“雙碳”目標(biāo)下，隨著新能源大規(guī)模開發(fā)進(jìn)程加快，高水平消納問題給電力系統(tǒng)帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。圍繞新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，包括輸電技術(shù)在內(nèi)的一系列技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)應(yīng)用被寄予厚望。
在近日召開的2022年第九屆輸電技術(shù)大會(huì)上，與會(huì)專家就“新型電力系統(tǒng)下的輸電技術(shù)發(fā)展”進(jìn)行了對(duì)話交流，表示應(yīng)抓住建設(shè)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)遇，加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)推動(dòng)我國(guó)輸電技術(shù)發(fā)展走在世界前列。
解決清潔能源長(zhǎng)距離外送是關(guān)鍵
新型電力系統(tǒng)的顯著特征是新能源在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。電網(wǎng)處于新型電力系統(tǒng)泛在互聯(lián)、智能互動(dòng)的核心環(huán)節(jié)，而輸電技術(shù)對(duì)保障電網(wǎng)消納可再生能源能力具有重要意義。
“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，能源轉(zhuǎn)化由集中向分散、存量向增量演化，由此決定了大容量、不確定性的新能源將作為主力電源分布接入電力系統(tǒng)。”清華大學(xué)教授夏清說。在此背景下，電力系統(tǒng)面臨著時(shí)間和空間上的不平衡問題，潮流的雙向流動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的功率（能量）交換能力提出了更高要求。同時(shí)，基于全氣象驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)正在融入能源生態(tài)圈中，風(fēng)光資源決定了能源的主要來(lái)源。
大規(guī)模集中式新能源的開發(fā)，需要通過長(zhǎng)距離輸電解決外送問題，但在物理空間上繼續(xù)開辟長(zhǎng)距離走廊空間非常困難，需要更加創(chuàng)新高效的技術(shù)，擴(kuò)大輸電發(fā)展空間。
當(dāng)前，輸電技術(shù)還面臨哪些挑戰(zhàn)？
“輸電規(guī)劃面臨路徑和站址選擇困難的問題。”中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司電力系統(tǒng)碳中和研究中心主任周勤勇說。除了路徑與選址困難，受氣候和環(huán)境等因素影響，輸電線路還面臨自然災(zāi)害、導(dǎo)線損耗等諸多挑戰(zhàn)。
“冬季雨雪冰凍等惡劣天氣，會(huì)造成桿塔覆冰、線路舞動(dòng)，這些將對(duì)金具、導(dǎo)線受力產(chǎn)生較大影響進(jìn)而損壞設(shè)備。夏季強(qiáng)對(duì)流天氣、臺(tái)風(fēng)容易造成線路倒塔（桿）。”國(guó)家電網(wǎng)有限公司設(shè)備管理部輸電處副處長(zhǎng)劉敬華表示，需要加大電網(wǎng)改造力度，著重從災(zāi)害預(yù)警、差異化設(shè)計(jì)等方面提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力。
“新型電力系統(tǒng)還面臨電力可靠保供、電網(wǎng)安全運(yùn)行、電能經(jīng)濟(jì)供應(yīng)等挑戰(zhàn)。”南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限公司新型電力系統(tǒng)研究所副所長(zhǎng)姚文峰表示，南方電網(wǎng)目前已對(duì)多端柔性直流及低頻輸電技術(shù)開展深入研究，以保障輸電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠、靈活性要求。
未來(lái)，遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，新能源發(fā)電基地與負(fù)荷中心呈遠(yuǎn)距離逆向分布，還需要電網(wǎng)公司在特高壓交直流、特高壓跨區(qū)直流、海上風(fēng)電輸電等領(lǐng)域加強(qiáng)攻關(guān)，提高清潔能源輸送能力。
用數(shù)字化輕資產(chǎn)帶動(dòng)電網(wǎng)重資產(chǎn)效率提升
“研究新型電力系統(tǒng)，要在思維上進(jìn)行重大突破，利用數(shù)字化輕資產(chǎn)帶動(dòng)電網(wǎng)重資產(chǎn)的效率提升，推動(dòng)輸電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”夏清說。根據(jù)清華大學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)到2060年保持溫升不超過1.5攝氏度，我國(guó)跨區(qū)電網(wǎng)容量建設(shè)將需要達(dá)到15億千瓦，是現(xiàn)在能量交換的6.5倍，新型電力系統(tǒng)將為輸電行業(yè)提供更加廣闊的前景和發(fā)展機(jī)會(huì)。
在技術(shù)攻關(guān)方面，多項(xiàng)創(chuàng)新科技成果取得全面突破，自主創(chuàng)新能力不斷加強(qiáng)。劉敬華指出，在線路走廊有限的情況下，國(guó)家電網(wǎng)公司開展了增容技術(shù)研究，通過新材料應(yīng)用提高導(dǎo)線耐受溫度，通過對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度弧垂監(jiān)測(cè)提高導(dǎo)線輸送功率，最大限度發(fā)揮現(xiàn)有電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，從而為社會(huì)帶來(lái)綜合效益。
此外，南方電網(wǎng)圍繞新能源多時(shí)空尺度精確預(yù)測(cè)技術(shù)、電力電量平衡全景模擬軟件研發(fā)、新能源并網(wǎng)管理和仿真分析、新能源智能建模和參數(shù)辨識(shí)軟件開發(fā)、大容量遠(yuǎn)距離多端柔性直流輸電技術(shù)、柔性低頻輸電技術(shù)等開展科技攻關(guān)，助力輸電行業(yè)技術(shù)發(fā)展。
在示范工程方面，特高壓輸電工程發(fā)展迅猛，成為輸電網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)脈。由國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的全球首個(gè)柔性低頻輸電示范工程——臺(tái)州35千伏柔性低頻輸電工程，通過柔性低頻輸電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了海上富余風(fēng)電資源的高效利用，對(duì)未來(lái)大規(guī)模開發(fā)中遠(yuǎn)海風(fēng)電資源具有里程碑意義。同時(shí)，我國(guó)首創(chuàng)核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備打造的張北柔性直流輸電工程，將張家口地區(qū)的新能源成功接入北京電網(wǎng)，在奧運(yùn)歷史上首次實(shí)現(xiàn)全部場(chǎng)館100%綠色電能供應(yīng)，在國(guó)際上打出一張耀眼的中國(guó)名片。
在電纜材料方面，未來(lái)鋁將作為輸電材料的主體。“國(guó)家電網(wǎng)在電纜材料國(guó)產(chǎn)化和超導(dǎo)電纜應(yīng)用上，都取得了進(jìn)步，也是今后電纜值得關(guān)注的發(fā)展方向。”劉敬華表示。
原標(biāo)題：新型電力系統(tǒng)下輸電技術(shù)發(fā)展迎來(lái)機(jī)遇
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