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未来电网是技术融合的多面体

文章来源:国家电网报 作者:郑健超 点击:次 时间:2015/7/13 13:08:36 转载:

当今,科技发展、智能发展的趋势已异常明显:知识融合、学科融合、技术融合唱响了第三次工业革命的主旋律。电力行业作为国计民生的重要基础行业,对国民经济的发展及人民生产生活起着重要作用。在提倡“互联网+”的时代,融合,已成为各行各业创新发展的新标杆。在第四届中国电力发展和技术创新院士论坛上,中国工程院院士郑健超也分享了他的观点,未来电网将融合各类新技术,最终达到功能、效益、技术附加值的大幅度提升。

未来电网是技术融合的多面体

互联网+电网:可靠与灵活并存

融合的电网具有怎样的特征?郑建超院士这样描述:各种智能设备就地分散接入“电能总线”和“信息总线”;各种设备灵活可控,大幅度提高系统可靠性和灵活性。

做得更多、更加可靠、更加经济,是未来电网最主要的特征。郑健超院士之前就曾描述过未来电网的特征:抵抗自然灾害和防止人工失误的能力将大幅增强;占地面积将变得更小,造价更低更具有竞争力,对环境的影响也将降低到公众可接受的程度;更加灵活,允许更多的可再生能源轻松接入,适应更多的运行方式与用户需求,并将电力转换效率与资源利用效率最大化。

信息技术的快速发展为电网发展插上翅膀。郑健超表示,未来电网发展趋势是现代电网与互联网的融合。从技术的角度讲,是现代电网技术与现代信息通信技术的融合、高电压技术与微电子技术的融合。

对于电网来讲,融合的趋势还包括交流和直流的融合。以前,大家对这两种输电方式的优缺点分得很清楚。现在,已经出现了柔性直流输电,有些也发展为多端直流输电,并能向海岛送电。这一切都说明,新一轮的电网技术融合与设备升级正在酝酿。

电网监测的进化:无线传感器网络

无论何时,电网安全稳定运行,都是其最基本的技术指标。所以,对于电网状态的测量与监视技术发展,也是未来电网研究的重头戏。论坛上,郑健超院士带来了近期研究成果——无线传感器网络。

与一般无线传感器有所区别,电网的传感器有一部分位于高电压,这对电网的无线传感器提出很多要求:不用电池,用能源收集器供电;特低的功率,所需要的功率仅为0.1微瓦;需要很强的通信能力。

同时,电网运行维护需要大量人力物力,并且具有一定的危险性,无线传感器网络正在研究的一个方向便是电流电压功率的非接触测量,能直接减少线路运维工作者进行危险操作的次数。

想象一下,未来,故障信息通过无线感应器传输数据回来,方便快捷,节省人力。而郑健超院士也指出,虽然目前技术已经开始起步,但在电网技术方面仍处于研究阶段,未来有前景的研究方向,是如何让传感器智能化,变成“不侵扰的复合监测系统,保护隐私的智能电表和高安全性传感器网络”。

终极效应:技术融合催生设备创新

融合的最大效应,是“1+1>2”。未来电子技术与电网技术的融合,是协同增效的过程,会促进相关技术的加速创新,其技术附加值会大幅提升,给电网技术设备带来革命性的跨越发展机遇。

一台能装进手提箱的变压器?郑健超院士的提法让在场观众为之振奋。实际上是换流器和传统变压器的融合,固态智能电力变压器,它的传输功率密度比常规变压器大2个数量级,重量却只有75磅,是以前变压器的百分之一,甚至能被装进手提箱里。这个变压器在输配电系统都将有广阔的应用前景。

还有一个有意思的研究,是限流器与其它设备的融合。郑健超院士指出,固态限流器与断路器的融合,限流器与动态电压恢复器联合使用,限流器还能提高风电机组的低电压穿越能力,提供输送容量。开发新的设备,如果单纯考虑单一功能,单打一的设备,其市场前景不容乐观。但如果变成一机多用,多功能使用,则更加经济,具备更强的市场竞争力。

“发展具有功能融合的设备是未来趋势,但技术创新的过程是漫长的。”坚持创新是重中之重,郑健超院士也表示,发展微电网不是盲目用弱电系统改造传统设备,关键要记住,技术融合的判断依据是协同增效,而技术融合的脚步仍不会停止。

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