国家电网:以科技创新推动能源电力跨越发展

作者:匿名时间:2019-11-07 18:16:51

坚持创新驱动,以科技创新推动能源电力跨越式发展

能源与电力辉煌70年回顾与展望

开场白:70年过去了,70年见证了发展。回顾过去,70年的能源和电力发展聚集了什么样的精神力量?展望未来,70年的行业经验如何转化为推动“中国”船前进的动力?从现在起,国家电网公司党组宣传部和国家电网能源研究所将在中国电力媒体上发表一系列关于“70年奋斗的辉煌新纪元——能源与电力回顾与展望”的文章,展示能源与电力行业在能源战略、供需形势、科技创新、深化改革、服务人民、国际合作等方面的辉煌成就。 “三型两网”等,展现了中华民族伟大复兴的光明前景。

科学技术使国家繁荣,而科学技术使国家强大。纵观历史,创新一直是一个国家和民族发展的重要力量。从国际舞台上看,大国之间的竞争实质上是一场生产率之争,其核心是科技创新能力之争。电网是国家的重要基础设施,是国家能源安全的重要组成部分,为国民经济和社会发展服务。新中国成立70年来,中国电网一直坚持科学技术是第一生产力。从世界上第一个UHV示范项目的成功运作到引领世界标准的制定,从实现14亿人的家庭供电到“走出去”成为世界知名品牌……,中国一次又一次取得了长足的进步。国家电网有限公司作为一家特大型国有重点企业,着眼国家重大战略需求,把握世界能源发展趋势,面向世界电力科技前沿,大力推进创新驱动发展,在超高压输电、智能电网、大电网安全控制、新能源并网等核心技术和关键领域取得突破性进展。为中国电力工业实现从小到大、从弱到强、从“紧跟时代”到“引领时代”的跨越,加快实施“四个革命一个合作”的新能源安全战略做出了积极贡献。

一是抢占全球电力技术制高点,实现输电领域的世界领先。

我国能源资源和能源需求的反向分布决定了UHV电网必须发展起来,以解决远距离大规模的能源输送和分配问题。然而,中国在发展UHV交流和DC输电工程中面临着一系列世界级的技术难题。世界上没有成熟的经验,创新极其困难。为了解决UHV输电的重大共性和关键技术问题,在科技部等相关部委和国家科学院院士的指导下,国家电网有限公司牵头与科研、大学、设备制造等160多家单位开展了合作。组织开展了UHV试验研究、规划设计、设备开发、工程建设和运行管理的全面科学研究,在技术、设备、标准、工程建设和运行等方面进行了全面创新和突破。

2010年,“电力系统潮流配电网并行计算方法”获得中国专利金奖,周肖鑫院士代表项目组获奖。

在核心技术方面,中国国家电网公司开展了300多个基础理论研究项目。它克服了超高压交流过电压、抑制潜在电源流量、防雷及超高压直流外绝缘、电磁环境控制、大截面多分裂导线等世界性难题。全面掌握超高压交直流输电核心技术,在超高压交直流混合大电网安全控制领域达到世界领先水平。在关键设备方面,国家电网有限公司联合开发了包括超高压变压器、电抗器、断路器等主要设备在内的第一套超高压关键设备近100项,如世界第一台单相1500mva/1000kv超高压交流变压器和世界第一台超高压气体绝缘金属封闭输电线路(gil)产品,推动了中国电气设备制造业的整体升级和国际竞争力的整体提升。在重大项目方面,国家电网公司完成了世界上电压最高、传输能力最强的1000千伏晋东南-南阳-荆门UHV交流试验示范工程。开发了世界首款1100千伏高压DC穿墙套管,并应用于1100千伏昌吉-古泉UHV DC项目,支持中国成为世界上第一个全面掌握UHV交流和DC技术并实现商业化运营的国家。

国家电网有限公司在UHV交流输电和DC输电领域不断创新和突破。它不仅获得了2012年和2017年国家科技进步特别奖,还率先在世界范围内建立了一套完整的UHV技术标准体系,彻底扭转了中国电力工业长期以来跟随西方发达国家发展的被动局面,实现了“中国创造”和“中国领先”。截至2018年底,国家电网公司已建成“8-10-direct”UHV骨干电网,为推进我国大规模能源优化配置和清洁能源大规模开发应用,为推进清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系建设奠定了坚实基础。

二、加强电网运行关键技术突破,确保电网长期安全稳定运行

大型电网的安全是国家安全的重要组成部分。过去20年来,世界上许多国家和地区,如美国、加拿大、俄罗斯、印度等,相继经历了大规模停电,对经济和社会发展产生了巨大影响。中国国家电网公司自成立以来,一直致力于解决电力安全相关技术的关键问题。在电网稳定理论、仿真分析、安全防御等领域取得了一系列原创性成果,推动国家电网成为过去20年世界上唯一没有大停电的特大型电网。

在系统运行方面,国家电网公司开发了具有完全自主知识产权的大型电网智能调度控制系统,开展了灵活传输技术研究,解决了DC故障电流在高压大电流运行条件下的可靠关断技术问题,显著提高了复杂大型电网的控制能力。努力解决源网与负荷存储友好互动的关键技术问题,在江苏建成世界首个“大规模源网与负荷友好互动系统”,实现毫秒级电力负荷控制。建设世界上最大的用电信息采集系统,覆盖最大数量的用户,安装4亿多智能电能表,有效提高了电网应对故障的能力和互动水平。在故障预防方面,中国国家电网公司克服了“三道防线”的关键技术,建立了以《电力系统安全稳定导则》为基础的技术标准体系和国际领先的大型电网安全防御体系,实现了准确的故障识别、快速排除和智能处置,有效防止了大规模停电。在仿真技术方面,中国国家电网公司突破了大电网调度运行、广域动态监控、交流和DC系统多时间尺度全过程仿真等重大技术难题,自主开发建设了仿真能力最强、计算效率最高、仿真精度最高的新一代仿真系统。大型电网安全运行技术已经达到世界领先水平。

2011年,1000千伏长治-南阳UHV系列补偿项目投产。该工程师是世界上第一个UHV系列补偿项目,其系列补偿装置由中国电力研究院提供。由刘志芳拍摄

这些成就支持了中国电网的不断升级,为三峡输电系统、特高压交直流电网等重大国家项目提供了强有力的理论和技术支持,保证了电网的长期安全运行,为中国电网发展成为世界上电压水平最高、规模最大、安全运行记录最长的超大型电网做出了突出贡献。

三、加强新能源并网和运行技术创新,推进中国能源清洁低碳转型

随着新一轮能源革命的深入,新能源在世界范围内迅速发展。由于新能源的随机性、间歇性和波动性,其高比例连接将改变电网的运行特性,对电网资源配置能力提出更高的要求。一方面,国家电网有限公司加快电网互联互通,加强统一调度,提高系统平衡调节能力和跨地区、跨省输电能力,大力支持新能源大规模开发和配置。另一方面,积极推进新能源发电并网运行控制相关技术和项目的研发,全面推进新能源综合开发利用。

2013年,中国电气科学研究院在中国建立了一整套1千伏至1000千伏工频高压基本标准装置,使中国从追随者成为工频高压测量技术的领导者。该装置经中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局批准,已成为我国衡量公共福利的最高法律标准。丁松的照片

中国国家电网公司已建成张北国家风光储输示范工程,这是世界上最大的新能源综合利用项目,运行方式最灵活,综合控制水平最高。它集风力发电、光伏发电、储能和智能输电于一体,为新能源发展提供了新的“中国计划”。建立了世界领先的新能源发电预测系统,初步实现了可预测、可调度、可控的新能源并网。新能源生产仿真系统和新能源优化调度控制系统已经建成,并在省级以上电网得到广泛应用。世界上容量最大的全钒氧化还原液流电池储能系统的建成和运行,为探索储能系统配套风电场的运行模式和推广奠定了坚实的基础。引领建立适应中国新能源发展模式和电力系统特点的新能源并网技术标准体系,实现新能源规划设计、测试检测、电力预测和调度运行的标准化,达到世界先进水平。

新能源并网和运行相关技术的研究与开发极大地缓解了我国新能源消耗问题。2018年,新能源并网装机容量同比增长22%,新能源利用率提高5.2个百分点。2017年6月,青海首次实现连续7天100%清洁能源供电。2019年6月,青海“绿色电力第15次”创新实践在青海省实现连续15天360小时零排放,远远超过葡萄牙2016年5月连续4天清洁能源供应的纪录,推动中国能源在清洁低碳转型的道路上迈出坚实的一步。

2018年,中国电力研究院开发的监管云平台,利用云计算相关技术,打破孤岛建设模式,实现数据标准化、应用服务和资源虚拟化,大力支持公司“三型两网”建设。崔璨的照片

四、推进能源技术和数字技术的深度融合,推动能源在新时代发展到新水平

根据国家电网公司的相关研究,预计到2050年,一次能源中非化石能源的比例将超过50%,终端能源消耗中电能的比例将超过50%。“两个50%”的实现意味着一半以上的能源生产和消费将由电力系统完成,这必将带来电网功能形式的革命性变化,对加快电网改造升级提出前所未有的要求。随着人工智能、物联网、5g等新一代信息技术的突破和发展,数字技术正渗透到各行各业。传统产业进入数字发展周期是不可避免的。新一代信息通信技术在能源和电力行业的广泛应用也将带来电力技术和生产管理的新变化,为提高效率和创造价值开辟新的广阔空间。在能源革命和数字革命深度融合的必然趋势下,中国国家电网公司提出了加快建设“三网两网”世界级能源互联网企业、建设和运营强大智能电网和泛在电力物联网、建设具有枢纽、平台和共享特征的现代企业、促进电网和公司发展整体升级的战略目标, 努力展示推进“四个革命一个合作”新能源安全战略,在新一轮全球能源转型中抢占新制高点的新成果。

2018年7月2日,SUTON gil带电测试样机(1100kv/6300a,63ka/3s)在UHV交流测试基地成功通过交接测试(920kv/1min),这是世界上第一次对UHV级gil设备进行交接测试,为SUTON gil管廊项目中UHV交流gil设备的结构设计、安装、交接测试和长期可靠运行提供了重要的技术支持。郭惠浩照片

为了全力支持“三型两网”建设,促进中国能源电力产业的高质量发展,中国国家电网公司与其他中央企业、国际国内上下游企业、高校、科研院所等社会创新实体合作,开展了研究资源、科技项目、示范项目、技术研发等方面的合作。在核心技术方面,积极承担国家“科技创新2030”重大项目,重点建设强大的智能电网和无处不在的电力物联网,强化能源互联网关键核心技术,加快大规模电网安全、新能源大规模并网控制、智能传感和智能终端、电力芯片、能效和综合能源领域的研究,力争尽快取得一大批重大原创成果,引领能源互联网技术创新发展。在产品研发方面,我们将重点突破超高压套管、分接开关、电源芯片、大功率器件等核心技术和产品。,增强核心产品的自主研发能力,逐步实现关键设备、核心部件等的自主控制。在商业模式方面,积极将传统电力实体经济与新经济模式相结合,用新的理念和技术改造传统商业,加快能源管理、智能生产、智能维护等专业服务布局,积极推进综合能源服务、新能源云网络、车辆联网、电子商务平台、大数据信用报告等平台建设,带动产业链上下游企业快速发展,促进中国能源生态系统健康发展。

2010年,中国电气科学研究院在世界上首次建立了真UHV gis(气体绝缘开关设备)的vfto(超快速暂态过电压)测试电路。自2013年以来,开发的全过程宽带vfto测量系统已应用于皖电东送等超高压项目的10多个变电站。王浩照片

推动强大的智能电网和无处不在的电力物联网的整合与发展,用数字技术赋予传统电网权力,将不断提高电网感知能力、互动水平和运行效率,大力支持各种能源接入和综合利用,不断提高能源效率,为能源生产和消费革命的进一步推进做出积极贡献。

2015年11月,中国电力科学研究院自主研发的全数字电力系统仿真装置(adpss)在中葡国家电网公司能源研究中心成功部署调试。Adpss是由中国电气科学研究院开发的基于高性能pc集群的全数字仿真系统。实现了大型复杂交流/DC电力系统机电暂态和电磁暂态的实时和超实时仿真以及外部物理设备测试。2009年获得国家科技进步一等奖。项祖涛照片

"所有的船都为最佳而战,但那些为最佳而战的人先走."面对新一轮能源革命、科技革命和产业革命的新形势和新形势,国家电网公司将一如既往,牢牢把握科技创新的根本动力,不断增强自主创新能力,加强“三型两网”世界级能源互联网企业建设,为能源和电力的优质发展做出更大贡献。

来源:中国电子新闻网

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