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推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設哪些技術必不可少？

來源：亮報 | 0評論 | 4690查看 | 2016-05-04 14:45:37

　　全球能源互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代能源電力技術的重大突破和集成創(chuàng)新，其實質是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。加快構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，提高大電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性，關鍵要靠技術創(chuàng)新。特高壓交直流輸電、柔性輸電、清潔能源、儲能、大電網(wǎng)運行分析與控制等技術是當前和今后一段時期需要重點研發(fā)的技術領域。

　　特高壓交流技術裝備

　　20世紀60年代后半期，美國、前蘇聯(lián)、日本、意大利等國相繼建設了特高壓試驗站和試驗線路，但大部分停留在試驗階段或降壓運行，并未投入商業(yè)運行。近年來，中國特高壓交流技術發(fā)展迅速，擁有完全自主知識產權的1000千伏特高壓交流關鍵技術（包括系統(tǒng)電壓控制、潛供電流抑制、外絕緣配合、電磁環(huán)境控制等）和成套設備已經(jīng)成熟并得到廣泛工程應用。

　　中國研制了世界首套1100千伏可控并聯(lián)電抗器和世界容量最大的400兆乏/1100千伏特高壓電抗器，研發(fā)了世界首臺1500兆伏安現(xiàn)場組裝變壓器樣機，研制了世界首套特高壓氣體絕緣輸電管路。

　　特高壓直流技術裝備

　　從中國第一條±800千伏特高壓直流輸電工程投運到現(xiàn)在，特高壓直流關鍵技術（包括過電壓與絕緣配合、外絕緣配置、電磁環(huán)境與噪聲控制、直流系統(tǒng)設計等）和成套設備已經(jīng)成熟并得到廣泛應用，在此基礎上正在向±1100千伏特高壓直流技術邁進。

　　目前中國已經(jīng)研制了±1100千伏直流氣體絕緣穿墻套管樣機，突破了±1100千伏特高壓直流換流閥成套設計和試驗關鍵技術，研制出世界上首個±1100千伏/550安特高壓直流換流閥。直流電纜、直流套管、換流變壓器等關鍵技術設備研制水平不斷進步。

　　清潔能源技術裝備

　　20世紀70年代以來，世界各國加快進行清潔能源開發(fā)利用和并網(wǎng)運行技術的研究。

　　風力發(fā)電方面，陸上風電技術已經(jīng)較為成熟，海上風電已開始商業(yè)化運營，單機容量達到8兆瓦，高空風力發(fā)電系統(tǒng)也已開始研制，最新高空風電系統(tǒng)功率為600千瓦，直驅式技術、變槳變速功率調節(jié)技術及全功率變流技術得到應用。

　　光伏發(fā)電方面，單晶硅太陽能電池效率最高可達25%，多晶硅太陽能電池效率最高可達20%；薄膜太陽能電池效率紀錄也達到22.3%。光熱發(fā)電方面，太陽能聚光鏡場系統(tǒng)最大達20萬面鏡場，槽式機組主蒸汽參數(shù)達380攝氏度左右，塔式機組工質參數(shù)達500攝氏度左右。

　　海洋能發(fā)電方面，國際上已形成了一批實驗樣機和工程樣機，開展了應用試驗；潮汐能電站已實現(xiàn)商業(yè)化運行，潮流能和波浪能技術已具備示范應用基礎。

　　并網(wǎng)運行方面，中國攻克了光伏多機并網(wǎng)諧振抑制等新能源發(fā)電控制核心技術，完成虛擬同步機樣機研制。

　　儲能技術裝備

　　各類儲能技術發(fā)展階段不同，其中抽水蓄能相對成熟；壓縮空氣儲能、傳統(tǒng)鋰離子電池等已經(jīng)開展工程示范或技術上取得較大突破；未來值得關注的包括超導磁儲能、超級電容器等。

　　截至2014年年底，全球投運約1.5億千瓦儲能項目，99%以上是抽水蓄能電站。儲能技術和工程應用不斷突破：化學儲能方面，中國研制出循環(huán)壽命達10000次的鈦酸鋰儲能電池樣機、循環(huán)壽命達2800次的鉛炭電池樣機。

　　壓縮空氣儲能方面，美國、德國等國建設了壓縮空氣儲能示范項目和儲能電站，中國開發(fā)了500千瓦壓縮空氣儲能發(fā)電動態(tài)模擬系統(tǒng)；深冷液化空氣儲能方面，中國、英國正在推進相關工程建設；熱儲能方面，中國和西班牙等國家建設了示范項目；氫儲能方面，美國、加拿大、歐盟研制了儲能系統(tǒng)。

　　分布式電源和微電網(wǎng)技術裝備

　　分布式電源本質是就近開發(fā)、并網(wǎng)、消納的小容量發(fā)電機組。進入21世紀，分布式電源效率較以往有了很大的提升，單機控制方面已初步實現(xiàn)用戶端的冷熱氣電用能聯(lián)合運行，綜合能量利用效率提高到65%以上。

　　微電網(wǎng)是由微電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構成的系統(tǒng)單元，是能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)。美國側重于利用微網(wǎng)提高重要負荷的可靠性，滿足用戶的多樣化需求；歐洲側重微電網(wǎng)可靠性、可接入性和靈活性的研究；日本微電網(wǎng)的研究更注重能源供應多樣化；中國微電網(wǎng)的研究側重解決偏遠地區(qū)和海島居民的用電問題。

　　柔性直流輸電和直流電網(wǎng)技術裝備

　　從世界范圍來看，柔性直流輸電技術總體處于示范應用階段。全球范圍內柔性直流輸電工程已投運20項，在建超過20項。從項目數(shù)量來看，歐洲柔性直流輸電工程項目數(shù)量最多；從應用領域來看，風電并網(wǎng)和弱電網(wǎng)互聯(lián)應用較多。

　　中國積極開展柔性直流輸電的技術研究與工程建設，完成了世界首臺±320千伏柔性直流換流變壓器研制，突破了±500千伏柔性直流輸電換流閥核心技術，并先后建成投運了舟山五端柔性直流輸電示范工程和福建廈門真雙極柔性直流示范工程。

　　高壓直流海底電纜是實現(xiàn)跨?；ヂ?lián)的核心設備。目前，瑞士、意大利等國已經(jīng)具備了±500千伏高壓直流海底電纜生產能力。中國、挪威、丹麥、德國、日本等國相繼建成投運了高壓直流海底電纜輸電項目。

　　直流電網(wǎng)技術處于技術研究和關鍵設備研發(fā)階段，國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）、中國電力科學研究院等多家機構正在開展高壓直流斷路器、直流電網(wǎng)故障限流器、高壓DC/DC變換器等研究。中國完成了200千伏/3毫秒/15千安高壓直流斷路器樣機研制。中國正在開展±500千伏張北—北京的含直流斷路器四端柔性直流示范工程前期工作，將張家口的清潔風能送入北京，服務第24屆冬季奧運會。

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