深度解析！未來電力系統(tǒng)十大關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)
2016年8月21～26日，第46屆國際大電網(wǎng)委員會（CIGRE）年會在法國巴黎召開，超過3000位代表出席了會議，其中來自中國的參會代表有80多位。大會以主旨報告《電力大變革—未來電力系統(tǒng)》作為開始，并以分布式發(fā)電對
（6）發(fā)電廠的不同特征和發(fā)展中電網(wǎng)保護(hù)的新概念。
1）新的輸電網(wǎng)廣域保護(hù)系統(tǒng)（WAPS）將可克服特定類型繼電保護(hù)在可靠性、靈活性、檢修成本方面的局限性和不足。
2）全新的發(fā)電技術(shù)會對保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，例如減小短路功率、導(dǎo)致潮流逆向等。
3）故障穿越能力，即新發(fā)電機(jī)容量在承受由于故障所引起低電壓的能力。
4）偶然性孤島檢測與蓄意性孤島運(yùn)行，即部分配電網(wǎng)由于沒有連接至高壓網(wǎng)絡(luò)而呈現(xiàn)物理孤島情況。
5）使用高效通信網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)中新式保護(hù)和自動化功能。
6）其他創(chuàng)新技術(shù)，例如直流斷路器。
電力聯(lián)網(wǎng)
（7）計(jì)及新輸電/配電接口的全新規(guī)劃概念、環(huán)境約束的增加以及有功無功潮流控制的新技術(shù)。
1）環(huán)境因素的更高社區(qū)意識（communityaware-ness）。
2）不確定因素增加下的規(guī)劃和批準(zhǔn)。
3）現(xiàn)役設(shè)備的最佳利用。
4）網(wǎng)絡(luò)投資規(guī)劃：規(guī)劃中需要考慮需求響應(yīng)、分布式電源的分布，以及輸電線路和配電線路擴(kuò)建投資的相互影響等因素。
5）技術(shù)變化：需要了解各技術(shù)方案的成本、容量以及到期時間，以便進(jìn)行比較選擇。
6）經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力的改變：這會影響資金的可用性和投資風(fēng)險，并可能對投資產(chǎn)生重大影響，尤其是在以市場為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。
7）市場和管理環(huán)境的改變（對中央規(guī)劃水平與市場方案的影響的比較）。
（8）新用戶、新發(fā)電機(jī)、新網(wǎng)絡(luò)特征下評價系統(tǒng)技術(shù)性能的新方法。
1）可用于解決時間集成動態(tài)問題以及多相功率流問題的先進(jìn)計(jì)算技術(shù)和計(jì)算方法。
2）在三相模型和正序建模間找到過渡。
3）用于功率平衡和備用需求評估的先進(jìn)工具和技術(shù)。
4）可對網(wǎng)絡(luò)的整體性能進(jìn)行優(yōu)化并可基于監(jiān)控數(shù)據(jù)以及應(yīng)用故障模式及影響分析（EMEA）來管理不確定性從而描述現(xiàn)有技術(shù)和新技術(shù)性能的規(guī)劃和運(yùn)行工具。
5）先進(jìn)的負(fù)荷建模技術(shù)。
6）可對分散控制應(yīng)用進(jìn)行建模的技術(shù)，即在環(huán)境的極限感知下能夠做出智能決策的功能，如多代理技術(shù)。
7）主動和自適應(yīng)控制策略的建模（集中控制系統(tǒng)、電網(wǎng)友好型電器應(yīng)用、需求管理等）。
8）新技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)的模型。
9）可以連接物理硬件設(shè)備和實(shí)時數(shù)字仿真器接口（RTDS）的硬件在線仿真工具。
10）用于在各電壓等級下評估電網(wǎng)在更大DC和PE滲透率時諧波性能的工具和技術(shù)。
11）循環(huán)（HIP）模擬工具中的硬件設(shè)計(jì)，即與實(shí)時數(shù)字模擬器（RTDS）進(jìn)行物理對接。
12）可集成模擬傳輸系統(tǒng)和分配系統(tǒng)的協(xié)同仿真平臺。
13）在電磁瞬態(tài)和正序仿真工具間找到過渡的方法。
（9）線路容量的增長，架空、地下、水下設(shè)施的使用，及其對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)性能和可靠性的影響。
1）提高現(xiàn)有架空線路輸送能力的技術(shù)：更換耐高溫導(dǎo)線，重新張緊現(xiàn)有架空線導(dǎo)線，提高電壓等級，并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
2）將交流轉(zhuǎn)換為直流線路，考慮交直流混合輸電，考慮架空線路的緊密排列和美觀性。
3）考慮地下系統(tǒng)的過載能力和熱瞬態(tài)計(jì)算，及其對地下部分的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的影響。
4）新的海底和地下絕緣交流或直流電纜在高電壓中的應(yīng)用，如海邊風(fēng)電場。考慮以風(fēng)電場為解決方案的“海上”基礎(chǔ)設(shè)施與離岸發(fā)展的變電站和電纜，包括輸電和配電，并將風(fēng)荷載數(shù)據(jù)用于海底電纜的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
5）制定深水電纜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和完善安裝技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)相關(guān)關(guān)聯(lián)。
6）提出對正在改變網(wǎng)絡(luò)狀況的輸配電設(shè)備的要求。
7）將智能化技術(shù)引入到輸配電設(shè)備中。
（10）使利益相關(guān)者了解技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，吸引他們加入電網(wǎng)未來發(fā)展。
需要考慮的因素包括：
1）環(huán)境（自然環(huán)境、動植物、EMF、聲噪、視覺沖擊等）既是電網(wǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動力，也是全球能源項(xiàng)目（發(fā)電、輸送）的主要阻力。
2）環(huán)保因素（自然環(huán)境、人）是維持能源系統(tǒng)未來發(fā)展的主要動力之一，這也是現(xiàn)在被電力部門逐漸了解的。
3）同時，同金融行業(yè)一樣，能源系統(tǒng)也受到“外部世界”的激勵，如政策、NGO和其他利益相關(guān)者的影響等。
在規(guī)劃階段，應(yīng)當(dāng)采取的措施如下：
1）證明項(xiàng)目能帶來的好處。
2）保證可持續(xù)發(fā)展的原則和與之相關(guān)的問題正在被考慮。
3）考慮已經(jīng)在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和備選方案中的公眾態(tài)度，咨詢以及需求。
在建設(shè)和運(yùn)行階段，應(yīng)當(dāng)注意：
1）需要符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
2）需要取得必要行動的支持（如，維修）。
二 充分盡限利用現(xiàn)有系統(tǒng)
主要包括以下3個方面：
1）將成功經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。例如，低壓管理方式可以向高壓借鑒，甚至可以向其他能源系統(tǒng)（電、氣、水）的管理方面學(xué)習(xí)。
2）提高可靠性（自愈，孤島，故障穿越……），一定要從技術(shù)上提升經(jīng)濟(jì)效益。
3）資產(chǎn)生命周期問題，建議提早開始研究，可以借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
報告嘉賓：
國家“千人計(jì)劃”特聘專家 馬釗
嘉賓簡介：
馬釗，博士，國家“千人計(jì)劃”特聘專家，中國電力科學(xué)研究院智能配電首席專家；英國特許注冊電力工程師（CEng）、國際工程與技術(shù)學(xué)會會士（FIET）；現(xiàn)任CIGRESC6（配電系統(tǒng)及分布式發(fā)電）專委會中國委員，CIGRE中國和亞太區(qū)SC6主席；中國科學(xué)院電工研究所客座研究員，西安交通大學(xué)兼職教授。主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娋W(wǎng)規(guī)劃和資產(chǎn)管理、風(fēng)險管控、智能電器設(shè)計(jì)研發(fā)及技術(shù)咨詢、中低壓直流配電網(wǎng)、能源信息系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)等。
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