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北京(jing)四(si)方繼保自動化股份(fen)有限公(gong)司總裁劉志(zhi)超(chao)從全新(xin)視角解讀新(xin)型(xing)電(dian)力系統。

在(zai)碳達峰(feng)碳中和目標引(yin)領下(xia)，我國(guo)全面(mian)加速(su)綠色轉型，可再生能(neng)源(yuan)裝(zhuang)(zhuang)機規(gui)模持續擴大。國(guo)家(jia)能(neng)源(yuan)局(ju)近日發布的(de)統(tong)計數據表明，截至9月底，全國(guo)累計發電裝(zhuang)(zhuang)機容量約24.8億(yi)(yi)千(qian)瓦，同比(bi)增長(chang)8.1%。其中，風電裝(zhuang)(zhuang)機容量約3.5億(yi)(yi)千(qian)瓦，同比(bi)增長(chang)16.9%；太陽能(neng)發電裝(zhuang)(zhuang)機容量約3.6億(yi)(yi)千(qian)瓦，同比(bi)增長(chang)28.8%。

可(ke)以預(yu)見(jian)，未來電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)高比例(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子設備和高比例(li)可(ke)再生能源特征將(jiang)愈發(fa)(fa)(fa)明(ming)顯(xian)，實現從(cong)傳統(tong)(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)向新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)轉(zhuan)型(xing)，不(bu)僅電(dian)(dian)(dian)(dian)源側要(yao)持(chi)續增加綠電(dian)(dian)(dian)(dian)裝機規模(mo)和發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)量，還(huan)需要(yao)繼(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)保(bao)護、安(an)全穩定控(kong)制(zhi)等高可(ke)靠二次(ci)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)裝備的(de)保(bao)駕護航。那么，在構建新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)大背景下(xia)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)裝備企(qi)業眼(yan)里的(de)新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)是什么樣？如何(he)在新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)建設中(zhong)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)裝備？在數字化發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)過程中(zhong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)裝備企(qi)業將(jiang)發(fa)(fa)(fa)揮哪些(xie)作用(yong)？日前(qian)，本報記(ji)者探訪了國內繼(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)保(bao)護行業開(kai)拓者、長期(qi)處于國際(ji)領先的(de)北京四方繼(ji)保(bao)自動(dong)化股份有限公司，并(bing)對話總裁劉志(zhi)超(chao)，從(cong)全新(xin)視(shi)角(jiao)解(jie)讀新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。

電源及用電方式將發生改變

中國能源報：和傳統電網相比，新型電力系統最主要的特征是什么？

劉(liu)志超：新型電(dian)(dian)力系統(tong)(tong)(tong)是(shi)一(yi)個既龐大又復雜的(de)系統(tong)(tong)(tong)，和傳統(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)網相(xiang)比，新型電(dian)(dian)力系統(tong)(tong)(tong)最主要的(de)特征是(shi)電(dian)(dian)源及用電(dian)(dian)方(fang)式(shi)的(de)改變(bian)(bian)。傳統(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)網在(zai)(zai)一(yi)定(ding)時(shi)間內(nei)是(shi)一(yi)個結構相(xiang)對穩定(ding)的(de)系統(tong)(tong)(tong)，各個參數在(zai)(zai)一(yi)定(ding)范圍內(nei)變(bian)(bian)化波(bo)動，整體調(diao)度(du)目標(biao)是(shi)源隨荷動。但(dan)新型電(dian)(dian)力系統(tong)(tong)(tong)是(shi)一(yi)個時(shi)變(bian)(bian)系統(tong)(tong)(tong)，電(dian)(dian)網結構及其參數一(yi)直在(zai)(zai)變(bian)(bian)化，調(diao)度(du)模式(shi)將轉變(bian)(bian)為源網荷儲(chu)協調(diao)控制(zhi)、輸配微網多級(ji)協同。

電力(li)系統的(de)技術基礎、運行機理和(he)功能形態(tai)都將發生(sheng)重大改變。可以說，新型電力(li)系統概念(nian)尚處(chu)在一個(ge)動態(tai)的(de)發展過程中，但總體(ti)目標是(shi)清潔低碳、安全(quan)可控(kong)、靈活高效(xiao)、智能友(you)好、開放互(hu)動。

中國能源報：構建新型電力系統的最大挑戰是什么？

劉志超：新型電力(li)(li)(li)(li)系(xi)統建設(she)過程中的(de)挑戰主(zhu)要包(bao)括：電力(li)(li)(li)(li)系(xi)統的(de)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)性、用電成本的(de)持續下降、能(neng)源(yuan)電力(li)(li)(li)(li)的(de)需求增長和(he)環(huan)境友好(hao)的(de)協調。除上述提(ti)及(ji)的(de)在高比(bi)例可(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)電力(li)(li)(li)(li)背(bei)景(jing)下，保障(zhang)電網安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運行外，還要考慮成本問題(ti)。當然，安(an)全(quan)是成本的(de)前提(ti)，沒有(you)安(an)全(quan)就(jiu)沒有(you)成本。

同(tong)(tong)時要注意到，以前被動的(de)單一用(yong)戶用(yong)電(dian)(dian)負荷，將逐漸轉變為數量龐大的(de)分(fen)布式(shi)能(neng)源，這將徹底改變配電(dian)(dian)網側的(de)潮流分(fen)布。因(yin)此，對設備企業(ye)來說，采用(yong)適應上述特征的(de)技術(shu)和(he)裝備，助(zhu)力電(dian)(dian)網安全穩定(ding)運(yun)行，保(bao)證(zheng)終(zhong)端用(yong)戶用(yong)電(dian)(dian)成本下降(jiang)是行業(ye)面臨的(de)共同(tong)(tong)課題和(he)挑戰。

電網控制技術亟待升級

中國能源報：對于上述挑戰，繼電保護自動化等裝備企業需如何應對？

劉志超：要破解(jie)面臨(lin)的(de)難題，特別是解(jie)決安全穩定、用(yong)電成本等方面的(de)問題，應不(bu)斷研究(jiu)新(xin)型電力系統(tong)的(de)特點(dian)和(he)運行機理，推動技術發(fa)展和(he)產業升級。

其(qi)中，在電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)的(de)“點”上(shang)，持續研究基于(yu)特(te)征(zheng)信息的(de)數據采集和信息處理(li)技術、電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子設備的(de)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)友(you)好技術，并通過一二次融(rong)合裝備和系(xi)統(tong)來(lai)穩定(ding)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)的(de)海量基礎；在電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)的(de)“線(xian)”上(shang)，持續研究各類“匯集”特(te)征(zheng)，通過新型繼電(dian)(dian)(dian)保(bao)護、安(an)全(quan)穩定(ding)設備，保(bao)障能(neng)源電(dian)(dian)(dian)力流(liu)動的(de)安(an)全(quan)可控(kong)性；在“網(wang)(wang)(wang)”上(shang)，不論是微電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)、配電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)，還是輸電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)，要更加注(zhu)重協調控(kong)制技術，實(shi)現多(duo)級系(xi)統(tong)的(de)有機協同，確(que)保(bao)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)的(de)安(an)全(quan)穩定(ding)運(yun)行，提高(gao)供電(dian)(dian)(dian)可靠性。

另外(wai)，還(huan)要加強抽蓄、調(diao)(diao)相機及規(gui)模化和分布式(shi)儲能建設，讓電網可控(kong)可調(diao)(diao)更深更強、抵抗風險(xian)的(de)能力(li)更強。

中國能源報：您如何看待數字化技術在構建新型電力系統過程中發揮的作用？

劉志超：要(yao)處理(li)電力(li)系(xi)統海(hai)量數據，就(jiu)要(yao)重點發(fa)展數字化技術(shu)。數字化是(shi)新型電力(li)系(xi)統的支(zhi)撐(cheng)基(ji)礎，要(yao)實現新型電力(li)系(xi)統數字賦能，就(jiu)要(yao)實現高度的數字融合，具(ju)體(ti)包(bao)括：

要(yao)實(shi)(shi)(shi)現(xian)分層(ceng)、集(ji)群的(de)數(shu)(shu)據(ju)高(gao)度融(rong)合(he)。新(xin)型電(dian)力(li)(li)系統環(huan)節(jie)多，且具有時變(bian)特性(xing)，通過(guo)智能(neng)(neng)傳感獲得的(de)海量(liang)數(shu)(shu)據(ju)有效實(shi)(shi)(shi)時融(rong)合(he)，是(shi)實(shi)(shi)(shi)現(xian)數(shu)(shu)字賦能(neng)(neng)的(de)基礎。同時，要(yao)實(shi)(shi)(shi)現(xian)高(gao)實(shi)(shi)(shi)時的(de)數(shu)(shu)據(ju)交互(hu)，需要(yao)安全、高(gao)效、實(shi)(shi)(shi)時的(de)數(shu)(shu)據(ju)交互(hu)作(zuo)為支撐，達到源荷互(hu)動(dong)的(de)目標(biao)。此外(wai)，需要(yao)高(gao)智能(neng)(neng)的(de)數(shu)(shu)字處理(li)(li)。隨(sui)著新(xin)型電(dian)力(li)(li)系統復(fu)雜性(xing)提高(gao)，和(he)環(huan)境之間的(de)互(hu)動(dong)增多和(he)多時空、多域的(de)數(shu)(shu)據(ju)交互(hu)與處理(li)(li)，以及數(shu)(shu)據(ju)的(de)智能(neng)(neng)預測、孿(luan)生伴隨(sui)，才能(neng)(neng)實(shi)(shi)(shi)現(xian)電(dian)力(li)(li)系統科學運(yun)行。

總體來說，要統(tong)籌新型電力(li)系統(tong)各環節感知與(yu)鏈接，實現(xian)感知設(she)備(bei)共建(jian)共享，打(da)造(zao)企業(ye)級(ji)實時量測中心，在線匯聚全環節采集(ji)數(shu)據，推動各類業(ye)務(wu)應(ying)用(yong)貫(guan)通與(yu)靈活構建(jian)，實現(xian)設(she)備(bei)透(tou)明(ming)化(hua)(hua)、數(shu)據透(tou)明(ming)化(hua)(hua)、應(ying)用(yong)透(tou)明(ming)化(hua)(hua)。

高可靠電力二次裝備必不可少

中國能源報：在新形勢、新目標下，繼電保護自動化等裝備企業做了哪些工作，取得哪些成績？

劉志超：構建新型電(dian)力系(xi)(xi)統(tong)(tong)涉及的(de)產業鏈(lian)很長(chang)。電(dian)力系(xi)(xi)統(tong)(tong)控制保(bao)護電(dian)力裝備(bei)是保(bao)障電(dian)力系(xi)(xi)統(tong)(tong)安全穩定運行最重要的(de)環(huan)節之一(yi)。因此，提升裝備(bei)的(de)可(ke)靠性，解決新型電(dian)力系(xi)(xi)統(tong)(tong)中出(chu)現的(de)有關控制保(bao)護等問題是裝備(bei)企業深挖的(de)重點(dian)。

如(ru)在電網側，裝(zhuang)備企業關注的(de)核心是電網安全，這涉及(ji)各種繼電保護和安全自(zi)動裝(zhuang)置，以(yi)及(ji)與(yu)電網分層協(xie)(xie)控相關的(de)變電站監控、調度系統(tong)。在配網側，則是聚焦一次設(she)備和一二次融合開關，以(yi)及(ji)配網中接入(ru)的(de)大量分布式能源協(xie)(xie)控系統(tong)。可(ke)以(yi)說，高(gao)可(ke)靠性(xing)、高(gao)性(xing)價比的(de)電力二次裝(zhuang)備支持(chi)必不可(ke)少。

中國能源報：繼電保護自動化等裝備企業需要重點關注哪些領域，攻克哪些技術？

劉志超：“雙高(gao)”特點(dian)之(zhi)一(yi)就是電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)(zi)設備(bei)的(de)(de)高(gao)滲(shen)透率。不僅發電(dian)(dian)領域(yu)需(xu)要高(gao)可靠和(he)高(gao)性價比的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)(zi)設備(bei)，將新能(neng)源轉換(huan)為電(dian)(dian)網友(you)好型電(dian)(dian)力(li)(li)能(neng)源，而且(qie)在(zai)電(dian)(dian)網側，支撐調相機、抽水(shui)蓄(xu)能(neng)、大(da)規模(mo)儲(chu)能(neng)和(he)電(dian)(dian)能(neng)質量的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子(zi)(zi)設備(bei)的(de)(de)模(mo)塊化(hua)多(duo)電(dian)(dian)平換(huan)流器(qi)(qi)(qi)、直(zhi)流斷路器(qi)(qi)(qi)和(he)變壓器(qi)(qi)(qi)、靜止變頻器(qi)(qi)(qi)SFC、動態無功補償裝置SVG等都是未來研(yan)究(jiu)的(de)(de)重點(dian)。

未來電力(li)電子設備高(gao)電壓(ya)、大(da)容量(liang)特征(zheng)將(jiang)更加明(ming)顯，其(qi)中在負荷側，隨(sui)著(zhu)發(fa)用交(jiao)互(hu)，如高(gao)可(ke)靠(kao)和高(gao)性(xing)價比的充放電設備，因其(qi)量(liang)大(da)面廣，將(jiang)成為持續的熱點。同(tong)時，除直接基礎和應(ying)用技術外(wai)，二(er)次系統(tong)相關的電子、計算機(ji)、通信、人工智能(neng)等技術也會隨(sui)著(zhu)新型電力(li)系統(tong)建(jian)設逐步迭代，相互(hu)促(cu)進發(fa)展。

以(yi)仿真(zhen)技(ji)術為例(li)，應用于傳統電網(wang)的(de)仿真(zhen)技(ji)術較(jiao)成熟(shu)，而在新型(xing)電力系統中，大量以(yi)電力電子設備為接(jie)口的(de)新能源并入電網(wang)，二次系統、繼電保護原理、電網(wang)調(diao)度方式都會發生(sheng)較(jiao)大變(bian)化(hua)，這導(dao)致用解析法做仿真(zhen)難度很高，需要依賴更多不同廠(chang)家的(de)控制器特性，在線仿真(zhen)分析。

隨著新型(xing)(xing)電力(li)系統(tong)技術創新聯(lian)(lian)盟(meng)發展(zhan)，將(jiang)聚集優(you)勢科研力(li)量(liang)，建(jian)立(li)協同創新網絡，共同開展(zhan)前沿(yan)基(ji)礎理論研究，聯(lian)(lian)合攻關關鍵性難題，統(tong)籌聯(lian)(lian)動(dong)推(tui)進新型(xing)(xing)電力(li)系統(tong)構建(jian)。作為能源電力(li)裝備(bei)知名企業，我們將(jiang)繼續(xu)在適應新型(xing)(xing)電力(li)系統(tong)的繼電保護技術、協調控制技術、電網穩定(ding)技術、電力(li)電子技術及智(zhi)慧運維(wei)等領域深(shen)入探索。