国网智研院贺之渊：新型电力系统给智能电网带来哪些挑战

因此电网技术，构建新型电力体系不仅需要供电侧的技术进步，还需要先进电网技术的支撑。 作为我国先进电网技术创新基地和先进装备研发基地，国网智能电网研究院有限公司（以下简称“国网智能电网研究院”）长期以来一直致力于特高压和柔性交直流输电技术的研发和升级。 近日，记者就我国电网技术现状、未来电网技术发展方向和难点等问题采访了国家电网智能研究院总工程师何志远。

传统电网必须适应新型电力

系统建设要求

中国能源报：我国建设智能电网已有多年。 新的电力系统给智能电网带来哪些挑战？

何志远：新型电力系统和智能电网的概念是一致的，但新形势下对智能电网的内涵提出了新的要求。 然而，新电力体系虽然提出了具体要求，但其建设路径等关键问题尚未完全明确，这对电力行业上下游企业来说将是巨大的挑战。

预计到2030年，我国供电侧新能源最大日波动可能达到5亿千瓦以上，电力系统监管压力日益加大。 这就需要输电技术让传统刚性的电力系统变得更加灵活，实现电力系统多种能源在空间和时间上的互补、大范围的相互支持。 因此，在新型电力系统建设中，必须重点关注先进输电技术和装备，将先进输电技术与新型电力系统建设需求相结合，将新技术与老电网相结合，实现电网的柔性化、智能化、数字化。支持新能源高比例接入，让电网发挥更大作用。

例如，直流输电可以实现电能的长距离、大容量传输，但其端到端的结构极大地限制了其调节特性和传输灵活性。 因此，未来直流输电将逐步向多电源、多落点的网络方向发展，进一步提高电力系统运行的灵活性和经济性。 未来，我国可在西部和东部沿海地区建设由风能、太阳能等能源组成的多区域、多点柔性直流输电网络，增强电网电力互助能力，提高电网效率。新能源传输。 此外，可再生能源电力不仅要与电网配合，还要具备主动支撑能力，确保电网安全运行。 这是新型电力系统建设的必然要求。

柔性交直流输电技术与装备潜力巨大

中国能源报：我国现有的电网技术和装备对构建新型电力体系起到哪些支撑作用？

何志远：电网技术和设备是实现电能转换和传输的基础，是实现新型电力系统源、网、荷互动的中心环节。 随着大规模新能源输电比重不断增加，除了现有的常规交流输电技术和设备外，还需要可控性高、经济性好、保障能力强的新型输电技术和设备，特别是电力。 以电子技术为核心的柔性交直流输电技术及装备主要包括特高压直流、柔性直流、柔性交流等技术。

在特高压直流技术方面，国家电网公司目前已建成投运15个特高压直流项目，最大输电距离3300公里，最大输电容量1200万千瓦。 我国的能源资源禀赋决定了在构建新型电力体系的过程中，仍需要更多的特高压直流输电工程来集中输送西部大规模的新能源。 同时，在东部负荷中心，改进换流器拓扑结构，提高其对交流故障的抗扰度，避免多馈入直流链换相故障带来的电力系统稳定性问题，实现新能源的规模化消纳。

在柔性直流技术方面，我国已建成并投入运行全球首个柔性直流电网项目——张北柔性直流电网项目。 同时，国网智能研究院今年成功中标德国海上风电柔性直流输电项目，实现了我国首个高端输电技术。 进入欧洲。 柔性直流作为新一代输电技术，能够有效应对新能源的波动性和间歇性，为大规模新能源友好并网提供支撑。 在我国西部，通过多能源广域直流互联，可以实现高比例新能源电力系统的实时功率平衡。 在我国东部地区影响深远的海上风能资源丰富地区，海上风电输电也需要通过灵活的直流技术来实现。

在柔性交流技术方面，静态无功补偿、串联补偿等技术得到广泛应用，提高了电网动静态电压保障能力和线路输送能力。 UPFC（统一潮流控制器）、SSSC（静态同步串联补偿器）和低频传输等新技术也已在演示应用中得到实施。 这些技术可以大大提高包含大规模新能源的交流网络的传输能力，实现电力系统的快速潮流。 调整支持新能源快速调控。

先进技术必须建立在

解决更广泛区域的电力问题

中国能源报：如何将上述先进技术与新型电力系统建设要求结合起来？

何志远：当然，无论是特高压还是柔性直流输电技术，还是柔性交流输电装置，都是解决一点一点、一根线的问题。 面对新型电力系统建设的新要求，需要解决片面甚至更广范围的电力问题，将特高压、柔性交直流输电等技术有机结合起来。 同时，我们可以改变当地的电网结构，比如将直流并入当地电网或者通过交直流混合接入，将全直流新能源电网分开，与交流电网结合，实现更高比例的并网。安全、高效的新能源。 消耗性的。

对于江苏、上海这样的大负荷中心地区，输电存在两大难点：一是城市和工业建筑用地密度很高，线路走廊紧缺，要求新建输电线路功率密度高； 该地区已经存在许多特高压常规直流密集馈电导致换相失败的固有风险，导致电网安全稳定运行的压力越来越大。 为此，国家电网公司创新性地提出了混合级联、多点特高压混合直流解决方案。 白鹤滩特高压输电工程（包括白鹤滩至江苏、白鹤滩至浙江特高压直流工程）也是世界首例。 首个采用“混合级联拓扑”的特高压直流输电工程，通过电流源常规直流技术与电压源灵活直流技术的深度融合，首次实现了大容量与灵活可控的统一。

方案中，送端换流站仍采用常规电流源换流器，受端采用电流源换流器与多个电压源换流器串联。 这具有三个主要优点： 它保留了传统 DC 的低性能。 成本、功率密度高、输电走廊窄等优势； 可采用柔性直流灵活并联组成多点系统，兼顾苏南多个负荷中心的用电需求，缓解500kV交流主网的电力疏散压力； 发挥灵活性 直流具有无换相失败、功率可控性高等优点，提高了苏南电网的电压保障能力，增强了交流系统的稳定性。

发展海上风电

有利于减轻西电东送压力

中国能源报：海上风电逐渐成为新能源发展的新趋势。 对于构建新型电力体系有何意义？ 海上风电如何健康发展、安全交付？

何志远：我个人认为海上风电将在我国新型电力体系建设中发挥极其重要的作用。 目前，已发布的沿海省（市）海上风电规划已超过1.5亿千瓦，其中“十四五”规划近6000万千瓦。 大规模海上风能资源开发可以推动我国东部和南部沿海省份能源供给侧结构性改革，实现能源转型。 同时，海上风电靠近东部负荷中心。 发展海上风电可以弥补我国能源分布和经济发展区域的不平衡，减轻西电东送通道建设压力，有利于我国电力安全稳定运行。国家电网作为一个整体。

柔性直流输电技术是目前海上风电外送的主流方式。 该技术已在欧洲海上风电接入中得到广泛应用，但我国仍处于早期技术探索阶段。 例如，国内如东海上风电场项目，海上平台体积超过30万立方米，总重量超过2万吨。 国家电网公司中标德国海上风电柔性直流输电项目。 海洋平台设计体积约10万立方米，总重量约1万吨。 这是欧洲的标准化设计。

因此，推动海上风电发展，必须解决三个主要问题：一是提高海上风电系统的友好性、可靠性、稳定性，海风系统必须突破海上风电的积极支撑。电网、电力电子宽带谐振抑制、海风多终端互联、协同传输等关键技术； 其次，需要进行轻量化、紧凑化设计，大幅降低当前柔性直流换流器平台的建设成本。 同时，考虑到海上风电的特殊环境和地理位置，要积极发展远程运维和智能诊断技术，实现平台设备状态完全可控、可观测、可预测； 三要积极探索新型海上风电输电技术。 目前，国网智能研究院正在与风机制造商、高校等单位联合研发直流风机，采用全直流升压并网将进一步提升海上风电的技术经济效率。

中国能源报：除了海上风电，国网智能研究院在新型电力系统建设中还将开展哪些工作？

何志远：目前，国网智能研究院在先进交直流输电技术、高性能电工材料、网络安全等方面走在行业前列，取得了多项国内第一（套），具有自主知识产权。自主知识产权，国际领先水平。 研究成果不仅实现国产替代，还与跨国公司“同台竞技”，如中标欧洲五项柔性直通工程系统设计合同、开发出具有完全自主知识产权的交直流电缆绝缘材料，打破了陶氏化学、北欧化工等跨国公司的垄断。 因此，面对新型电力体系建设的历史机遇，国网智能研究院具备有所作为、引领发展的基本条件。 下一步，将瞄准未来电网发展的前沿技术领域，加强关键技术研究，深化科研机制改革。 ，以先进传动技术为先导，带动我国能源技术装备从国内替代走向国内领先。