隨著人口增長、電動汽車和可再生能源的發展，需要建設更具彈性、安全、可靠、高效的電網，以滿足社會經濟可持續發展的需要。”在8月6日南瑞集團主辦的智能電網保護與運行控制國際學術研討會上，美國聯邦能源監管會高級顧問卞建華表示，“需要發揮電力系統作為交互能源網絡，在電力分配和服務支撐方面的平臺作用，以確保安全可靠供電。”
美國工程院院士Vijay Vittal也表示，高度滲透的可再生能源接入電網為電力系統分析帶來了不確定性，需設計指標準確表征風電、光伏等可再生能源出力的隨機統計特性并執行相關預報。美國工程院院士Anjan Bose則認為，電力控制系統由硬件實現到數字實現，再到智能化的演化發展過程，最終智能電網的研究需有頂層設計。
記者從會上了解到，在世界范圍內，電網電壓等級逐步升高，清潔能源的比例大幅提升，全球能源互聯網得到廣泛共識，但由此帶來的大電網安全穩定運行與清潔能源消納問題亟待技術攻關。
升級大電網保護與運行技術
智能電網概念起源于美國，其重點在于提升電網安全可靠性，歐洲注重可再生能源介入的環保問題，韓國則借用IT技術優勢推動“綠色電力IT”項目。相比之下，我國則是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的通訊、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、數字化為特征的堅強智能電網。
“國家電網是世界上唯一同時運行特高壓交、直流的電網，特高壓交直流混聯、電力大規模跨區輸送已成為國家電網典型特征。”國家電網公司國家電力調度控制中心主任陳國平透露。
中國工程院院士薛禹勝認為，新能源和電動汽車快速發展，大范圍的電網互聯，以及非能量因素的影響等，使得電網大停電防御系統面臨新的挑戰。
薛禹勝介紹，傳統電力系統三道防線，包括故障前的預防性控制，故障發生后的緊急控制，在檢測到系統動態響應后實施的校正控制，但是三道防線之間，以及同道防線內部的控制策略是孤立的，缺乏協調。
“為防范由偶然故障引發相繼開斷，繼而演化為大停電的電力災難，需要建立大停電防御框架，包括廣域的靜態和動態測量、安全穩定性的量化分析、時空多道防線的優化協調。”薛禹勝說，“我國在大停電防御框架基礎上，研發了電力系統廣域監測、分析、保護和控制系統WARMAP，目前該系統已成功應用于五分之四的中國電網。”
陳國平認為，需重點提升復雜大電網仿真能力;擴大同步電網規模，強化主網架建設;提升新能源涉網性能，優化系統運行控制策略和技術支撐，重構大電網綜合防御體系。
扎實推進新技術攻關
“近年來，國家電網公司大力推動全球能源互聯網構建，持續開展全球能源互聯網核心技術研究，電網安全穩定控制、大電網運行狀態感知和故障診斷等技術取得重大進展。實現電網實時監測從穩態到動態、電網分析從離線到在線、電網控制從單獨到協同、電網調度從局部到全局的重要技術進步。”南瑞集團總經理奚國富介紹道。
據了解，今年7月，南瑞集團承擔的我國首個系統保護試點工程——華東電網頻率緊急協調控制系統投入運行，有效保障了華東電網汛期西南清潔能源大送電期間的安全穩定運行。以該項目在江蘇實施的國內首套大規模源網荷友好互動系統為例，通過快速精準控制客戶的可中斷負荷，事故應急處理時間達到國際領先的毫秒級，避免了傳統電網緊急事故情況下“一刀切”停電的做法，顯著降低了電網大擾動對社會的影響。
進入“十三五”，隨著風電和光伏等新能源大量并網，新能源大規模接入以及遠距離輸送對電網安全穩定帶來的新的挑戰，南瑞集團創新性地提出將虛擬同步機技術應用于大電網領域，以解決新能源并網的難題。
目前，國家電網公司正在推進張北柔直電網工程的研發和建設工作，南瑞集團也著力參與換流閥、直流保護設備、電動汽車無線充電等大量新技術、新產品研制工作，這些技術和產品還將應用于北京—張家口冬奧會清潔能源項目。
“未來，南瑞集團還將全力開展全球能源互聯網技術攻關，進一步提升產品國際化水平，推動調度、變電、智能電表等優勢產品出口國際市場，推動智能調度、電網穩定控制、電動汽車等國際標準立項，在全球能源互聯網建設過程中發揮更大作用。”奚國富表示。
在研討會期間，以南瑞集團為依托的智能電網保護和運行控制國家重點實驗室還對外發布了安全穩定、繼電保護、智能調度、變電站自動化、公共實驗等研究方向15項開放課題，其中2項為自由探索開放課題。“開放課題將充分發揮國家級實驗室平臺作用，加強實驗資源共享，建立開放合作機制，推動產學研用融合。”南瑞集團副總經理、總工程師鄭玉平說。
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