中國(guó)能源消費(fèi)、供給、技術(shù)和體制革命的大幕即將拉開(kāi)，這將是一場(chǎng)無(wú)比龐大的能源系統(tǒng)改造工程。我國(guó)眾多電力設(shè)備企業(yè)，既要面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的嚴(yán)峻考驗(yàn)，也要把握前所未有的無(wú)限商機(jī)。那么如何實(shí)現(xiàn)從“跟跑者”向“并行者”再到“領(lǐng)跑者”跨越，電力設(shè)備企業(yè)做了積極的努力。8月16日，由清華大學(xué)電機(jī)系、張家港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(國(guó)家級(jí))和江蘇省(張家港)智能電力研究院聯(lián)合主辦的 “第一屆中國(guó)智能電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在北京舉行，本次論壇的主題是 “新技術(shù)、新挑戰(zhàn)、新機(jī)遇”，來(lái)自全國(guó)各地的電力相關(guān)產(chǎn)業(yè)的120多家企業(yè)相聚北京，共同交流智能裝備、技術(shù)發(fā)展成果，中國(guó)工程院院士韓英鐸、余貽鑫、李立浧、郭劍波作了發(fā)言。此外，會(huì)上成立了智能電力產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟。
韓英鐸：電能質(zhì)量治理亟待提速
加強(qiáng)大電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐STATCOM應(yīng)加速取代SVC
近年來(lái)中國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨大量非線性及沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)，引起了日益嚴(yán)峻的電能質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)及新能源發(fā)展又對(duì)電能質(zhì)量提出了新要求，這使得電能質(zhì)量的治理迫在眉睫。需要加強(qiáng)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償作支撐。
現(xiàn)在電網(wǎng)存在著反差極大的落后領(lǐng)域。電力系統(tǒng)的多電壓等級(jí)、多層結(jié)構(gòu)加之負(fù)荷的隨機(jī)性使得負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)成為長(zhǎng)期難題。韓英鐸舉例說(shuō)，同樣是黑龍江電網(wǎng)穩(wěn)定極限與負(fù)荷參數(shù)影響算例，選擇不同負(fù)荷模型對(duì)輸電系統(tǒng)穩(wěn)定極限影響很大。若選擇“50%恒定阻抗+50%電動(dòng)機(jī)”的模型，送出斷面功率極限為61.5萬(wàn)千瓦，而選擇“40%恒定阻抗+60%恒定功率”的模型，送出斷面功率則高達(dá)120萬(wàn)千瓦。
由此可以看出，電網(wǎng)的穩(wěn)定性容易受到影響。此外，隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)將面臨更多的技術(shù)問(wèn)題，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量穩(wěn)定，例如設(shè)備利用率低安全可靠性不高，安全裕度過(guò)大，節(jié)能減排優(yōu)化調(diào)度差;接受間接式可再生能源接入能力差;改善電能品質(zhì)得不到落實(shí);調(diào)峰節(jié)能，有功無(wú)法存儲(chǔ)等。
因此，韓英鐸也多次指出應(yīng)加強(qiáng)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的配置。他表示，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)進(jìn)步，功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定已經(jīng)不是我國(guó)區(qū)域電力系統(tǒng)的大問(wèn)題，取而代之的是電壓?jiǎn)栴}。暫態(tài)電 壓穩(wěn)定是京滬穗深等中東部受端各大中心負(fù)荷區(qū)面臨的共性潛在威脅，也是各大區(qū)電網(wǎng)主要安全問(wèn)題。此外，發(fā)端系統(tǒng)在直流雙極閉鎖引起大面積切機(jī)時(shí)也要校驗(yàn)本地區(qū)的電壓動(dòng)態(tài)過(guò)程。新能源發(fā)電中，眾多風(fēng)電場(chǎng)需要?jiǎng)討B(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。南方電網(wǎng)已經(jīng)在加強(qiáng)重要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐。
那么，在現(xiàn)有電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置技術(shù)方面，何種技術(shù)能委以重任?韓英鐸院士也給出了答案——— “STATCOM的市場(chǎng)大得很”。鏈?zhǔn)絊TATCOM經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，目前已經(jīng)在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)電場(chǎng)中應(yīng)用非常多，到2012年底，我國(guó)的1400多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)絕大部分都安裝了STATCOM，主要是為了減少由于風(fēng)電的隨機(jī)性引起的電壓波動(dòng)，另外有些末端風(fēng)電場(chǎng)直接帶載，容易產(chǎn)生電壓不平衡，需要補(bǔ)償;鏈?zhǔn)絊TATCOM在電弧爐、軋鋼機(jī)這樣的冶金負(fù)荷中應(yīng)用也比較多，用來(lái)治理電壓閃變和負(fù)荷不平衡;電網(wǎng)最關(guān)注的是設(shè)備可靠性和電壓穩(wěn)定，電網(wǎng)系統(tǒng)中近年來(lái)也有一定的應(yīng)用。
他認(rèn)為，STATCOM應(yīng)該加速取代SVC。因?yàn)镾TATCOM在無(wú)功控制能力、無(wú)功補(bǔ)償響應(yīng)速度、同等補(bǔ)償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無(wú)功的關(guān)系等方面均優(yōu)于SVC。而且近年來(lái)，二者的價(jià)格基本相當(dāng)。國(guó)產(chǎn)STATCOM技術(shù)已經(jīng)成熟,容量和電壓水平已經(jīng)可以覆蓋國(guó)內(nèi)各行業(yè)的需要。
余貽鑫：新能源發(fā)電期望儲(chǔ)能
需要壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、可靠性和效率高的大功率化學(xué)電池
隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源和智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，儲(chǔ)能技術(shù)成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)為是支撐可再生能源普及的戰(zhàn)略性技術(shù)。
余貽鑫表示，儲(chǔ)能是解決可再生能源發(fā)電間歇性，不確定性和多變性的期望所在，電網(wǎng)的安全性要求可再生能源發(fā)電時(shí)時(shí)刻刻保持供需平衡。
我國(guó)風(fēng)電、光伏資源豐富，一旦儲(chǔ)能規(guī)?；茝V，前景廣闊。
在風(fēng)電方面，我國(guó)計(jì)劃建設(shè)10個(gè)1億千瓦級(jí)風(fēng)電基地分別位于甘肅酒泉、新疆哈密、河北、吉林、蒙東等地。
到2015年末連接到大電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電的累積容量將達(dá)到1.5億千瓦。到2050年，風(fēng)電將供全國(guó)電力需求的17%。
光伏方面，中國(guó)擁有豐富的太陽(yáng)能資源。全國(guó)到達(dá)地面的水平面年平均總輻射量相當(dāng)于1.7萬(wàn)億噸標(biāo)煤。平均轉(zhuǎn)換效率為10%時(shí)，全國(guó)太陽(yáng)能輻射量每年可提供1.4×1015千瓦時(shí)的電力。中國(guó)只需利用0.357%的土地就可生產(chǎn)5×1012千瓦時(shí)電力。
我國(guó)大規(guī)模的風(fēng)電、光伏發(fā)電離不開(kāi)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)，由其帶來(lái)的儲(chǔ)能效益無(wú)法預(yù)估。從全球范圍看，IMS研究公司于2013年4月30日發(fā)布：“預(yù)計(jì)全球光儲(chǔ)能市場(chǎng)，將從2012年的小于2億美元迅速增長(zhǎng)2017年到190億美元。” 目前電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能的需要(儲(chǔ)能的應(yīng)用)是多方面的，包括電能質(zhì)量、電壓支持、旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備、對(duì)頻繁變化的負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷跟蹤、減輕配電阻塞、為可再生能源提供服務(wù)、平移負(fù)荷需求、用戶(hù)的用能管理等。每種應(yīng)用的充放電特性不同，但是缺乏適合于多種充放電特性(具有多功能性)的儲(chǔ)能裝置。
據(jù)余貽鑫介紹，目前世界上發(fā)展最快的大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)是全釩液流儲(chǔ)能電池 (VRB)———與市場(chǎng)上的鉛酸電池、鎳氫電池比，功率大、壽命長(zhǎng)達(dá)15年、價(jià)格低、可靠性高、支持頻繁大電流充放電、操作和維修費(fèi)用少、綠色無(wú)污染。它是與風(fēng)電、光伏電組合成離網(wǎng)或微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最佳選擇，也可用于削峰填谷。
磷酸鐵鋰電池(壽命20年以上)和鈉硫電池也是主流的電網(wǎng)解決方案，可用于調(diào)峰和負(fù)荷平衡。
在太陽(yáng)能行業(yè)鋰離子電池和整體存儲(chǔ)陣列的價(jià)格下降，住宅系統(tǒng)(離網(wǎng))將獲得最大的應(yīng)用，將增至2018年的38.2萬(wàn)千瓦。與此同時(shí)，輕型商用部門(mén)增至22萬(wàn)千瓦，而重型商用/工業(yè)7.33萬(wàn)千瓦。但并網(wǎng)型的太陽(yáng)能設(shè)施將擁有市場(chǎng)的主體。
美國(guó)前能源部部長(zhǎng)朱棣文(StevenChu)也曾表示，儲(chǔ)能技術(shù)與太陽(yáng)能技術(shù)相結(jié)合，在配電和發(fā)電領(lǐng)域的影響或可與當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)所造成的顛覆性沖擊相媲美。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級(jí)
創(chuàng)新電力電子器件期待優(yōu)良控制系統(tǒng)
繼世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運(yùn)后，7月21日，位于福建廈門(mén)島的廈門(mén)柔性直流輸電科技示范工程開(kāi)始建設(shè)。廈門(mén)柔性直流工程是世界上第一個(gè)采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達(dá)到國(guó)際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2015年12月投產(chǎn)。我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域頻頻綻放光彩，為推動(dòng)電力電子技術(shù)升級(jí)作出了重要貢獻(xiàn)。
高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)是未來(lái)電力電子技術(shù)是的重要發(fā)展方向，受到世界各國(guó)都高度重視。其涵蓋了成套設(shè)計(jì)、閥及閥控、試驗(yàn)檢測(cè)、動(dòng)模仿真、控制保護(hù)、電子器件等系列關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關(guān)斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術(shù)，換流器自換向，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率，可控性和靈活性強(qiáng)，占地省、諧波小、控制靈活，被譽(yù)為新一代的直流輸電技術(shù)。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優(yōu)點(diǎn)。
要求有功功率、無(wú)功功率獨(dú)立控制，具備四象限運(yùn)行能力。
相比傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)而言，要求全控器件，自換相、調(diào)制控制，輸出電平數(shù)很高，百電平以上。而傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)則是半控器件(晶閘管)，電網(wǎng)換相，相位角控制，以6脈動(dòng)為基礎(chǔ)，通常為12脈動(dòng)。
在電壓、容量方面表現(xiàn)為增長(zhǎng)快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規(guī)直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)應(yīng)用。
500千伏等級(jí)，橋臂功率模塊數(shù)量625個(gè)，包含1250個(gè)IGBT;整個(gè)換流器(站)包含7500個(gè)IGBT器件。現(xiàn)有器件耐壓水平導(dǎo)致高電壓情況下，串聯(lián)級(jí)數(shù)巨大?？刂飘惓?fù)雜，一個(gè)周期多次觸發(fā)，器件在不同時(shí)刻需要精確導(dǎo)通。隨著電壓等級(jí)升高，需要開(kāi)發(fā)更大電流器件，均流控制技術(shù)。
“2012～2015，全世界預(yù)計(jì)將有11個(gè)工程;歐洲大規(guī)模風(fēng)電接入、國(guó)家聯(lián)網(wǎng)均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來(lái)，柔性直流輸電技術(shù)在結(jié)構(gòu)上將表現(xiàn)為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無(wú)需交流濾波器;開(kāi)關(guān)頻率大大降低，運(yùn)行損耗減少，運(yùn)行成本降低;結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適合海上等不利環(huán)境下建設(shè)、運(yùn)行。
而隨著風(fēng)電等新型電源不斷接入中低壓等級(jí)電網(wǎng)，電力電子技術(shù)也將在中低壓電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用，這種應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創(chuàng)造新器件或在現(xiàn)有器件上功能創(chuàng)新。發(fā)明新的與現(xiàn)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有本質(zhì)區(qū)別的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及基于新的功率理論的控制系統(tǒng)，基于新工程應(yīng)用的優(yōu)良的控制系統(tǒng)。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級(jí)
創(chuàng)新電力電子器件期待優(yōu)良控制系統(tǒng)
繼世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運(yùn)后，7月21日，位于福建廈門(mén)島的廈門(mén)柔性直流輸電科技示范工程開(kāi)始建設(shè)。廈門(mén)柔性直流工程是世界上第一個(gè)采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達(dá)到國(guó)際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2015年12月投產(chǎn)。我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域頻頻綻放光彩，為推動(dòng)電力電子技術(shù)升級(jí)作出了重要貢獻(xiàn)。
高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)是未來(lái)電力電子技術(shù)是的重要發(fā)展方向，受到世界各國(guó)都高度重視。其涵蓋了成套設(shè)計(jì)、閥及閥控、試驗(yàn)檢測(cè)、動(dòng)模仿真、控制保護(hù)、電子器件等系列關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關(guān)斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術(shù)，換流器自換向，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率，可控性和靈活性強(qiáng)，占地省、諧波小、控制靈活，被譽(yù)為新一代的直流輸電技術(shù)。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優(yōu)點(diǎn)。
要求有功功率、無(wú)功功率獨(dú)立控制，具備四象限運(yùn)行能力。
相比傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)而言，要求全控器件，自換相、調(diào)制控制，輸出電平數(shù)很高，百電平以上。而傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)則是半控器件(晶閘管)，電網(wǎng)換相，相位角控制，以6脈動(dòng)為基礎(chǔ)，通常為12脈動(dòng)。
在電壓、容量方面表現(xiàn)為增長(zhǎng)快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規(guī)直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)應(yīng)用。
500千伏等級(jí)，橋臂功率模塊數(shù)量625個(gè)，包含1250個(gè)IGBT;整個(gè)換流器(站)包含7500個(gè)IGBT器件?，F(xiàn)有器件耐壓水平導(dǎo)致高電壓情況下，串聯(lián)級(jí)數(shù)巨大。控制異常復(fù)雜，一個(gè)周期多次觸發(fā)，器件在不同時(shí)刻需要精確導(dǎo)通。隨著電壓等級(jí)升高，需要開(kāi)發(fā)更大電流器件，均流控制技術(shù)。
“2012～2015，全世界預(yù)計(jì)將有11個(gè)工程;歐洲大規(guī)模風(fēng)電接入、國(guó)家聯(lián)網(wǎng)均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來(lái)，柔性直流輸電技術(shù)在結(jié)構(gòu)上將表現(xiàn)為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無(wú)需交流濾波器;開(kāi)關(guān)頻率大大降低，運(yùn)行損耗減少，運(yùn)行成本降低;結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適合海上等不利環(huán)境下建設(shè)、運(yùn)行。
而隨著風(fēng)電等新型電源不斷接入中低壓等級(jí)電網(wǎng)，電力電子技術(shù)也將在中低壓電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用，這種應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創(chuàng)造新器件或在現(xiàn)有器件上功能創(chuàng)新。發(fā)明新的與現(xiàn)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有本質(zhì)區(qū)別的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及基于新的功率理論的控制系統(tǒng)，基于新工程應(yīng)用的優(yōu)良的控制系統(tǒng)。
韓英鐸：電能質(zhì)量治理亟待提速
加強(qiáng)大電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐STATCOM應(yīng)加速取代SVC
近年來(lái)中國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨大量非線性及沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)，引起了日益嚴(yán)峻的電能質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)及新能源發(fā)展又對(duì)電能質(zhì)量提出了新要求，這使得電能質(zhì)量的治理迫在眉睫。需要加強(qiáng)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償作支撐。
現(xiàn)在電網(wǎng)存在著反差極大的落后領(lǐng)域。電力系統(tǒng)的多電壓等級(jí)、多層結(jié)構(gòu)加之負(fù)荷的隨機(jī)性使得負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)成為長(zhǎng)期難題。韓英鐸舉例說(shuō)，同樣是黑龍江電網(wǎng)穩(wěn)定極限與負(fù)荷參數(shù)影響算例，選擇不同負(fù)荷模型對(duì)輸電系統(tǒng)穩(wěn)定極限影響很大。若選擇“50%恒定阻抗+50%電動(dòng)機(jī)”的模型，送出斷面功率極限為61.5萬(wàn)千瓦，而選擇“40%恒定阻抗+60%恒定功率”的模型，送出斷面功率則高達(dá)120萬(wàn)千瓦。
由此可以看出，電網(wǎng)的穩(wěn)定性容易受到影響。此外，隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)將面臨更多的技術(shù)問(wèn)題，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量穩(wěn)定，例如設(shè)備利用率低安全可靠性不高，安全裕度過(guò)大，節(jié)能減排優(yōu)化調(diào)度差;接受間接式可再生能源接入能力差;改善電能品質(zhì)得不到落實(shí);調(diào)峰節(jié)能，有功無(wú)法存儲(chǔ)等。
因此，韓英鐸也多次指出應(yīng)加強(qiáng)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的配置。他表示，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)進(jìn)步，功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定已經(jīng)不是我國(guó)區(qū)域電力系統(tǒng)的大問(wèn)題，取而代之的是電壓?jiǎn)栴}。暫態(tài)電 壓穩(wěn)定是京滬穗深等中東部受端各大中心負(fù)荷區(qū)面臨的共性潛在威脅，也是各大區(qū)電網(wǎng)主要安全問(wèn)題。此外，發(fā)端系統(tǒng)在直流雙極閉鎖引起大面積切機(jī)時(shí)也要校驗(yàn)本地區(qū)的電壓動(dòng)態(tài)過(guò)程。新能源發(fā)電中，眾多風(fēng)電場(chǎng)需要?jiǎng)討B(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。南方電網(wǎng)已經(jīng)在加強(qiáng)重要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐。
那么，在現(xiàn)有電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置技術(shù)方面，何種技術(shù)能委以重任?韓英鐸院士也給出了答案——— “STATCOM的市場(chǎng)大得很”。鏈?zhǔn)絊TATCOM經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，目前已經(jīng)在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)電場(chǎng)中應(yīng)用非常多，到2012年底，我國(guó)的1400多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)絕大部分都安裝了STATCOM，主要是為了減少由于風(fēng)電的隨機(jī)性引起的電壓波動(dòng)，另外有些末端風(fēng)電場(chǎng)直接帶載，容易產(chǎn)生電壓不平衡，需要補(bǔ)償;鏈?zhǔn)絊TATCOM在電弧爐、軋鋼機(jī)這樣的冶金負(fù)荷中應(yīng)用也比較多，用來(lái)治理電壓閃變和負(fù)荷不平衡;電網(wǎng)最關(guān)注的是設(shè)備可靠性和電壓穩(wěn)定，電網(wǎng)系統(tǒng)中近年來(lái)也有一定的應(yīng)用。
他認(rèn)為，STATCOM應(yīng)該加速取代SVC。因?yàn)镾TATCOM在無(wú)功控制能力、無(wú)功補(bǔ)償響應(yīng)速度、同等補(bǔ)償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無(wú)功的關(guān)系等方面均優(yōu)于SVC。而且近年來(lái)，二者的價(jià)格基本相當(dāng)。國(guó)產(chǎn)STATCOM技術(shù)已經(jīng)成熟,容量和電壓水平已經(jīng)可以覆蓋國(guó)內(nèi)各行業(yè)的需要。
余貽鑫：新能源發(fā)電期望儲(chǔ)能
需要壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、可靠性和效率高的大功率化學(xué)電池
隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源和智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，儲(chǔ)能技術(shù)成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)為是支撐可再生能源普及的戰(zhàn)略性技術(shù)。
余貽鑫表示，儲(chǔ)能是解決可再生能源發(fā)電間歇性，不確定性和多變性的期望所在，電網(wǎng)的安全性要求可再生能源發(fā)電時(shí)時(shí)刻刻保持供需平衡。
我國(guó)風(fēng)電、光伏資源豐富，一旦儲(chǔ)能規(guī)?；茝V，前景廣闊。
在風(fēng)電方面，我國(guó)計(jì)劃建設(shè)10個(gè)1億千瓦級(jí)風(fēng)電基地分別位于甘肅酒泉、新疆哈密、河北、吉林、蒙東等地。
到2015年末連接到大電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電的累積容量將達(dá)到1.5億千瓦。到2050年，風(fēng)電將供全國(guó)電力需求的17%。
光伏方面，中國(guó)擁有豐富的太陽(yáng)能資源。全國(guó)到達(dá)地面的水平面年平均總輻射量相當(dāng)于1.7萬(wàn)億噸標(biāo)煤。平均轉(zhuǎn)換效率為10%時(shí)，全國(guó)太陽(yáng)能輻射量每年可提供1.4×1015千瓦時(shí)的電力。中國(guó)只需利用0.357%的土地就可生產(chǎn)5×1012千瓦時(shí)電力。
我國(guó)大規(guī)模的風(fēng)電、光伏發(fā)電離不開(kāi)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)，由其帶來(lái)的儲(chǔ)能效益無(wú)法預(yù)估。從全球范圍看，IMS研究公司于2013年4月30日發(fā)布：“預(yù)計(jì)全球光儲(chǔ)能市場(chǎng)，將從2012年的小于2億美元迅速增長(zhǎng)2017年到190億美元。” 目前電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能的需要(儲(chǔ)能的應(yīng)用)是多方面的，包括電能質(zhì)量、電壓支持、旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備、對(duì)頻繁變化的負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷跟蹤、減輕配電阻塞、為可再生能源提供服務(wù)、平移負(fù)荷需求、用戶(hù)的用能管理等。每種應(yīng)用的充放電特性不同，但是缺乏適合于多種充放電特性(具有多功能性)的儲(chǔ)能裝置。
據(jù)余貽鑫介紹，目前世界上發(fā)展最快的大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)是全釩液流儲(chǔ)能電池 (VRB)———與市場(chǎng)上的鉛酸電池、鎳氫電池比，功率大、壽命長(zhǎng)達(dá)15年、價(jià)格低、可靠性高、支持頻繁大電流充放電、操作和維修費(fèi)用少、綠色無(wú)污染。它是與風(fēng)電、光伏電組合成離網(wǎng)或微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最佳選擇，也可用于削峰填谷。
磷酸鐵鋰電池(壽命20年以上)和鈉硫電池也是主流的電網(wǎng)解決方案，可用于調(diào)峰和負(fù)荷平衡。
在太陽(yáng)能行業(yè)鋰離子電池和整體存儲(chǔ)陣列的價(jià)格下降，住宅系統(tǒng)(離網(wǎng))將獲得最大的應(yīng)用，將增至2018年的38.2萬(wàn)千瓦。與此同時(shí)，輕型商用部門(mén)增至22萬(wàn)千瓦，而重型商用/工業(yè)7.33萬(wàn)千瓦。但并網(wǎng)型的太陽(yáng)能設(shè)施將擁有市場(chǎng)的主體。
美國(guó)前能源部部長(zhǎng)朱棣文(StevenChu)也曾表示，儲(chǔ)能技術(shù)與太陽(yáng)能技術(shù)相結(jié)合，在配電和發(fā)電領(lǐng)域的影響或可與當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)所造成的顛覆性沖擊相媲美。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級(jí)
創(chuàng)新電力電子器件期待優(yōu)良控制系統(tǒng)
繼世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運(yùn)后，7月21日，位于福建廈門(mén)島的廈門(mén)柔性直流輸電科技示范工程開(kāi)始建設(shè)。廈門(mén)柔性直流工程是世界上第一個(gè)采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達(dá)到國(guó)際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2015年12月投產(chǎn)。我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域頻頻綻放光彩，為推動(dòng)電力電子技術(shù)升級(jí)作出了重要貢獻(xiàn)。
高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)是未來(lái)電力電子技術(shù)是的重要發(fā)展方向，受到世界各國(guó)都高度重視。其涵蓋了成套設(shè)計(jì)、閥及閥控、試驗(yàn)檢測(cè)、動(dòng)模仿真、控制保護(hù)、電子器件等系列關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關(guān)斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術(shù)，換流器自換向，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率，可控性和靈活性強(qiáng)，占地省、諧波小、控制靈活，被譽(yù)為新一代的直流輸電技術(shù)。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優(yōu)點(diǎn)。
要求有功功率、無(wú)功功率獨(dú)立控制，具備四象限運(yùn)行能力。
相比傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)而言，要求全控器件，自換相、調(diào)制控制，輸出電平數(shù)很高，百電平以上。而傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)則是半控器件(晶閘管)，電網(wǎng)換相，相位角控制，以6脈動(dòng)為基礎(chǔ)，通常為12脈動(dòng)。
在電壓、容量方面表現(xiàn)為增長(zhǎng)快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規(guī)直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)應(yīng)用。
500千伏等級(jí)，橋臂功率模塊數(shù)量625個(gè)，包含1250個(gè)IGBT;整個(gè)換流器(站)包含7500個(gè)IGBT器件。現(xiàn)有器件耐壓水平導(dǎo)致高電壓情況下，串聯(lián)級(jí)數(shù)巨大?？刂飘惓?fù)雜，一個(gè)周期多次觸發(fā)，器件在不同時(shí)刻需要精確導(dǎo)通。隨著電壓等級(jí)升高，需要開(kāi)發(fā)更大電流器件，均流控制技術(shù)。
“2012～2015，全世界預(yù)計(jì)將有11個(gè)工程;歐洲大規(guī)模風(fēng)電接入、國(guó)家聯(lián)網(wǎng)均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來(lái)，柔性直流輸電技術(shù)在結(jié)構(gòu)上將表現(xiàn)為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無(wú)需交流濾波器;開(kāi)關(guān)頻率大大降低，運(yùn)行損耗減少，運(yùn)行成本降低;結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適合海上等不利環(huán)境下建設(shè)、運(yùn)行。
而隨著風(fēng)電等新型電源不斷接入中低壓等級(jí)電網(wǎng)，電力電子技術(shù)也將在中低壓電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用，這種應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創(chuàng)造新器件或在現(xiàn)有器件上功能創(chuàng)新。發(fā)明新的與現(xiàn)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有本質(zhì)區(qū)別的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及基于新的功率理論的控制系統(tǒng)，基于新工程應(yīng)用的優(yōu)良的控制系統(tǒng)。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級(jí)
創(chuàng)新電力電子器件期待優(yōu)良控制系統(tǒng)
繼世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運(yùn)后，7月21日，位于福建廈門(mén)島的廈門(mén)柔性直流輸電科技示范工程開(kāi)始建設(shè)。廈門(mén)柔性直流工程是世界上第一個(gè)采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達(dá)到國(guó)際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2015年12月投產(chǎn)。我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域頻頻綻放光彩，為推動(dòng)電力電子技術(shù)升級(jí)作出了重要貢獻(xiàn)。
高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)是未來(lái)電力電子技術(shù)是的重要發(fā)展方向，受到世界各國(guó)都高度重視。其涵蓋了成套設(shè)計(jì)、閥及閥控、試驗(yàn)檢測(cè)、動(dòng)模仿真、控制保護(hù)、電子器件等系列關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關(guān)斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術(shù)，換流器自換向，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率，可控性和靈活性強(qiáng)，占地省、諧波小、控制靈活，被譽(yù)為新一代的直流輸電技術(shù)。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優(yōu)點(diǎn)。
要求有功功率、無(wú)功功率獨(dú)立控制，具備四象限運(yùn)行能力。
相比傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)而言，要求全控器件，自換相、調(diào)制控制，輸出電平數(shù)很高，百電平以上。而傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)則是半控器件(晶閘管)，電網(wǎng)換相，相位角控制，以6脈動(dòng)為基礎(chǔ)，通常為12脈動(dòng)。
在電壓、容量方面表現(xiàn)為增長(zhǎng)快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規(guī)直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)應(yīng)用。
500千伏等級(jí)，橋臂功率模塊數(shù)量625個(gè)，包含1250個(gè)IGBT;整個(gè)換流器(站)包含7500個(gè)IGBT器件?，F(xiàn)有器件耐壓水平導(dǎo)致高電壓情況下，串聯(lián)級(jí)數(shù)巨大。控制異常復(fù)雜，一個(gè)周期多次觸發(fā)，器件在不同時(shí)刻需要精確導(dǎo)通。隨著電壓等級(jí)升高，需要開(kāi)發(fā)更大電流器件，均流控制技術(shù)。
“2012～2015，全世界預(yù)計(jì)將有11個(gè)工程;歐洲大規(guī)模風(fēng)電接入、國(guó)家聯(lián)網(wǎng)均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來(lái)，柔性直流輸電技術(shù)在結(jié)構(gòu)上將表現(xiàn)為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無(wú)需交流濾波器;開(kāi)關(guān)頻率大大降低，運(yùn)行損耗減少，運(yùn)行成本降低;結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適合海上等不利環(huán)境下建設(shè)、運(yùn)行。
而隨著風(fēng)電等新型電源不斷接入中低壓等級(jí)電網(wǎng)，電力電子技術(shù)也將在中低壓電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用，這種應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創(chuàng)造新器件或在現(xiàn)有器件上功能創(chuàng)新。發(fā)明新的與現(xiàn)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有本質(zhì)區(qū)別的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及基于新的功率理論的控制系統(tǒng)，基于新工程應(yīng)用的優(yōu)良的控制系統(tǒng)。
