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先进直流电力:绘就祖国智能电网蓝图

2014-12-10 09:00
Timeless落尘
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  2006年,西安交大作为“先进直流电力技术与装备协同创新中心”牵头单位,联合重庆大学、中国电力科学院、南方电网科学研究院、中国西电集团公司、平高集团有限公司等单位,针对直流电力系统开展关键性技术和设备的研究探索,特高压交直流系列套管等一批重大科研成果不断涌现并且使之及时融入到国家经济建设和社会发展洪流当中。2013年,该中心入选“陕西省2011协同创新中心”。

  新型直流电网:灵活、可靠、经济

  能源紧缺、环境污染是全球“通病”。世界各国当下都在大力开发和利用可再生清洁能源,期望一举解决能源和环境两大问题。截至2013年底,中国风电装机容量已达到9122万千瓦,为世界第一风电大国,风电也成为继煤电和水电之后的中国第三大主力电源。然而,无论是大规模风电,还是荒漠太阳能,与传统的、固定的电厂相比,具有分散性、小型性、远离负荷中心等特点,能源资源与负荷需求的地域矛盾进一步加剧,电网在能源资源综合优化配置中的作用变得更为重要。

  我国“西电东输”“北电南送”的电力流格局在未来相当长的时期内很难改变,西部、北部富余电力的20%将源源不断地送往中东部负荷中心。目前主要采用的超/特高压交直流输电网的技术有待进一步提高,新型高压直流输电网相关技术亟待取得重大突破。与交流输电相比,高压直流输电具有传输容量大、传输距离远、线路损耗小、可实现非同步互联、运行稳定性高等优点,在我国进行电能输送、加强电网互联、提高电力系统的稳定性和电能优化配置方面具有广阔的应用前景。我国“十二五规划纲要”和“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)”中将高压直流输电系统的建设列为能源工作的重点。

  在舟山群岛、南麂岛,我国已分别建成五端、三端的多端高压直流输电网示范项目。传统的两端系统的直流输电工程仅能实现两点之间的能量传输,当使用直流输电向多个负荷中心送电或多个交流系统间采用直流互联时,需要建设多条直流输电线路,极大增加输电走廊的投资成本和运行费用。而新型多端高压直流输电系统不仅保持了传统优势,同时实现了多端供电、多落点受电的功能,灵活、可靠而又经济。特别是海上风电场等跨海电力传输、大规模可再生能源电力有效接入和传输、城市和岛屿等“孤岛”负荷供电等迫切需要发展电压源型多端高压直流输电技术。

  在输电骨干网架和区域电网中都存在直流线路的情况下,将二者联接构建直流电网是大势所趋。近年来,欧美等发达国家已提出了构建直流电网的想法,如欧洲的“超级智能电网”计划、美国所提出的2030年电网预想(Grid 2030)。我国电网面临着远距离大容量电能输送和输电走廊紧缺、大规模可再生能源接纳、区域供电品质提升、电力需求响应、复杂大规模电网安全性等问题,先进直流电网是我国未来电网建设的必然趋势。

  西安交大先进直流电力技术与装备协同创新中心正是瞄准了新型高压直流输电系统和输电设备的关键科学和技术问题展开协同研究。以装备、系统、安全三个层面的重大科学问题和关键技术为突破口,研制高压直流断路器、高压直流套管、高压直流电缆、DC-DC变换器等关键直流装备以及开发装备集成、组网技术和系统安全技术,为我国新型高压直流输电系统和设备的研制与应用建立理论基础,支持我国电力能源战略需求和持续发展。

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