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科技驱动智能电网发展
来源:本站  发布日期:2015-2-26  点击次数:693


来源:国家电网报 作者:肖燕 高媛 李相俊

      1月29日,中国电力科学研究院2015年工作会议提出,要强化创新驱动,加快提升科技创新和支撑服务能力。“强化创新驱动”正是中国电科院在电网科技飞速发展的今天对自身提出的更高要求。

  时光回溯到2009年,国家电网公司根据电网建设的整体需要和智能电网顶层设计,率先启动了智能电网的研究与建设。面对着新的形势和任务,中国电科院深刻认识到智能电网建设是推动电网发展方式重大变革和创新的必然性,深入研究新形势下的各种挑战和问题,提出优化发展布局,进一步整合优势资源,推进核心技术装备研发。中国电科院凭借勇气和韧劲,为公司智能电网领域技术研发注入强大的创新推进力。

 

  研发“智慧大脑”

  如果把电网比作一个人,那么调度就是这个人的大脑,掌控着人的行为,负责着电网传输指令。因此,建设智能电网,掌握智能调度技术是成败的关键。在家电网调度控制中心的统一组织下,中国电科院协同其他单位,谋划建设新一代调度技术支持系统,全力研发能够适应坚强智能电网运行要求的“智慧大脑”。

  此次研发的智能电网调度控制系统,技术复杂、涉及面广,没有现成的技术和经验可供参考,项目管理和协调难度前所未有。从基础研究、规划设计、技术攻关、系统研制、工程建设到运行管理都需要全面创新。中国电科院依靠电网调度领域的深厚积淀、建设模式的创新和各方资源的高效利用,仅用不到3年就完成了技术支持系统革命性、跨越性的发展,创造了电网调度技术支持系统研发和工程建设的新水平、新纪录。

  系统的建设显著提升了大电网实时运行控制能力,全面支撑了国调与“三华”网调的高效业务协同与互动,为电网调度一体化运作、“三华”互备提供了重要技术平台。为“大运行”体系建设提供了坚强技术支撑。“这是世界级的成果,是中国和世界智能电网领域的巨大进步。”国际电工技术委员会(IEC)主席劳斯·乌赫勒如此评价智能电网调度控制系统。

 

  打造智能“神经元”

  如果说调度系统是电网的大脑,那么变电站就是将大脑的指令有效传导到智能电网各个肢体的“神经元”。2009年,中国电科院与设备研制、工程设计各部门协同联动组成智能高压设备合作组织,在国家863课题的支持下,中国电科院启动智能高压设备的技术研究和设备研制,有力支持智能变电站的建设。截至2013年,公司已建成110千伏~750千伏各级电压等级的智能变电站近千座。

  公司不满于已有成绩,再次部署中国电科院,在总结前期研究成果的基础上,深度分析电网需求,从安全、可靠、经济、绿色、智能等多个视角,对智能变电站技术进行再创新。在国际上领先建立了完备的技术体系;协同合作企业,研制17类107个型号的智能设备,有力地支撑新一代智能变电站的建设。更为突出的是,新型智能变电站首次建立了全站各专业系统共享网络和硬件资源的技术架构,实现了所有遵循接口规范的各类专业应用自主集成、自主扩展的目标,奠定了新一代智能变电站高级应用快速有序发展的基础。

  2013年年底,6座新一代智能变电站建成投运,2014年又将这一成果扩大应用到50座变电站。在智能化高级应用方面也取得新的突破,顺序控制等达到实用化水平,显著提升了电网运行控制的执行效率。

 

  开发“微循环系统”

  配用电技术是智能电网的末端“微循环系统”,将电网直接送入每一个细胞——客户,为客户带来前所未有的用电体验。在智能电网建设综合项目建设中,中国电科院技术人员日以继夜地开展园区配电网规划和配用电系统集成,为智能电网深入千家万户做出贡献。

  在规划中,中国电科院精密计算分布式电源、储能、电动汽车、需求响应及控制手段的负荷预测模型,实现负荷的精细化模拟;提出了含分布式电源的配电网优化规划方法,并形成典型供电模式;建立了一套完整的配电网综合评估指标体系与方法。在园区配用电系统集成方面,中国电科院研发的技术实现不同应用系统间灵活地共享数据和服务,全面支持在配用电园区内实现配网运行监视、配网控制、故障管理、分布式电源运行监控、停电管理、客户服务、需求侧管理、抄表管理、负荷控制等业务的集成,有效提升园区信息化管理水平和系统集成程度,为智能配用电互动服务、能效管理、需求响应、分布式电源并网管理、电动汽车充换电管理等用电服务管理提供信息支撑。

 

  让电网接纳更多“新鲜血液”

  新能源的发展无异于为电网系统注入更多新鲜的血液,提供更加充足的电能。但由于其波动性和间歇性等特点,需要电网系统拥有足够的运行灵活性。依托公司建设风光储输示范工程,中国电科院建立了大规模风光储出力互补理论模型,提出了风光储联合发电系统与电网相互耦合机制,开发了系统配置及容量配比软件,指导示范工程建设与运行。

  在此基础上,中国电科院还提出了储能电站集中控制与储能单元就地调控相互耦合的分层实时控制架构,开发了大规模电池储能电站监控系统,实现储能电站全功率响应时间小于900毫秒、出力偏差小于1.5%;开发了大规模电池储能电站能量管理综合控制系统,形成了储能电站控制的通用技术平台和成套核心技术,在同一储能电站内实现平滑风光功率输出、跟踪计划发电、参与系统调频、削峰填谷等多种应用功能,功率波动小于5%/10分,计划跟踪偏差小于3%。

  (图片由中国电科院提供)