未来电网会是什么样子
- 时间:2013-04-23
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888集团6008(泉源:中国电力网 作者:不详)
“未来的电网将越发可靠、对情形越发友好,越发有用、越发无邪和越发经济。”在第三届中国电力生长和手艺立异院士论坛上,中国工程院院士郑健超向人们形貌了未来电网的形态。他说,未来电网应该越发可靠,能够抵御种种自然灾难,避免人因失误的能力更强;它对情形越发友好,线路、变电站变得更紧凑,以大幅度降低占地需求,把电磁情形影响降低到公众可接受的水平;它将越发有用,即电力传输和转换效率、电网资源使用效率都将进一步提升;它将越发无邪,可让更多的可再生能源发电电源接入电网,可顺应种种运行方法和用户多样化的需求;它将越发经济,造价低、经济上有竞争力。
新型装备研发的偏向取决于电网生长的趋势和需求。郑健超以为,随着特高压和智能电网加速建设,新一代电网的生长对电网装备的立异提出了重大需求,而新质料、新手艺、新工艺、新器件的泛起,为实现输配电装备的厘革提供了手艺机缘。
新一代电网装备与古板装备相比,手艺性能有显著提升。“其工程应用将对电网的未来爆发革命性的影响。”郑健超的先容引起了人们极大的兴趣。
可以装进手提箱的变压器
变压器,是人们较为熟悉、能经常接触到的电网装备。现在,古板变压器靠机械的分级开关调压,不可一连快速调理电压,无法知足智能变电站的要求。由于结构和尺寸限制,古板变压器也无法装置在关闭电器之内。
郑健超向各人展示了近年来的研究热门——固态变压器,又称智能万用变压器。它传输的功率密度比古板变压器大2个数目级,重量和尺寸却响应降低了2个数目级。郑院士对此作了一个形象的比喻,即可以实现“把粗笨的古板配电变压器酿成小巧的固态变压器装进手提箱”的目的。这为建设高度紧凑化、全关闭、电磁情形影响小的智能变电站创立了条件。
除变压功效外,固态变压器还具有一连快速调压、变频、动态无功赔偿、电能质量控制等功效,把原来多种装备的功效融合为一体。“这是未来智能电网最基础的装备。现在,各人对用交流照旧直流有争议,若是以后接纳了这样的装备,则由控制系统说了算,既可同步又可异步,这个问题就迎刃而解了。”郑院士指出,固态变压器将首先在配电网应用,包括高层楼宇供电、电力机车供电、电动车快速充电、风电光伏发电等间歇式电源直接接入最终用户等。这种装备以后尚有可能进入输电网使用,将对同步/异步联网、系统稳固控制、大型风电站接入、动态无功控制爆发主要影响。
未来输电线路导体新选择
从地球到月球架设一条“天梯”?这是郑健超在演讲中举的一个例子。未来输配电线路的研究目的之一,是接纳超导质料或其他高电导率质料,降低输配电线路的能源消耗。碳纳米管导线就是其中一种质料。
碳纳米管导线的抗拉强度比超高强度的钢材还高2个数目级,由碳纳米管组成的碳纤维理论强度为钢的100倍。直径1毫米的碳纤维足以遭受20多吨的总重量。郑健超说,若是想从地球到月球架设一条“天梯”,纵然用强度最高的钢材,其自重也会把导线拉断,而碳纳米管导线则可以胜任。别的,碳纳米管电导率可以做得比铜的电导率更高,而重量只是电阻相同的铜导线的1/6。因此,碳纳米管导线是未来输电线路导体的一种极好选择。在先进电池、储能装备的电极质料和种种电力、电子器件的接触质料等方面会有重大应用远景。
电网建设推动科研立异与国产化历程
郑健超体现,古板的电网装备,在工程应用上已有百年历史。而新质料、新手艺、新器件的泛起,为研发新一代电网装备创立了条件。电网建设的大规模生长,也为科研立异提供了更优良的土壤,加速了新一代电网装备的面世。
好比,非超导故障电流限制器,郑健超先容说,这种限制器在电网黑启动时如遇短路故障仍有限流功效,故障爆发后1.0毫秒即进入限流状态,行动迅速可靠。通过特高压电网的建设实践,他们现在已设计出一种适用于超高压、特高压电网的自启动无源高速限流器,行动时间可压缩至60微秒,可靠性和响应时间均优于现有的超导限流器。
“从220千伏到500千伏,再到现在的特高压,有许多手艺立异问题在电压品级的跨越中得以解决。更主要的是加速了国产化的历程。”郑健超回忆起我国第一条500千伏葛洲坝—上海直流输电线路,装备、手艺所有从外洋引进。“现在,我们的交流特高压工程焦点装备都是中国制造了。去年锦屏—苏南特高压直流工程投运,我们自主知识产权的换流阀研制乐成并且应用性能很是好。”郑院士体现,国家电网公司花了很大的气力增进装备国产化,在建的几项特高压工程国产化水平更高,这对电网生长和科技立异来说都是大好事。