。多终端直流输电技术,FACTS和VSC-HVDC等电力电子技术将得到广泛应用,储能技术可能会取得很大进展,为后期电网的改造奠定技术基础。 从2030年到2050年,随着中国西南地区的大型水电,西部和北部的大规模风电,巨大的沙漠太阳能发电站,以及东海岸的海上风电,断续续续的比例和波动性能源一直在增加。在全国范围内建立灵活,可控,低损耗,高可靠性的跨区域超传输网络对于广泛资源的优化配置和相互补偿是必要的。在这个阶段,技术发展的积累和突破可能对输电网模型产生革命性的影响。根据技术突破的程度,可能有两种模式:一种是继续目前超级/特高压交直流输电网模式的发展;另一种是多端高压直流输电网络(超导或常规导体)模式。后者更依赖于相关先进技术的重大突破,技术经济的必要性和优越性。在此期间,基于高性能电力电子设备的多端高压直流输电网技术日趋成熟,高温超导输电技术有可能为建设超导超导线路和设备或超高能力带来新的突破。 - 温度超导线路和设备。直流输电网提供技术条件。未来能源和电力结构的转变将对配电系统的发展产生更为显着的影响。配电网运行的外部环境具有以下显着特点:(1)大量电动汽车充放电设施将连接到配电系统; 2)分布式电力,储能系统和微电网将在配电系统中大规模存在; (3)由于用户与配电系统之间建立灵活的互动机制,能源消费模式将发生变化; (4)电力系统将成为电力,能源和信息综合服务的综合技术平台; (5)先进的信息网络,传感器网络和物联网将广泛应用于配电系统。 基于上述对电网和电网技术发展趋势的判断以及建设第三代电网的需求,提出了近期必须研究的10个关键技术领域:(1)大规模新能源和可再生能源电力友好型接入技术(包括配电)(2)大容量传输技术; (3)先进的传感器网络技术; (4)电力通信和信息技术; (5)大容量储能技术; (6)新型电力电子器件和应用技术; 7)电网先进的调度,控制和保护技术; (8)电力系统先进的计算模拟技术; (9)智能配电网和微电网技术; (10)智能电源技术。 鉴于2011年香山会议讨论了智能电网相关问题,本次会议的中心议题将集中在未来的电网发展模式,新的输电方式和输电线路,超导性及其发展前景,以及未来电力系统中的能量存储。正在开发技术,新的电力电子技术设备和设备,以及新的电力传输和转换设备技术。这些新技术的发展将对电网的未来发展产生重大影响。







时间:2019-01-26 18:02:57 来源:凤凰娱乐注册 作者:匿名