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学会信息重庆电机工程学会
第9期(总第146期)
重庆市电机工程学会 二〇一三年九月
本 期 目 录
●电力要闻
中国特高压输电标准被定为国际标准
我国第三个特高压交流工程首基立塔
●工作动态
王益民:
坚强智能电网发展回顾与展望
●科普宣传
2013年我国风能资源概况及开发前景分析
●科技服务
钻研30年七旬退休教授解决“世界发电难题”
【电力要闻】
中国特高压输电标准被定为国际标准
9月24日,国际电工委员会正式将中国国家电网的特高压输电技术标准,确立为国际标准,这标志着中国电网技术已处于世界领先水平。
特高压输电是指直流电压±800千伏以上,交流电压1000千伏以上的高电压等级输电,它具有输送容量大、能耗小的特点,输送距离短则一两千公里,长则四五千公里。
(信息来源:
CCTV1新闻联播)
我国第三个特高压交流工程首基立塔
我国第三个特高压交流工程——1000千伏浙北—福州特高压输变电工程在浙江省金华武义县组立首基铁塔,标志着该工程进入全线铁塔组立施工阶段。
浙福特高压工程起于浙北变电站,经浙中、浙南变电站,止于福州变电站,线路总长2×603千米,共2254基铁塔,是提高浙江接纳区外来电能力、服务经济社会发展的重要工程。
投运后输电能力将达680万千瓦,远期可进一步提高到1050万千瓦以上。
该工程静态投资183.9亿元,其中,浙江境内变电站及线路投资128.6亿元,共将完成2建1扩变电站,新建线路2×428千米,铁塔1419基,横跨湖州、杭州、绍兴、金华及丽水等5个地市。
线路工程浙江段自2013年5月开始浇筑塔基以来,目前已完成浇筑412基,正在浇筑101基,基坑开挖559基。
浙福特高压工程沿线地形复杂,2/3段位于山地和高山大岭,中重冰区占71%,最高海拔达1600米。
国网公司总经理舒印彪指出,这项工程沿线气候多变,又要穿越富春江、新安江和千岛湖等国家级风景名胜区,工期紧、创新多、任务重。
对此,浙江省副省长毛光烈要求,全省各部门要形成合力,共同做好浙福特高压工程配合工作。
据悉,“十二五”期间,浙江境内将建设淮上(淮南—上海)和浙福(浙北—福州)特高压交流工程,以及溪浙(溪洛渡左岸—浙江金华)和宁浙(宁夏宁东—浙江绍兴)特高压直流工程,着力构建强交强直互供格局。
其中,除宁东—浙江工程处于项目前期阶段外,其余三个工程均已在建,并已加快施工进度。
(信息来源:
中国网)
【工作动态】
王益民:
坚强智能电网发展回顾与展望
编者按国家电网公司科技部(智能电网部)主任王益民在2013国际智能电网论坛上发表论文,介绍了国家电网公司坚强智能电网发展取得的主要成果,分析了在能源资源不平衡分布等背景下公司在坚强智能电网全面建设阶段的发展需求,提出了下一步重点攻关方向,并期待通过加强国际合作,实现共同推动智能电网建设的愿景。
随着经济发展、社会进步、科技水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出,电网发展面临新课题和新挑战。
依靠现代信息、通信和控制技术,积极发展坚强智能电网,适应可持续发展的要求,已成为世界电力发展的共同选择。
国家电网公司坚强智能电网发展成果
2009年以来,国家电网公司全面启动了坚强智能电网研究实践工作,取得了八个方面的重要成果:
一是先后建成3个世界上电压最高、容量最大的特高压交、直流工程,已累计送电超过800亿千瓦时。
二是取得多项大规模新能源发电并网关键技术的研究成果,支撑了新能源的开发、消纳和行业发展。
经营区域内并网风电装机已超过6000万千瓦。
三是一批智能输电技术得到广泛应用,实现了输电业务的精益化管理和电网安全运行决策。
已在15个省完成了输变电设备状态监测系统部署。
四是开展了两代智能变电站的持续实践。
在两批共74座试点工程的基础上进一步升级原有智能变电站技术方案,大幅优化主接线及平面布局,构建一体化业务系统并深化高级应用功能。
已新建并投运智能变电站500多座,研制成功多项关键设备并得到规模应用。
五是配电自动化加速推广应用,在配电网自愈控制等方面取得进展,在64个城市核心区建设配电自动化系统,提升了配电网的智能化运行水平。
六是累计实现1.55亿户用电信息采集,构建了大规模的高级量测体系(AMI),支撑了智能用电服务的提升。
七是电动汽车充换电服务网络建设全面推进,在26个省(区)建成投运了电动汽车充换电站360座、充电桩15333个,带动了电动汽车相关产业的快速发展。
八是智能电网调度技术支持系统全面推广应用,建成投运了31个省级以上的智能电网调度技术支持系统,提升了大电网安全运行水平。
坚强智能电网发展面临的主要挑战
深化智能电网建设仍然面临以下几个方面的挑战:
更大范围优化资源配置能力亟待提高。
中国一次能源分布及区域经济发展的不均衡性,决定了资源大规模跨区域调配、全国范围优化配置的必然性。
随着中国经济的高速发展,电力需求持续快速增长,就地平衡的电力发展方式与资源和生产力布局不均衡的矛盾日益突出。
缺电与窝电现象并存,跨区联网建设滞后,区域间输送及交换能力不足,电力资源配置范围和配置效率受到很大限制,更大范围优化资源配置能力亟待提高。
另外,由于环境问题日益突出,尤其是东部地区频繁出现的雾霾天气带来的环保压力,也要求加快建设以电为中心,实现“电从远方来”的能源配置体系。
新能源接入与控制能力需要进一步强化。
中国风电、光伏等新能源发展迅猛。
一方面,八大千万千瓦级风电基地正在加快建设,呈现大规模、集约化开发的特点。
另一方面,分布式新能源及其他形式发电方兴未艾,未来存在爆发式增长的可能。
2002年以来,国家电网公司经营区域内风电装机年均增长74.9%,光伏发电装机年均增长52.2%。
这给电网运行带来了重大的挑战。
一是需要进一步提高天气预报的精度,提高新能源发电预测准确性;二是需要合理安排新能源并网方式,实现风光与传统电源、储能等的联合运行;三是需要进一步提升大电网的安全性、适应性和调控能力;四是需要进一步加强城乡配电网建设与改造,要求配电网具有自愈重构、调度灵活的特点,具备分布式清洁能源接纳能力。
电网装备智能化水平需持续提升。
自2009年以来,国家电网公司应用了输变电设备状态监测、故障综合分析告警、配电网自愈等一批先进适用技术,但整体来说,这些技术应用的规模、范围和深度仍较低,需要进一步加大推广。
同时,需更加注重应用先进的网络信息和自动控制等基础技术,进一步提升电网在线智能分析、预警、决策、控制等方面的智能化水平,满足各级电网协同控制的要求,支撑智能电网的一体化运行。
与用户的互动需不断增强。
随着用户侧、配网侧分布式电源的快速发展,尤其是随着屋顶太阳能发电、电动汽车的大量使用,电网中电力流和信息流的双向互动不断加强,对电网运行和管理将产生重大影响。
一是需要重点研究由此带来的电网物理特性的改变,建立数学、物理模型,解决信息交换及调度控制等相关问题;二是需要大力探索配套政策与商业运营模式,适应分布式电源并网的需要,丰富服务内涵,拓展终端用能服务领域和内容,促进终端用能效率的提升,实现可持续发展。
坚强智能电网发展重点领域
面对发展的新形势和新挑战,国家电网公司建设坚强智能电网需要重点在以下几个方向开展研究与探索:
发展特高压、柔性交流及多端直流输电技术,实现能源资源在更大范围内灵活高效配置。
中国能源资源的供给和需求呈远距离逆向分布,需要进一步深化研究并探索如何更大规模地应用特高压输电技术,需要发展大容量、远距离灵活输电技术。
通过研究基于全控器件的大容量灵活交流输电技术、多端直流输电关键技术、新型故障电流限制技术、晶闸管控制移相技术,将特高压直流输送电流提升至6250安,电压提高至±1100千伏,实现强大而灵活的电网潮流控制能力,大幅提高电网能源资源配置的规模和效率,实现特高压和跨区输电能力在2015年和2020年分别达到2.1亿千瓦和4.5亿千瓦。
破解多类型分布式电源安全高效接入与控制难题,满足分布式电源并网运行需求。
为实现数量大、类型多的分布式间歇性电源并网及安全高效运行,亟须解决分布式电源有序接入、协调控制和能量优化管理的问题。
通过研究高精度天气预报技术,提升分布式电源发电预测的精度,研究储能和主动配电网技术,完善对分布式发电和电动汽车等需求侧资源的调控技术手段,破解分布式电源安全高效接入与控制难题,实现分布式能源高效利用,促进中国分布式电源的发展。
研究“分布自治、集中协调”的调度运行控制技术,构建自适应安全智能防御体系。
随着“发、输、变、配、用”各个环节智能化水平的逐渐提升,作为智能电网的“大脑”和“神经中枢”,如何在各环节智能的基础上通过调度运行控制实现电力系统整体的智能运转是需要解决的一个难题。
通过研究“源—网—荷”自律协同的电网能量管理与运行控制技术、基于云计算技术的新一代智能调度技术、交直流混合电网的广域协调稳定控制技术等,在33个省级及以上调度中心全面建成互联互动的能量管理系统,实现电网调度与运行控制的一体化,提高电网应对灾变的能力,进一步提升驾驭大电网的能力。
研究电力消费和能源效率提升技术,提高电网和终端用户能源利用效率。
服务于电力用户的多元化需求,提高用电服务质量和用电能效,支持电动汽车等新型负荷,提高电网和终端用户能源利用效率。
亟须开展终端用户用能服务相关技术研发,伴随着充电速度更快、寿命更久、续航里程更长的车载电源的不断出现,需要重点探索高效、灵活的充换电网络建设模式、运营模式,支持国家“十二五”时期“50万辆”发展目标。
需要重点研究负荷侧可调度资源的优化控制技术,针对近年负荷组成结构的变化,不断改进负荷建模思路和方法,提高负荷建模的准确性,如建立电动汽车及其动力电池等作为可调度资源的负荷模型。
同时,需要研究建设高级量测体系(AMI),在2015年覆盖3.4亿用户,实现用户与电网之间的信息交互,帮助用户根据电网的运行状态对自身的用电行为进行调整以实现削峰填谷,减小电网峰谷差。
研究电力物联网与云计算、大数据技术,促进电力流、信息流与业务流的深度融合。
电力流、信息流与业务流的高度一体化融合是智能电网的发展趋势,电力信息的全面感知、可靠传输及智能处理技术亟待突破。
需要通过开展电力信息统一建模技术、电力专用新型传感技术、电力物联网技术、海量数据云处理技术和基础服务云平台技术研究,打破环节间、系统应用间资源壁垒,实现电力物理本体的深度感知和电力业务的跨域协同,实现海量数据的深度挖掘,大力提升电力系统的智能化水平。
智能电网技术是不断发展的技术,持续推进智能电网建设是各国电网建设与运营企业共同的目标,由于不同国家地区的国情、经济发展特点不同,智能电网建设也有着各自的特色,这也有助于国际间合作与互补。
中国面临着新能源消纳能力不足,电动汽车快速发展,调控峰谷差的能力较弱等问题,智能电网建设是重要的解决途径。
国家电网公司期待与世界电力同行开展更加广泛、更深层次的合作,共同开展技术研究与应用、标准制定等工作,推进智能电网建设。
(信息来源:
智能电网)
【科普宣传】
2013年我国风能资源概况及开发前景分析
内容摘要:
风电资源多集中于“三北”(东北、华北和西北)地区,其中内蒙古的东蒙和西蒙、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部和江苏近海等7个千万千瓦级风电基地风能资源最为丰富,50米高度3级以上风能资源的潜在开发量月18.5亿千瓦,可装机容量月5.57亿千瓦,若考虑70米及以上高度和风电技术进步情况,可装机容量还将大幅增加。
根据发改委能源研究所探测计算,中国陆地70米高度3级及3级以上风能技术开发量超过26亿千瓦,在现有风电技术条件下实际可装机容量将超过10亿千瓦,另外水深不超过50米的近海海域风电实际装机容量大致在5亿千瓦左右。
2012年国内累计装机不到1亿千瓦,可见国内在现有风电技术条件下,大规模发展风电的前景依然巨大。
风电资源多集中于“三北”(东北、华北和西北)地区,其中内蒙古的东蒙和西蒙、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部和江苏近海等7个千万千瓦级风电基地风能资源最为丰富,50米高度3级以上风能资源的潜在开发量月18.5亿千瓦,可装机容量月5.57亿千瓦,若考虑70米及以上高度和风电技术进步情况,可装机容量还将大幅增加。
中国陆地和近海风能资源潜在开发量
地域
总面积(万平方千米)
风能资源潜在开发量(亿千瓦)
陆地
约960
26
海上(水深5-5-米,高度100米)
39.4
5
(信息来源:
×××)
【科技服务】
钻研30年
七旬退休教授解决“世界发电难题”
OFweek太阳能光伏网讯:
内蒙古科技大学的七旬退休教授李杰吾,利用30年时间,投资百万元,研发出了可以追踪阳光的光伏发电系统,解决了“世界难题”。
这个曾经是清华大学物理系研究生的“发明狂人”,甚至被美国杂志评为“世界科学名人”。
新的发明引来了企业关注,但李杰吾说要“保护好专利技术”,因为在他眼里,“人老了,还能为国家做点事也不白活”。
利用网上专利检索,可以查看到一种“非对称聚光跟踪光伏系统”的发明专利(专利号:
200910002758.8),其简介为:
本发明采用主轴指北极星及单电机驱动的二维自动跟踪装置,确保聚光太阳电池组件数年如一日时时刻刻正对着太阳,大大提高了发电能力,因而能大幅度降低太阳能发电成本。
虽然是短短几十字,却涵盖了发明者李杰吾教授30年的心血,原本为内蒙古科技大学教授的他通过“向日葵式”聚光光伏系统破解了降本和增效这一光伏产业发展的世界难题。
七旬退休教授解决“世界发电难题”
在青年路14号街坊3栋楼前的一片空地上,一个由2块太阳能电池板和6块普通镜面组成的光伏发电系统格外显眼,它的发明者正是居住在这栋楼里的李杰吾。
这一发电系统所产生的电能不仅能满足自己家庭日常生活所需,还能与全市电网并网,将过剩的电能源源不断地输送出去。
这个光伏发电系统虽然看似简单,却拥有四项核心技术,是世界最为先进的光伏发电系统”,不经过李教授的讲解,不懂的人很难感受到它的奇妙之处。
“我敢非常肯定地这样说,这么多年来,以我对美国等世界其他国家太阳能发展的了解,我的发明解决了他们一直都没有解决的难题。
”李教授自信地说,其中最值得他骄傲的就是光伏发电系统上的非对称聚光装置,不仅可以将镜面反射的阳光100%均匀地铺洒在太阳能电池上,更神奇的是可以实现对阳光的自动跟踪,通过天文物理学原理,这个装置能不断变换角度以确保最大限度地接受太阳光照。
而每一个镜面及太阳能电池的大小、角度都是经过精确计算,容不得有丝毫差错。
“世界上还没有国家像我这样搞,所有的计算公式都是我自己研究的。
”李教授告诉记者,过去,很多国家也尝试通过跟踪阳光提高利用率,最为普遍的就是光电全感式跟踪,但受天气影响较大,最终均以失败告终,而西班牙所研究的对称式的二倍聚光光伏系统因为成本过高,且风阻较大很不稳定,难以大范围普及,而他的这套系统成功地将这些问题彻底解决。
为了研究对比,李杰吾教授还在自家阳台上安装了一个固定式太阳能发电系统,经过一段时间的测试比对与分析,发现非对称聚光跟踪系统比按纬度角固定架设的光伏发电系统能多产生2.13倍以上的发电量。
为了研制这个系统,李教授花了30年时间,耗费上百万元。
经过整整一年的测试,李教授的这套光伏发电系统已非常稳定,“他们的失败我都经历过。
”成功后的李教授回忆起整个过程仍不免感叹。
(信息来源:
腾讯微博)
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