智能電網是新一輪能源革命的基礎
近年來,頻發(fā)的地震、強降雨、臺風、冰災等極端自然災害對電網安全提出越來越高的要求。目前,智能電網已經進入全面建設的重要階段。
智能電網如何才能有效抵御自然災害呢?“和傳統(tǒng)的電網相比,智能電網具有網架堅強、廣泛互聯、開放互動、高度智能四個顯著特點,是面向未來的現代化大電網?!敝袊娏茖W研究院副總工程師兼輸變電工程研究所所長程永鋒介紹說,“當然,完備的電網防災減災技術是電網安全、穩(wěn)定運行的可靠保障?!?/P>
多年來,我國電力部門高度重視電網防災減災工作,立項支持相關技術的研究和進步,推動電網防災減災技術的全面、有序發(fā)展。程永鋒告訴記者:“我們針對輸變電設施覆冰、風、雷電、地震等主要自然災害開展的研究工作主要包括災害機理及防治理論、災害仿真及分析技術、災害監(jiān)測及預警技術、輸變電工程抗災設計、災害防治裝置及設備、災害搶修及恢復技術、試驗技術及試驗等方面?!?/P>
2008年,南方地區(qū)遭遇低溫雨雪冰凍災害,電網受損嚴重的地區(qū)電線覆冰厚度普遍超過30毫米,甚至達到50毫米以上,不少地區(qū)電線覆冰突破歷史極值,這導致部分地區(qū)出現電力設備掉閘、桿塔折倒斷線和拉閘限電情況。為此,電力部門研制出了具有覆冰圖像防霧、抗電磁干擾能力強等特點的紅外動態(tài)圖像監(jiān)測裝置,為開發(fā)圖像清晰、數據準確、功耗低、抗干擾能力強、抵御惡劣氣象條件性能優(yōu)的輸電線路覆冰自動監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎。程永鋒說:“這使檢測系統(tǒng)真正成為了冰情觀測的‘千里眼’和‘順風耳’?!?/P>
同時,電力與氣象部門合作,通過多年氣象資料和微地形微氣象條件分析,發(fā)現了影響電網覆冰的17個關鍵因子,揭示了“日地氣耦合”電網覆冰規(guī)律,開發(fā)了電網覆冰自動預報系統(tǒng),成功解決電網冰情預測這一世界難題;研制了不同容量、3個系列9種型號的交直流融冰裝置,性價比優(yōu)于國內外同類產品,極大地提高了電網防冰融冰應急處置的效果和效率。
“自2008年起,我們每年都會開展電網覆冰長、中、短期預測,為電網抗冰工作贏得了寶貴的時間;推廣應用冰情監(jiān)測系統(tǒng),及時準確監(jiān)測線路覆冰情況;在湖南、江西、安徽、浙江等省推廣直流融冰裝置,實施數百次現場直流融冰,有效防止線路倒塔斷線事故;推廣應用防冰閃絕緣子,已應用線路至今未發(fā)生冰閃跳閘事故?!背逃冷h介紹道。其中,以國家電網湖南公司為主研發(fā)的“電網大范圍冰凍災害預防與治理關鍵技術及成套裝備”獲得今年獲國家科技進步一等獎。
“高壓電線覆冰舞動有可能導致電導線斷裂、電桿受損,進而影響正常供電。”程永鋒說,因此,電力部門研制了舞動監(jiān)測裝置,實現舞動監(jiān)測裝置的低功耗設計,能夠滿足裝置在野外環(huán)境下的長期應用,同時還實現了線路舞動幅值、頻率,風速風向等微氣象參數的實時監(jiān)測?!斑@套系統(tǒng)成功應用于山東、河南運行線路和真型舞動試驗線路,多次記錄到自然風條件下的線路真實舞動數據,并能將從現場傳送來的視頻、氣象、導線舞動等數據進行分析比對,為舞動試驗研究及分析提供了有效手段,以及時采取有效措施,確保高壓輸電線路的安全運行?!?/P>
國家電網公司董事長、黨組書記劉振亞表示:“智能電網是新一輪能源革命的基礎。因為新一輪能源革命的特征是大規(guī)模發(fā)展清潔能源,方向是從以化石能源為主、清潔能源為輔,向以清潔能源為主、化石能源為輔轉變,清潔能源占據全球能源主導地位只是時間問題。”
據世界能源理事會估算,全球太陽能資源超過100萬億千瓦,陸地風電資源超過1萬億千瓦。比如,北極的風電資源十分豐富,利用小時數能夠達到4000小時,接近常規(guī)火電的利用小時數;赤道附近的太陽能資源也非常豐富,光伏發(fā)電利用小時數一般在2000小時以上。此外,全球還有豐富的海洋風能、水能、生物質能、潮汐、地熱資源,都可以轉化為電能利用。
“要大規(guī)模開發(fā)清潔能源,關鍵在于建設網架堅強、廣泛互聯、開放互動、高度智能的智能電網,才能夠適應風電、太陽能間歇性、隨機性特征,解決清潔能源并網、配置和消納難題?!背逃冷h說,“未來,我們和氣象部門的溝通、合作會更加密切,智能電網防災減災能力也將逐步提升,以有效應對極端天氣氣候事件的發(fā)生。”