10月12日，中國電力科學研究院有限公司新型電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)功能形態(tài)及其技術演進研究項目團隊運用仿真模擬手段，研究純新能源送出場景下的組網(wǎng)形態(tài)，研究結果將為該類型組網(wǎng)輸電提供技術方案。“在這一類型組網(wǎng)中，新能源電力占比達到100%。傳統(tǒng)的特高壓直流、長距離交流等輸電方式，難以滿足組網(wǎng)中的新能源電力輸送要求。我們在此次仿真模擬中綜合考慮技術、經(jīng)濟、安全等因素，創(chuàng)新改進傳統(tǒng)的輸電方式。”項目團隊成員賀海磊說。
今年，中國電科院發(fā)揮專業(yè)門類齊全、業(yè)務領域完整的綜合技術優(yōu)勢，加大支撐構建新型電力系統(tǒng)的力度，履行使命擔當，以新成果、新成效推動電力事業(yè)發(fā)展。
中國電科院成立于1951年，至今已滿70年。70年來，我國電力工業(yè)取得了舉世矚目的成就，技術裝備水平顯著提升，供應保障能力顯著增強，電源裝機（包括新能源裝機）、電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)電量、全社會用電量實現(xiàn)跨越。一代又一代科研人員瞄準電力科技前沿，強化基礎應用研究，實施重大科技項目，在大電網(wǎng)安全、特高壓輸電、新能源研究領域上，形成一系列自主創(chuàng)新成果，為中國能源電力發(fā)展貢獻智慧力量。
護航電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行
結合不同階段我國電網(wǎng)的基本特征，圍繞仿真計算軟件工具、串補裝置關鍵技術等展開科研攻關，提升電網(wǎng)運行可靠性
9月27日一早，中國電科院電力系統(tǒng)研究所工程師楊紅英打開了互聯(lián)大電網(wǎng)在線綜合動態(tài)安全穩(wěn)定智能評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用8秒時間仿真完成萬級電網(wǎng)節(jié)點10秒的物理過程，實時分析電網(wǎng)安全穩(wěn)定狀態(tài)。
我國電網(wǎng)交直流互聯(lián)特征明顯，運行狀態(tài)和安全穩(wěn)定性變化速度較快，需要調(diào)度人員實時掌控電網(wǎng)拓撲結構節(jié)點運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)研究所研發(fā)的互聯(lián)大電網(wǎng)在線綜合動態(tài)安全穩(wěn)定智能評估系統(tǒng)，可從數(shù)據(jù)和模型兩個方面實現(xiàn)電網(wǎng)拓撲結構節(jié)點的高精度仿真，為調(diào)度人員決策提供參考依據(jù)。
如何保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，是電力科研人員多年來持續(xù)深入鉆研的課題。
20世紀70年代到90年代，我國電網(wǎng)向超高壓跨省互聯(lián)升級，電力電子開關的輸電設備開始在電網(wǎng)中廣泛應用，電力系統(tǒng)運行面臨大量新問題，需要更為先進和精準的仿真計算軟件工具。中國電科院先后自主研發(fā)了電力系統(tǒng)分析綜合程序、電磁暫態(tài)與電力電子仿真軟件，有力支撐了我國跨省互聯(lián)重大輸電工程建設。
串聯(lián)補償技術是提高電網(wǎng)輸送能力及安全可靠運行的重大關鍵技術。21世紀初期，中國電科院在串補裝置關鍵技術相關領域開展科研攻關，保障電網(wǎng)輸送能力安全可靠提升。2004年，該院自主創(chuàng)新研發(fā)的第一套國產(chǎn)化可控串補裝置——甘肅成碧220千伏可控串補裝置順利投運，實現(xiàn)了國產(chǎn)化串補“零的突破”，推動我國成為世界第四個掌握串補及可控串補核心技術并擁有完全自主知識產(chǎn)權的國家。2007年，該院成功研制世界上首套采用混合復用方式的固定和可控混合串補裝置，抑制次同步振蕩現(xiàn)象，解決了電力系統(tǒng)次同步問題。這對電力系統(tǒng)安全運行意義深遠。
2004年以來，遠距離大容量輸電、重要負荷中心大比例受電成為我國電網(wǎng)的基本特征。如何保障關鍵輸電斷面安全運行，提升負荷中心動態(tài)電壓支撐能力，避免大停電情況發(fā)生，對于保障我國能源安全和國家安全極為重要。中國電科院攻克了輸電斷面動態(tài)功率分析與控制、受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評估與控制、多時間尺度全過程動態(tài)仿真三大難題，有力支撐大電網(wǎng)安全防御的“三道防線”。
2012年以來，我國加大對清潔能源發(fā)電的支持力度。配電網(wǎng)從被動配電網(wǎng)向主動配電網(wǎng)過渡。為了在配電網(wǎng)運行層面給分布式電源提供適宜的發(fā)展環(huán)境，同時充分利用這些資源支撐電網(wǎng)穩(wěn)定高效運行，中國電科院圍繞主動配電網(wǎng)運行可靠性提升關鍵技術展開攻關，歷時4年研制出綜合配電單元、有源快速切換控制裝置和主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化控制系統(tǒng)，顯著提升了主動配電網(wǎng)運行可靠性。
推進輸電技術升級創(chuàng)新
在輸電技術領域，不斷摸索前進，立足于推動我國特高壓輸電技術創(chuàng)新進步，攻克了一系列世界級重大難題，形成了完整的特高壓交直流輸電技術體系
10月10日，中國電科院換流變壓器研制團隊開展±1100千伏特高壓換流變壓器應用絕緣材料局部放電抽檢測試工作?！?100千伏特高壓換流變壓器是該團隊牽頭研制的又一新裝備，旨在進一步提升我國特高壓輸電裝備的自主可靠性。
在輸電技術領域，從高壓到超高壓，中國電科院曾沿著“引進-消化-吸收-再創(chuàng)新”的路徑摸索前進。從我國第一個330千伏輸變電工程到第一個500千伏輸變電工程，再到第一個±500千伏直流輸電工程等一系列重大工程，中國電科院解決了大量電網(wǎng)建設和規(guī)劃設計中的難題，完成電力系統(tǒng)穩(wěn)定、控制、聯(lián)網(wǎng)和設備質(zhì)量跟蹤等重要任務。其中，在三峽輸變電工程建設中，該院成功解決了多項技術難題，研究成果填補了國內(nèi)多項空白。
為了減少城市電網(wǎng)架空配電線路故障，提高供電可靠性，中國電科院圍繞雷擊斷線防護技術展開技術攻關，研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的防雷系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有重大的理論意義和工程應用價值。
我國輸電技術發(fā)展到特高壓等級，沒有成熟經(jīng)驗可以借鑒，突破了當時已有的電力工業(yè)基礎、技術與人才儲備限制，因此，在特高壓領域開展自主創(chuàng)新勢在必行。
2004年，國家電網(wǎng)公司啟動特高壓輸電工程關鍵技術研究和可行性研究，在電工領域包含核心設備研發(fā)、法定高計量基準建立、線路桿塔施工等技術難題。
中國電科院立足于推動我國特高壓輸電技術創(chuàng)新進步，先后攻克了特高壓系統(tǒng)過電壓深度抑制、重污穢外絕緣配置、特高壓大容量設備多物理場協(xié)調(diào)控制、復雜多導體系統(tǒng)電磁環(huán)境、強電流試驗技術等一系列世界級重大難題，形成了完整的特高壓交直流輸電技術體系?！疤馗邏航涣鬏旊婈P鍵技術、成套設備及工程應用”獲2012年度國家科學技術進步獎特等獎，“特高壓±800千伏直流輸電工程”獲2017年度國家科學技術進步獎特等獎。
多年來，中國電科院全面建成國家電網(wǎng)公司“四基地兩中心”，建立健全我國高電壓大電流計量基準體系，覆蓋工頻、直流、沖擊等方面；開發(fā)了架空輸電線路三維協(xié)同設計系統(tǒng)，形成大規(guī)格角鋼塔、高強鋼管塔等同塔多回特高壓線路桿塔成套技術。該院首創(chuàng)電磁式工頻高電壓比例疊加量值溯源方法，建立了國家工頻高電壓全系列基礎標準裝置及1000千伏現(xiàn)場一體化校準系統(tǒng)，為全國各級法定計量檢定機構和各行業(yè)開展高電壓量值溯源提供工作標準。
70年的發(fā)展歷程中，中國電科院不斷優(yōu)化科研管理機制，并于2016年成為公司首批分紅激勵試點單位，探索實施分紅激勵措施，有效調(diào)動科技人才創(chuàng)新積極性。中國電科院已經(jīng)形成了一批以院士為代表的杰出科學家和各學科、各領域的領軍人才、優(yōu)秀青年人才。其中，徐士高、蔡昌年、周孝信、鄭健超、郭劍波等人先后在中國電科院工作期間當選院士。該院累計獲得國家級科技獎勵超過百項，包括國家科技進步特等獎2項、一等獎12項，中國專利金獎5項、銀獎2項、優(yōu)秀獎21項，中國標準創(chuàng)新貢獻獎一等獎10項、中國標準創(chuàng)新貢獻獎組織獎1項，以及省部級科技獎勵1100項。
加快新能源發(fā)展技術攻關
持續(xù)開展新能源并網(wǎng)、新型儲能等核心技術攻關，全力支撐國家清潔能源轉型和新能源行業(yè)快速健康發(fā)展
10月9日9時，中國電科院新能源功率預測研究團隊工程師車建峰正在查看該團隊研發(fā)的新能源功率預測系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在國家電網(wǎng)公司國家電力調(diào)度控制中心等20家省級及以上調(diào)度機構應用，延長了短期功率預測時長，日前預測精度達到90%以上，為促進新能源消納與保障電力供應提供有力支撐。
新能源具有隨機性、波動性等特性，運行不確定性大。中國電科院在20世紀末就開始從事新能源發(fā)電研究，并在2006年成立新能源研究所，支撐我國可再生能源發(fā)展。
車建峰介紹：“電力系統(tǒng)是一個實時平衡系統(tǒng)。大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)造成電源側出力波動加大，負荷側不確定性增大，電力系統(tǒng)功率平衡壓力增加?！?
中國電科院持續(xù)開展新能源電源并網(wǎng)、新型儲能等核心技術攻關。在新能源電源并網(wǎng)技術上，該院建成世界上唯一具備風電、光伏發(fā)電與儲能并網(wǎng)研究和實證功能的張北試驗基地，創(chuàng)立了新能源功率預測技術體系，攻克了新能源優(yōu)化調(diào)度運行核心技術，全力支撐國家清潔能源轉型和新能源行業(yè)快速健康發(fā)展。
在新型儲能技術上，中國電科院圍繞大規(guī)模多類型電池儲能電站運行控制技術展開攻關，于2011年建立了兆瓦級多類型電池儲能系統(tǒng)運行控制平臺，解決了多類型電池儲能電站運行控制難題，促進了電池儲能技術的發(fā)展。
在運行控制技術上，中國電科院突破源網(wǎng)荷互動運行控制等重點技術，開發(fā)了基于云架構的調(diào)度自動化平臺技術，研發(fā)了新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)和電力市場運營全業(yè)務技術支撐系統(tǒng)。
目前，新型電力系統(tǒng)建設正逐步鋪開，新能源發(fā)電將逐步成為電力系統(tǒng)的裝機主體和電量主體?！皬碾娏π袠I(yè)現(xiàn)狀看，太陽能發(fā)電、風能發(fā)電是技術經(jīng)濟最成熟、發(fā)展最快、規(guī)模效應最大的新能源發(fā)電類型。我們預計，到了2030年新型儲能裝機總量需要1.5億千瓦，這將進一步推動電力系統(tǒng)電力電量實時平衡相關技術創(chuàng)新?！敝袊娍圃菏紫夹g專家惠東說。
來源：國家電網(wǎng)報 作者：本報記者 楊亞迪
原標題：中國電科院加大支撐構建新型電力系統(tǒng)的力度 為中國能源電力發(fā)展貢獻智慧力量
