自动化技术|发展第三代电网技术正当时

水暖之家讯：新能源变革的呼声自20世纪90年代以来日渐高涨，保障人类能源的可持续供应成为新能源革命的重要标志，而用清洁能源、可再生能源逐渐代替化石能源，是人类利用能源的必然趋势。新能源利用绝大部分要通过转化为电能来实现。因此，电网的重要性日益突出，将成为全社会重要的能源输送和配给网络。



与传统电网相比，未来电网使命的变化主要有四点：一是要具备接纳大规模可再生能源电力的能力；二是实现电力需求侧响应、分布式电源、储能装置、能源综合高效利用系统与电网的有机结合，大幅度提高电网在终端能源利用的效率；三是具有极高的供电可靠性，基本排除大面积停电的风险；四是与通信信息系统广泛结合，实现覆盖城乡的能源、电力、信息综合服务体系。



电网和电力系统的发展可分为三代，其中，第一代电网是以小机组、低电压为特征的电网，单机容量在10万千瓦和20万千瓦以下，输电和配电电压是220千伏以下，主要特征是简单保护、经验型调度、被动型用电(即电网提供什么电，用户就使用什么电)、安全可靠性较低、经济性差、资源优化配置能力差的小型电网。



第二代电网是以大机组、超高压为特征的电网，单机容量在30万~100万千瓦以上，电压等级在330千伏以上，主要特征是快速保护、优化控制、分析型调度、被动型用电、安全可靠性较高、经济性较强、大范围资源优化配置能力强的大型互联电网。



可第二代电网依然高度依赖于高效化石能源的利用，而电网发展到第三代电网时，非化石能源发电将占有较大份额。



第三代电网是大型集中性和分布式能源发电相结合，骨干电网与地方电网、微电网相结合的综合能源管理系统。主要特征是具备智能的电网控制保护系统、自愈能力较强、智能型调度、主动型用电(用户广泛参与电网的调节，向用户提供综合的能源和信息服务)、供电可靠性大幅提高、基本排除用户的意外停电风险、适应可再生能源电力变化、具备可持续性。



第三代电网与第二代电网最大的区别是其属于化石能源消耗大幅降低、碳排放大幅度降低、可持续发展的电网模式。



纵观世界电网发展史，第一代电网和第二代电网的发展都经过了大约50年的时间，初步推测第三代电网目标的实现也要50年。20世纪50年代以前，世界各国电网的发展阶段基本上属于第一代电网，欧美国家从20世纪50年代开始，产生了第二代电网的特征，上世纪末，经过大致50年的发展，各国基本建成以超高压交直流输电和互联电网为主要特征的第二代电网，到20世纪90年代开始，电网已开始逐渐转型，世界范围内，以大规模利用可再生能源和智能化为两大特征的第三代电网拉开序幕。我国特高压输电与坚强智能电网的开发建设标志着我国第三代电网建设开始，与发达国家基本上处于同一起跑线。



第三代电网也就是现代电网，同时也是广义的智能电网。是100年来第一、二代电网技术在新形势下的传承和发展，未来40年，我国电网发展要完成第二代电网向第三代电网的过渡，逐步实现大型电源与分布式电源相结合、骨干电网与微电网结合的电网格局。



要发展第三代电网，需要在五个方面进行研究开发。第一是新材料、新元件、新器件，为电网提供高效节能环保的电网装备是现代电网发展的基础；第二是新型输电技术，大容量、低损耗、环境友好的输电技术，包括特高压输电、超导输电、地下管道输电等；第三是大规模可再生能源电力，包括集中式、分布式能源的接入；第四是基于先进传感、通信、控制、计算、仿真技术的电网智能化调度和运行控制，是实现高效可靠电网的保证；第五是智能化的配用电系统，实现电力需求侧响应和分布式能源、电动、储能装置接入以及覆盖城乡的能源电力信息综合服务体系。



公司提出电网到2030年的技术路线图，要实现从第二代电网向第三代电网过渡期间的关键技术，包括特高压交直流输电技术、智能输变电技术、新型电力电子器件和应用技术、超大规模交直流混联电网安全稳定控制技术、电网调度的全局优化和协调控制技术、先进大容量储能技术等。


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