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中能觀察丨新型電力系統下輸電技術發展迎來機遇

來源:《中國電力報》 時間:2022-09-01 11:23

不斷加強核心輸電技術攻關

——新型電力系統下輸電技術發展迎來機遇

本報記者 邱燕超

  “雙碳”目標下,隨著新能源大規模開發進程加快,高水平消納問題給電力系統帶來前所未有的挑戰。圍繞新型電力系統構建,包括輸電技術在內的一系列技術創新攻關應用被寄予厚望。

  在近日召開的2022年第九屆輸電技術大會上,與會專家就“新型電力系統下的輸電技術發展”進行了對話交流,表示應抓住建設新型電力系統的發展機遇,加強核心技術攻關,持續推動我國輸電技術發展走在世界前列。

  解決清潔能源長距離外送是關鍵

  新型電力系統的顯著特征是新能源在電源結構中占據主導地位。電網處于新型電力系統泛在互聯、智能互動的核心環節,而輸電技術對保障電網消納可再生能源能力具有重要意義。

  “構建以新能源為主體的新型電力系統,能源轉化由集中向分散、存量向增量演化,由此決定了大容量、不確定性的新能源將作為主力電源分布接入電力系統?!鼻迦A大學教授夏清說。在此背景下,電力系統面臨著時間和空間上的不平衡問題,潮流的雙向流動對電網的功率(能量)交換能力提出了更高要求。同時,基于全氣象驅動系統,新型電力系統正在融入能源生態圈中,風光資源決定了能源的主要來源。

  大規模集中式新能源的開發,需要通過長距離輸電解決外送問題,但在物理空間上繼續開辟長距離走廊空間非常困難,需要更加創新高效的技術,擴大輸電發展空間。

  當前,輸電技術還面臨哪些挑戰?

  “輸電規劃面臨路徑和站址選擇困難的問題?!敝袊娏茖W研究院有限公司電力系統碳中和研究中心主任周勤勇說。除了路徑與選址困難,受氣候和環境等因素影響,輸電線路還面臨自然災害、導線損耗等諸多挑戰。

  “冬季雨雪冰凍等惡劣天氣,會造成桿塔覆冰、線路舞動,這些將對金具、導線受力產生較大影響進而損壞設備。夏季強對流天氣、臺風容易造成線路倒塔(桿)?!眹译娋W有限公司設備管理部輸電處副處長劉敬華表示,需要加大電網改造力度,著重從災害預警、差異化設計等方面提高電網抗災能力。

  “新型電力系統還面臨電力可靠保供、電網安全運行、電能經濟供應等挑戰?!蹦戏诫娋W科學研究院有限公司新型電力系統研究所副所長姚文峰表示,南方電網目前已對多端柔性直流及低頻輸電技術開展深入研究,以保障輸電運行經濟、可靠、靈活性要求。

  未來,遠距離輸電規模將持續擴大,新能源發電基地與負荷中心呈遠距離逆向分布,還需要電網公司在特高壓交直流、特高壓跨區直流、海上風電輸電等領域加強攻關,提高清潔能源輸送能力。

  用數字化輕資產帶動電網重資產效率提升

  “研究新型電力系統,要在思維上進行重大突破,利用數字化輕資產帶動電網重資產的效率提升,推動輸電行業高質量發展?!毕那逭f。根據清華大學模擬實驗,假設到2060年保持溫升不超過1.5攝氏度,我國跨區電網容量建設將需要達到15億千瓦,是現在能量交換的6.5倍,新型電力系統將為輸電行業提供更加廣闊的前景和發展機會。

  在技術攻關方面,多項創新科技成果取得全面突破,自主創新能力不斷加強。劉敬華指出,在線路走廊有限的情況下,國家電網公司開展了增容技術研究,通過新材料應用提高導線耐受溫度,通過對導線進行實時溫度弧垂監測提高導線輸送功率,最大限度發揮現有電網的經濟效益,從而為社會帶來綜合效益。

  此外,南方電網圍繞新能源多時空尺度精確預測技術、電力電量平衡全景模擬軟件研發、新能源并網管理和仿真分析、新能源智能建模和參數辨識軟件開發、大容量遠距離多端柔性直流輸電技術、柔性低頻輸電技術等開展科技攻關,助力輸電行業技術發展。

  在示范工程方面,特高壓輸電工程發展迅猛,成為輸電網絡的主動脈。由國家電網建設的全球首個柔性低頻輸電示范工程——臺州35千伏柔性低頻輸電工程,通過柔性低頻輸電技術,實現了海上富余風電資源的高效利用,對未來大規模開發中遠海風電資源具有里程碑意義。同時,我國首創核心技術和關鍵裝備打造的張北柔性直流輸電工程,將張家口地區的新能源成功接入北京電網,在奧運歷史上首次實現全部場館100%綠色電能供應,在國際上打出一張耀眼的中國名片。

  在電纜材料方面,未來鋁將作為輸電材料的主體?!皣译娋W在電纜材料國產化和超導電纜應用上,都取得了進步,也是今后電纜值得關注的發展方向?!眲⒕慈A表示。

責任編輯:于彤彤

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