中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司總裁劉志超從全新視角解讀新型電力系統(tǒng)。
在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)引領(lǐng)下，我國全面加速綠色轉(zhuǎn)型，可再生能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。國家能源局近日發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截至9月底，全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約24.8億千瓦，同比增長8.1%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.5億千瓦，同比增長16.9%；太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約3.6億千瓦，同比增長28.8%。
可以預(yù)見，未來電力系統(tǒng)高比例電力電子設(shè)備和高比例可再生能源特征將愈發(fā)明顯，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，不僅電源側(cè)要持續(xù)增加綠電裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量，還需要繼電保護(hù)、安全穩(wěn)定控制等高可靠二次電力裝備的保駕護(hù)航。那么，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大背景下，電力裝備企業(yè)眼里的新型電力系統(tǒng)是什么樣？如何在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)展電力裝備？在數(shù)字化發(fā)展過程中，電力裝備企業(yè)將發(fā)揮哪些作用？日前，本報(bào)記者探訪了國內(nèi)繼電保護(hù)行業(yè)開拓者、長期處于國際領(lǐng)先的北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司，并對(duì)話總裁劉志超，從全新視角解讀新型電力系統(tǒng)。
電源及用電方式將發(fā)生改變
中國能源報(bào)：和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，新型電力系統(tǒng)最主要的特征是什么？
劉志超：新型電力系統(tǒng)是一個(gè)既龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)，和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，新型電力系統(tǒng)最主要的特征是電源及用電方式的改變。傳統(tǒng)電網(wǎng)在一定時(shí)間內(nèi)是一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)，各個(gè)參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化波動(dòng)，整體調(diào)度目標(biāo)是源隨荷動(dòng)。但新型電力系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變系統(tǒng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其參數(shù)一直在變化，調(diào)度模式將轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制、輸配微網(wǎng)多級(jí)協(xié)同。
電力系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、運(yùn)行機(jī)理和功能形態(tài)都將發(fā)生重大改變?？梢哉f，新型電力系統(tǒng)概念尚處在一個(gè)動(dòng)態(tài)的發(fā)展過程中，但總體目標(biāo)是清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動(dòng)。
中國能源報(bào)：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)是什么？
劉志超：新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中的挑戰(zhàn)主要包括：電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性、用電成本的持續(xù)下降、能源電力的需求增長和環(huán)境友好的協(xié)調(diào)。除上述提及的在高比例可再生能源電力背景下，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行外，還要考慮成本問題。當(dāng)然，安全是成本的前提，沒有安全就沒有成本。
同時(shí)要注意到，以前被動(dòng)的單一用戶用電負(fù)荷，將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)量龐大的分布式能源，這將徹底改變配電網(wǎng)側(cè)的潮流分布。因此，對(duì)設(shè)備企業(yè)來說，采用適應(yīng)上述特征的技術(shù)和裝備，助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證終端用戶用電成本下降是行業(yè)面臨的共同課題和挑戰(zhàn)。
電網(wǎng)控制技術(shù)亟待升級(jí)
中國能源報(bào)：對(duì)于上述挑戰(zhàn)，繼電保護(hù)自動(dòng)化等裝備企業(yè)需如何應(yīng)對(duì)？
劉志超：要破解面臨的難題，特別是解決安全穩(wěn)定、用電成本等方面的問題，應(yīng)不斷研究新型電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行機(jī)理，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
其中，在電網(wǎng)的“點(diǎn)”上，持續(xù)研究基于特征信息的數(shù)據(jù)采集和信息處理技術(shù)、電力電子設(shè)備的電網(wǎng)友好技術(shù)，并通過一二次融合裝備和系統(tǒng)來穩(wěn)定電網(wǎng)的海量基礎(chǔ)；在電網(wǎng)的“線”上，持續(xù)研究各類“匯集”特征，通過新型繼電保護(hù)、安全穩(wěn)定設(shè)備，保障能源電力流動(dòng)的安全可控性；在“網(wǎng)”上，不論是微電網(wǎng)、配電網(wǎng)，還是輸電網(wǎng)，要更加注重協(xié)調(diào)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多級(jí)系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)同，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電可靠性。
另外，還要加強(qiáng)抽蓄、調(diào)相機(jī)及規(guī)?；头植际絻?chǔ)能建設(shè)，讓電網(wǎng)可控可調(diào)更深更強(qiáng)、抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力更強(qiáng)。
中國能源報(bào)：您如何看待數(shù)字化技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中發(fā)揮的作用？
劉志超：要處理電力系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)，就要重點(diǎn)發(fā)展數(shù)字化技術(shù)。數(shù)字化是新型電力系統(tǒng)的支撐基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)數(shù)字賦能，就要實(shí)現(xiàn)高度的數(shù)字融合，具體包括：
要實(shí)現(xiàn)分層、集群的數(shù)據(jù)高度融合。新型電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，且具有時(shí)變特性，通過智能傳感獲得的海量數(shù)據(jù)有效實(shí)時(shí)融合，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字賦能的基礎(chǔ)。同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，需要安全、高效、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互作為支撐，達(dá)到源荷互動(dòng)的目標(biāo)。此外，需要高智能的數(shù)字處理。隨著新型電力系統(tǒng)復(fù)雜性提高，和環(huán)境之間的互動(dòng)增多和多時(shí)空、多域的數(shù)據(jù)交互與處理，以及數(shù)據(jù)的智能預(yù)測(cè)、孿生伴隨，才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)科學(xué)運(yùn)行。
總體來說，要統(tǒng)籌新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)感知與鏈接，實(shí)現(xiàn)感知設(shè)備共建共享，打造企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心，在線匯聚全環(huán)節(jié)采集數(shù)據(jù)，推動(dòng)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用貫通與靈活構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)設(shè)備透明化、數(shù)據(jù)透明化、應(yīng)用透明化。
高可靠電力二次裝備必不可少
中國能源報(bào)：在新形勢(shì)、新目標(biāo)下，繼電保護(hù)自動(dòng)化等裝備企業(yè)做了哪些工作，取得哪些成績？
劉志超：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)涉及的產(chǎn)業(yè)鏈很長。電力系統(tǒng)控制保護(hù)電力裝備是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行最重要的環(huán)節(jié)之一。因此，提升裝備的可靠性，解決新型電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的有關(guān)控制保護(hù)等問題是裝備企業(yè)深挖的重點(diǎn)。
如在電網(wǎng)側(cè)，裝備企業(yè)關(guān)注的核心是電網(wǎng)安全，這涉及各種繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，以及與電網(wǎng)分層協(xié)控相關(guān)的變電站監(jiān)控、調(diào)度系統(tǒng)。在配網(wǎng)側(cè)，則是聚焦一次設(shè)備和一二次融合開關(guān)，以及配網(wǎng)中接入的大量分布式能源協(xié)控系統(tǒng)?？梢哉f，高可靠性、高性價(jià)比的電力二次裝備支持必不可少。
中國能源報(bào)：繼電保護(hù)自動(dòng)化等裝備企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注哪些領(lǐng)域，攻克哪些技術(shù)？
劉志超：“雙高”特點(diǎn)之一就是電力電子設(shè)備的高滲透率。不僅發(fā)電領(lǐng)域需要高可靠和高性價(jià)比的電力電子設(shè)備，將新能源轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)友好型電力能源，而且在電網(wǎng)側(cè)，支撐調(diào)相機(jī)、抽水蓄能、大規(guī)模儲(chǔ)能和電能質(zhì)量的電力電子設(shè)備的模塊化多電平換流器、直流斷路器和變壓器、靜止變頻器SFC、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVG等都是未來研究的重點(diǎn)。
未來電力電子設(shè)備高電壓、大容量特征將更加明顯，其中在負(fù)荷側(cè)，隨著發(fā)用交互，如高可靠和高性價(jià)比的充放電設(shè)備，因其量大面廣，將成為持續(xù)的熱點(diǎn)。同時(shí)，除直接基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)外，二次系統(tǒng)相關(guān)的電子、計(jì)算機(jī)、通信、人工智能等技術(shù)也會(huì)隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)逐步迭代，相互促進(jìn)發(fā)展。
以仿真技術(shù)為例，應(yīng)用于傳統(tǒng)電網(wǎng)的仿真技術(shù)較成熟，而在新型電力系統(tǒng)中，大量以電力電子設(shè)備為接口的新能源并入電網(wǎng)，二次系統(tǒng)、繼電保護(hù)原理、電網(wǎng)調(diào)度方式都會(huì)發(fā)生較大變化，這導(dǎo)致用解析法做仿真難度很高，需要依賴更多不同廠家的控制器特性，在線仿真分析。
隨著新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)展，將聚集優(yōu)勢(shì)科研力量，建立協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，共同開展前沿基礎(chǔ)理論研究，聯(lián)合攻關(guān)關(guān)鍵性難題，統(tǒng)籌聯(lián)動(dòng)推進(jìn)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。作為能源電力裝備知名企業(yè)，我們將繼續(xù)在適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)、協(xié)調(diào)控制技術(shù)、電網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)、電力電子技術(shù)及智慧運(yùn)維等領(lǐng)域深入探索。
