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加速前行的中国高压直流输电之路

——第12届IET交流直流电力传输国际会议高端对话
2016-06-15

  1986年,我国第一个超高压直流输电工程——葛上(葛洲坝——上海)直流输电工程正式起步,标志着中国高压直流输电之路从此开始。在过去的十到二十年间,中国在直流输电的关键技术领域取得了突破性的进展,并且拥有了世界最多的高压直流输电工程。目前,中国的直流输电具备全球最高电压等级以及最大的输送能量。因此,在英国工程技术学会(IET)和清华大学的共同努力下,电力系统久负盛名的国际性输电会议——IET交流直流电力传输国际会议(以下简称“ACDC”)远渡重洋,来到中国。于2016年5月28-29日,在北京新世纪日航饭店成功举办。

  两天时间的会议,来自中国、英国、美国、加拿大、西班牙、泰国等地的180名专家汇聚一堂,针对当下交流直流输电方面的热点技术与发展趋势进行了深刻的剖析与讨论。5月28日下午,在IET国际运营总监Ian Mercer先生的主持下,第12届IET交流直流电力传输国际会议 (ACDC)主席、清华大学电机系主任曾嵘教授以及东芝欧洲有限公司高压直流输电领域首席专家宋子明博士在会议间隙针对柔性直流输电技术、电力电子技术在直流输电中的应用,风电成本等方面的问题接受了来自国内多家知名媒体的采访。

  突破电子器件壁垒,加快柔性直流输电技术发展

  目前,我国在常规直流输电技术以及柔性直流输电技术领域均已走在了世界前列。包括高压直流输电,柔性交流输电系统,定制电力和基于电压源变换的柔性直流输电等大功率电力电子技术发展迅速。这种技术在超高压、特高压电网建设领域已经逐步成熟,在多端柔性直流输电领域,电力电子技术实现了飞跃。

  针对于此,在记者关于柔性直流输电中电力电子技术在中国的发展情况的提问时,曾嵘教授表示:“目前我国常规直流输电技术处于大规模商业化发展阶段,已经实现了核心装备的自主化;柔性直流技术在我国正处于示范发展阶段,但示范项目起点高、难度大、最突出的瓶颈之一就是电力电子技术。可喜的是,直流输电中灵活高效的控制保护系统我国已经走在了世界前列,但处于上游的器件研发与生产我们做得还不够好。”宋子明博士也表示:“电力电子是一门集多种学科为一体的复杂学科,特别是柔性直流,仍处于一个高速发展阶段。建设一个低碳电网需要我们打破常规,寻求在多层面上的联合开发。在这方面,中国具有强大的科研能力和专业技术人材,而欧洲拥有世界主要的三大生产厂家,他们具有多年的生产、工程和质量管理经验。“

  的确,研制这样高电压等级大容量的柔性直流输电换流阀,既要在绝缘配合方面留有足够的裕度也要兼顾换流阀的紧凑性,还要具备优良的电气性能。并且在产品的具体研发进程中有众多关键环节包括结构设计、电气设计、绝缘配合、冷却设计、抗震分析等方面需要一一攻克。因此,在直流输电过程中的大功率电子器件的材料和研发将是今后工作的重中之重。

  直流输电呼唤大功率电力电子

  常规直流输电技术是解决我国远距离大容量电能输送问题的有效手段。而作为新能源大规模接入的关键技术之一,柔性直流输电技术应用大功率、高性能的电力电子技术。可以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制。将原本不可控的电网变得可以全面控制,从而大大提高电力系统的高度灵活性和安全稳定性,使得现有输电线路的输送能力得到大大提高。

  “在欧洲也是如此。近些年,虽然柔性变流器在容量和损耗上已有明显突破,我们仍需要更大容量的单机变流器以满足市场需要,提高功率涉及很多方面,器件是个关键因素,如果我们可以进一步提高IGBT的电压、电流值,或有一个更佳的开关器件,变流器的整体设计将会变得简单的多,同时,降低生产成本也是他们所希望的.”宋子明博士表示。

  “而在中国市场方面,可能更多的是器件的问题。比如在常规直流输电中,常规的晶闸管器件参数与工艺的稳定度就是当前所面临的严峻问题。西安电力电子技术研究所等单位生产的晶闸管无论是参数还是工艺成熟度都非常稳定。中车株洲所通过并购,加大IGBT技术方面的研发,也取得了非常快的发展。器件发展应该向着专用的方向,而不是通用的方向。针对一类应用进行器件定制化,作用可能会发挥的更好。这方面清华大学、国网智网院和其他研究院所都在做尝试。在能源领域电力电子技术的追赶,中国的步伐非常快。”曾嵘教授信心满满地说。

  在接下来的采访中,针对记者提出的关于风电、太阳能发电成本的问题,宋博士也给出了解答。他说:“近年来随着技术的提高和生产??本的降低,再生能发电成本已经降了很多,有报道说有些地方的太阳能电价已可以同煤电、气电相比,但我们仍得解决再生能发电中的间歇问题, 利用库存水库电站调节是一种方式,我们也应该更重视开发多种形式的电能储存技术,电池储存系统等。“

  国际化标准普及,IET助您创建更美好的世界

  在采访中,作为会议主办方,IET国际运营总监Ian Mercer也在采访过程中发表了自己的观点,他表示:“IET希望通过这个会议为来自欧洲、亚洲、美洲等直流输电领域的专家们提供一个有效的沟通平台。同时,IET强调的是在各个专业学术领域里的一个标准,要将这个标准进行一个国际化的普及,使得大家能够应用相同的标准,保证相同高等级的质量。”

  多年来,IET不断和中国各大顶尖学校进行合作,通过合作,将先进的研发的成果向世界发布,IET也在用自身的努力不断帮助中国企业以及供应商学习和分享世界优秀的科研成果,助力中国科学技术领域的快速发展,通过科技的力量与大家携手创建一个更美好的世界。


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