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全球能源互联网技术展望
目前,世界范围内正在加大远距离联网和清洁能源并网输送等方面技术的研发力度,并致力于各项技术的实践。
在欧洲,为了将远海的风电、欧洲北部的水电以及北非的太阳能接入电网,一个基于柔性直流技术的全新超级输电网已经规划并实施,用来实现大范围可再生能源的优化配置。2013年欧洲输电系统运营商联盟(ENTSO-E)信息显示,欧洲在未来10年内将建设20条以上的柔性直流工程,用于实现各个国家之间的互联和可再生能源的并网互补。
以英国—挪威直流联网工程为例,这项工程已经进入实质性建设。第一阶段从2015年开始,计划到2018年结束,将建设点对点两端直流系统,具备多端直流的条件,这是联接阶段;第二阶段计划到2020年形成含区域性隔离开关的放射状多端直流系统,并进入商业化阶段;第三阶段计划到2022年通过区域性直流电网断路器,联接不同的直流终端;而第四阶段计划到2025年形成广域直流电网。整个过程,技术的发展成为每个阶段实现的有力支撑。
在我国,河北张家口地区也在规划建设一个500千伏等级基于柔性直流的四端输电网络,最大换流容量达3000兆瓦、其他三个换流站换流容量为1500兆瓦,用来实现可再生能源的高效接纳和大型城市的可靠供电。也就是说张家口地区的风电可以供应北京地区,有效缓解华北地区能源供应及环保压力,计划2018年建成投运。届时,这将是世界上第一个真正意义上的高压直流电网,具有划时代的意义。
为进一步满足全球能源互联网中的大规模可再生能源基地的开发与并网,需要更远输送距离、更高性能以及更加灵活可靠的电力输送手段。为此,需要大量的技术提升。
未来,超高电压、超大容量柔性直流换流技术及装备、基于架空线的柔性直流输电技术、直流电网基础理论与关键技术研究、更高电压等级的直流断路器、高压直流变换器等新型直流装备、新型电力电子器件技术等,都将成为形成全球范围内电网互联互通的技术关键。
总的来说,全球能源互联网是解决人类可持续发展与能源需求矛盾的根本方案。要构建全球能源互联网,实现能源变革,需要电网发展方式的变革。与此同时,传统的电网技术和装备也需要适应这一变革,进行升级换代,这不仅需要技术研发的投入,也需要相应元器件及设备的提升,这是整个产业链的一次提升,也是整个电力行业的变革。国家电网公司已在相关技术与装备方面开展了成功的探索和实践,为构建全球能源互联网奠定了坚实的基础。技术装备的不断提升,必将为全球能源互联网的构建提供更为有力的支撑。
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