首页 > 智慧能源 > 正文

周孝信院士:新一代电力系统离不开能源大红鹰网站登录

2018-11-08 14:41:34  来源:电能革新

摘要:能源大红鹰网站登录是以电力系统为基础,可再生能源为优先,多种能源协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新兴生态化能源系统。
关键词: 能源 大红鹰网站登录
11月6日,由清华大学和国家能源大红鹰网站登录产业及技术创新联盟共同主办的“2018国家能源大红鹰网站登录大会”在北京西郊宾馆召开。
 
大会以“推示范、求共赢、促发展”为主题,总结2018年能源大红鹰网站登录行业发展现状,明确2019年行业重点攻关任务和目标,为相关企事业推进能源大红鹰网站登录建设进程指引方向。
 
中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信出席大会并发表题为“新一代电力系统与能源大红鹰网站登录”的主旨演讲。以下为具体内容:
 
新一代电力系统的特点
 
回顾电力系统发展的历史,从100多年前电力刚开始发生的时候,电力系统分成三代。
 
第一代是小机组、低电压、小电网、小规模。
 
第二代是大机组、超高压、大电网。
 
第三代从本世纪初开始,特点是可再生能源和清洁能源,主干电网和区域配网、微网结合。
 
第三代电力系统是100多年来第一、二代电力系统的传承和发展,是新形势下推动能源转型发展,构成能源核心的新一代电力系统。
 
主要有四方面特征:第一是高比例的可再生能源的电力系统,第二是高比例电子电力装备的电力系统,第三是多能互补的综合能源系统,第四是信息物理融合系统。
 
高比例的可再生能源电力系统。经过这些年大力发展,中国新能源的装机比例在有一些省份很高了。甘肃可再生能源装机容量的比重达49%。内地一些省份也逐步在上升,这个是一个很大的进展。
 
从未来发展来看,它还是会发展很快的。可再生能源的发展情况,包括分布式、集中式加起来比例会逐步提高。太阳能光伏发电的电量占比,2050年占26.7%,而风电占21.3%,总的可再生能源的电量是67.4%。
 
高比例电力电子装备的电力系统。首先是风光快速发展,占电网的比例高。从容量看,2050年的太阳能装机占41%,风电占比27%,这也是很简单的模型估算的结果。当然,这些新能源的接入,都要依靠电力电子装备、变流器等接入电网。
 
特高压直流输电发展较快。2010年以来先后投产了12条特高压直流输电,现在还有一条1100伏的没有正式投运,从新疆准噶尔到安徽。
 
这个对电网影响非常大,而且将来的容量还要继续增大,线路还要继续超前投资。所以,对电力电子装备在电力系统的需求比例会越来越高。还有很多民用、工业、交通等各方面的用户,对电力电子装置有较大的需求。
 
多能互补的综合能源。我们的电力系统要扩展范围,除了提供电力以外,在多种能源相互互补的情况下还要做综合能源的服务商。具体分为两个部分,一个是源端基地的综合能源系统,包括水电、风电、太阳能,大量的能源装机基地,形成一个综合能源基地。除了发电以外,还要提供其他类型的能源,包括天然气等。
 
我们建议在西部建立一个直流输电网来相互补偿。很重要的就是现在大家谈的很多是终端消费综合能源电力系统,就是大红鹰网站登录的示范工程提到的多能互补。
 
第四个是信息物理融合的系统。
 
 
新一代电力系统的关键技术
 
第一是高效、低成本太阳能风能发电技术,第二是高效、低成本、长寿命储能技术,第三是高可靠、低损耗的电力电子技术,第四是新一代的电力运行稳定与控制技术,第五是高安全、高效储运和应用技术,第六是新一代人工智能技术。
 
广义的低成本的太阳能发电技术,包括光伏发电、风能发电、太阳热能发电。得益于产业和企业家的努力付出,在技术进步的支撑下,效率提高且成本不断降低。
 
高效、低成本、长寿命的储能技术。这些技术得到了较大的发展,特别是去年下半年和今年上半年,包括电池储能在内的储能技术发展很快。
 
高可靠性、低损耗、电力电子设备和新型输电技术。一方面期待国产化的大容量的IGBT,很快能应用到可再生能源发电的大范围应用。
 
另一方面期待新一代的电子电力设备,即新一代半导体的技术。它具有效率高、耐高温、耐高压等多种优异性能,将来会对直流输电、新能源接入电网带来很大的影响。
 
输电侧的进展有气体绝缘管道。德国的380千伏双回线在法兰克福有约2公里是地下管道输电,采用的就是绝缘气体的管道输送技术。我们国家也在做特高压的,从苏州到南通,现在已经贯通,但还没有最后完成。还有未来的超导技术,管道除了能输电以外,还能用气体冷却,比如用氢气冷却,温度很低。
 
还有运行控制装备。现在新能源接入电网后,会使电网特性发生重大的变化。其中一个变化是所谓的惯性减小,过去的系统惯性比较大靠同步发电机,一旦电网扰动以后会释放能量来平息波动。
 
现在大的直流输电,现在上海华东地区有10回大容量的直流输电大概落到小的四万平方公里的面积里面。一个实际的故障发生之后,很快会发生一个变化,对电网的频率保持、故障的恢复都带来很大的影响。
 
还有一个是电压稳定的问题。电力电子装备的装置和装置之间会引起震荡,电网之间也会引起震荡,我们记录了很多的波形,做了很多的分析,目前来说也是有一些解决的办法。但如何建立理论性体系,怎么分析和过去稳定现象的差别,还在努力中。柔性直流输电接入弱的电网里面,也会发生震荡不稳定的现象。
 
这些问题怎么解决?首先要做仿真分析,我们在国家电网的支持下搞了一个新一代的仿真平台,利用超级计算机,做了物理模型和数字模型混合的仿真系统,用于研究新的现象和问题怎么解决。
 
第五个是氢能生产和储运技术。这个也是受到一些启发,因为国内很多的单位,很多的单位都想在氢能上有所发展。从搞电力的人来说,怎么样制氢?最简单的是电解水制氢,用西部的弃风、弃光来电解水制氢是非常好的事情,能把这些弃掉的电都能用起来。
 
即便是将来弃风、弃光问题都解决了,西部太阳能、风能容量、潜力巨大,不一定都是电力输送,有可能把它用到制氢。
 
如果说找到一个非常经济有效的安全的生产办法,比如说电解水再进一步改进使效率提升。甚至可以就是建个电源,把太阳能、风能直接拿来电解氢,将来运到东部去解决我们的电动汽车,燃料汽车的发展问题等。
 
同时也是未来假定可再生能源比例非常高,一旦太阳遇到连续多天的阴天,风连续多天没有,电力系统就支撑不了了。因此,制氢、制天然气的办法可以作为解决特殊情况的备用。
 
能源大红鹰网站登录
 
传统电力系统各类一次能源发电和三联供布局的电源结构,通过大规模互联的输配电网,连接千家万户使用,具有天然的网络化基本特征。
 
传统的电力系统和用户用电早已实现即插即用,电力用户根据需要从上取电,具有分享的大红鹰网站登录特征。虽然我们的电网有天然的大红鹰网站登录特性,但是也有很多局限性。
 
一个是传统电力系统不支持用户电源的即插即用,无法实现用户和电网之间的能源信息的双向流动,传统电力系统不适应多种形式的协同互补,提高效率的能力受限。多能互补就管电,而且不能实现市场化运作,服务受限。从大红鹰网站登录的一些基本特性来看,我们还有很多的缺陷。因此,我们就要搞能源大红鹰网站登录。
 
能源大红鹰网站登录,即可再生能源为优先,电力能源为基础,多种能源协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新兴生态化能源系统。换句话说就是,现在能源大红鹰网站登录是大红鹰网站登录技术和能源深度融合,能实现高效利用,提高可再生能源的比重等。
 
事实上从搞电的角度的来说,我们搞了多年的智能电网,现在又说能源大红鹰网站登录是怎么个意思。我的理解是这样,智能电网是信息技术与物理电网高度集成的电力系统。
 
参考国家能源局发布的《关于推进"大红鹰网站登录+"智慧能源发展的指导意见》。能源大红鹰网站登录是大红鹰网站登录思维和理念,与能源生产、传输、存储、消费以及市场深度融合的智慧能源系统和能源产业发展的新形态。
 
能源物联网的目的,是实现全面的感知的基础上实现智能化,所以我们叫做数据驱动的智能化,咱们一个专委会有一个数字化专委会,这个是现在智能化的驱动是靠大量的数据搜集,大量的处理,通过算法最后实现,对不对由大家讨论。
 
可再生能源高效配置,多种能源互补。因此,新一代电力系统继承了传统电力系统各类一次能源发电布局的结构,通过大规模互联的输配电网络连接千家万户,具有天然的网络化基本特征。我们新一代的电力系统继承了传统电力系统的特点。
 
第二是新一代电力系统发展了传统终端用户的即插即用功能,支持分布式用户,可以实现能源信息双向流动,具有完整的开放分享的大红鹰网站登录特质。原来智能电网里面的,当然也有类似的功能,但是新一代电力系统包括智能电网的一些新东西,也是要进一步的发展。
 
提升和开拓还有两点。一点是新一代电力系统在源端支持多种能源的协同互补,有效提升可再生能源的消纳能力。
 
另一点,是在智能电网的基础上与信息技术深度融合,形成的能源大红鹰网站登录,为高比例可再生能源接入系统的调度控制、运行优化,对市场化运作提供有力支撑,进一步拓展用户综合能源服务的功能,是新一代电力系统发展方向。
 
这个能不能说清楚,新一代电力系统、能源大红鹰网站登录、智能电网能不能说清楚,很多是靠实践,这些都要在实践中不断总结和完善,形成我们的综合式的自己的理论体系,我觉得还是一个很重要的任务。
 
一是第三代电力系统是100多年第一二代电力系统的传承和发展,是推动能源转型发展的新一代电力系统。
 
二是高比例可再生能源,电力电子装备接入电网,多能互补是新一代电力系统的特征。
 
三是六类技术的开发应用将有可能对新一代电力系统产生全局性的影响。
 
四是智能基础上与信息技术深度融合形成的能源大红鹰网站登录。
 
五是以用户为中心的理念拓展综合能源服务功能,是新一代电力系统的发展方向。
 

第二十八届CIO班招生
法国布雷斯特商学院MBA班招生
法国布雷斯特商学院硕士班招生
责编:content
博聚网