作為電力系統(tǒng)中發(fā)電端和用戶端之間的橋梁，輸變電環(huán)節(jié)在滿足用戶用電需求、穩(wěn)定電網(wǎng)運行等方面發(fā)揮著重要作用。隨著碳達峰碳中和目標的提出，“靠天吃飯”的綠電給輸變電企業(yè)帶來不小的挑戰(zhàn)。

　　那么，在構建新型電力系統(tǒng)的背景下，輸變電企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展的同時，應如何助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行?“雙碳”目標等對輸變電企業(yè)提出了哪些新要求?輸變電企業(yè)如何在求新求變中盤活更多資產?帶著上述問題，本報記者近日采訪了泰開集團有限公司董事長蔡韜遠。

　　研發(fā)布局要充分考慮

　　電力系統(tǒng)和用戶的新要求

　　中國能源報：構建新型電力系統(tǒng)的目標對輸變電企業(yè)提出了哪些新要求?

　　蔡韜遠：構建新型電力系統(tǒng)的目標提出以后，業(yè)內龍頭企業(yè)、專家紛紛進行了探索性解讀，其內涵不斷完善。根據(jù)目前的研究進展來看，綠色高效、柔性開放、廣泛互聯(lián)、安全可控是新型電力系統(tǒng)的主要特征，代表著電網(wǎng)將向高度數(shù)字化、清潔化、智慧化的方向演進。

　　電力裝備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，輸變電企業(yè)研發(fā)布局要充分考慮新型電力系統(tǒng)建設要求，方能適應電網(wǎng)發(fā)展。同時輸變電企業(yè)的總體思路和布局也要跟隨用戶要求而變化。

　　過去，輸變電企業(yè)普遍以元件制造為中心進行布局，像高壓開關、變壓器、電力電子等制造商較多關注元件的可靠性，對電網(wǎng)整體的需求和安全缺乏關注。因此，新型電力系統(tǒng)的綠色低碳特征，要求輸變電企業(yè)考慮設備全壽命周期的碳排放;新型電力系統(tǒng)的安全可控目標，要求輸變電企業(yè)注重裝備具有更快的反應速度，并能提前預判其性能。

　　中國能源報：泰開集團等輸變電企業(yè)應如何支撐新型電力系統(tǒng)建設?

　　蔡韜遠：根據(jù)“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃，結合新型電力系統(tǒng)要求及國內外技術發(fā)展，我們在堅持常規(guī)產品迭代升級的同時，將深度參與新型電力系統(tǒng)創(chuàng)新技術聯(lián)盟(以下簡稱“聯(lián)盟”)，以聯(lián)盟提出的技術攻關項目為載體，結合公司在直流配網(wǎng)、用戶側儲能方面的前期技術優(yōu)勢，與各專項規(guī)劃統(tǒng)籌銜接，進一步開發(fā)新型電力系統(tǒng)配網(wǎng)側市場需求。

　　例如，核電作為常規(guī)慣量電源，對穩(wěn)定電網(wǎng)質量、支持“雙碳”目標實現(xiàn)具有重要意義。其中，核安全級開關電器設備及核心元件國產化是我們研究開發(fā)攻關的重點，正持續(xù)加大研發(fā)投入，為實現(xiàn)核電設備國產化、構建穩(wěn)定的新型電網(wǎng)作出貢獻。同時，我們依托在技術研發(fā)、場景應用、課題研究等方面的工程優(yōu)勢和實踐經(jīng)驗，積極參與相關標準制訂，為關鍵技術標準建設提供案例和經(jīng)驗。

　　未來，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合，源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)、多要素之間深度協(xié)同互動的態(tài)勢，輸變電企業(yè)將在綠色制造、設備環(huán)保、設備狀態(tài)感知與數(shù)字化等方面開展研究，持續(xù)打造信息化、集約化、綠色化的產品和服務，為用戶創(chuàng)造價值。同時，輸變電企業(yè)應以能源、科技等總體規(guī)劃為綱，與專項研究課題統(tǒng)籌銜接，不斷提高對新型電力系統(tǒng)特點和運行機理的認識，并做好產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈上下游聯(lián)合工作，推動技術發(fā)展和產業(yè)升級，實現(xiàn)與新型電力系統(tǒng)全面對接。

　　并網(wǎng)設備從“跟網(wǎng)型”

　　向“構網(wǎng)型”轉變

　　中國能源報：高比例可再生能源電力、高比例電力電子裝備是新型電力系統(tǒng)的主要特征，輸變電行業(yè)未來發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)，應如何應對?

　　蔡韜遠：高比例新能源電力系統(tǒng)呈現(xiàn)兩方面的主要特征變化：一方面，新能源發(fā)電具有間歇性和不確定性;另一方面，新能源并網(wǎng)控制特性與常規(guī)電源差異大，需要大量電力電子器件持續(xù)接入，使得電網(wǎng)運行特征發(fā)生轉變。發(fā)電的間歇性和不確定性，以及逐漸的電力電子化，是電網(wǎng)安全運行面臨的新挑戰(zhàn)。

　　實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運行，關鍵靠各項輸變電裝備性能提升和創(chuàng)新技術應用。因此，要快速適應電網(wǎng)變化提出的新技術要求，改變以往被動滿足電網(wǎng)要求的工作思路，是輸變電行業(yè)面臨的共同課題和挑戰(zhàn)。

　　輸變電企業(yè)應把握難得的發(fā)展契機，緊隨國家戰(zhàn)略導向，在技術研發(fā)、人才引進、管理模式、生產組織等方面不停探索和實踐。同時需強化在電力電子方向的技術積累，堅持不懈、練足內功，站在傳統(tǒng)設備技術的基礎上，勇于邁出向電力電子化轉變的步子。

　　在電力電子設備方面，目前我們的產業(yè)布局主要集中在電能質量治理、儲能、直流等領域。面對新型電力系統(tǒng)建設要求，我們將重點研究友好型并網(wǎng)技術，把并網(wǎng)設備從“跟網(wǎng)型”向“構網(wǎng)型”轉變。儲能是未來電力系統(tǒng)的重要角色，因此需重點研究下一代安全、高效、綠色儲能，在源網(wǎng)荷儲各個領域發(fā)揮作用。直流方面，則是把直流配網(wǎng)作為研究重點，包括換流閥、電力電子變壓器、斷路器、負荷均衡等，旨在建立全面的“直流生態(tài)”。此外，泰開集團正積極開展智能化、數(shù)字化轉型研究，將設備和服務融入信息網(wǎng)，為用戶提供全方位服務。

　　通過數(shù)字化改造提升

　　裝備柔性化調節(jié)能力

　　中國能源報：輸變電企業(yè)為何要向智能化和數(shù)字化轉型?

　　蔡韜遠：新能源大規(guī)模接入會導致頻率越限風險增加、系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題突出、高占比地區(qū)暫態(tài)過電壓嚴重、功角穩(wěn)定特性復雜、寬頻震蕩現(xiàn)象頻發(fā)等問題，因此新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定、柔性可控將是基本要求。

　　其中，柔性可控基于電網(wǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)感知，傳統(tǒng)設備需智能化升級，利用全方位的設備狀態(tài)感知等數(shù)字化技術，再配合邊緣計算等分析判斷，最終實現(xiàn)智能化控制。這要求輸變電企業(yè)必須進行全系列數(shù)字化改造，從設計、制造、運維等方面全方位實現(xiàn)數(shù)字化升級，建立數(shù)字化工廠，滿足電力系統(tǒng)柔性化要求。

　　具體而言，在產品方面，要對傳統(tǒng)電力裝備進行數(shù)字化升級，將傳感器、智能監(jiān)控單元植入傳統(tǒng)高壓輸變電設備，研發(fā)分閘時間更短的快速開關、無級調壓多功能柔性變壓器，配合SVG(靜止無功發(fā)生器)等設備，實現(xiàn)交流輸變電系統(tǒng)柔性化;加緊研制柔性直流輸變電裝備，包括直流斷路器、直流變壓器、換流閥、電能路由器等，構建交直流混合柔性互聯(lián)輸配電系統(tǒng)。

　　中國能源報：輸變電企業(yè)還需重點布局哪些關鍵技術?

　　蔡韜遠：根據(jù)聯(lián)盟重大技術聯(lián)合創(chuàng)新框架，其中33項與電力裝備制造相關，這些都是我們需要重點關注和布局的方向。其中，在發(fā)電領域，要研究新能源直流匯集、直掛儲能支撐等關鍵技術，目前新型直掛式儲能設備已在珠海三角島海上風電儲能工程安全運行;在輸變電領域，研究高壓大容量直流開斷技術、國產化功率半導體器件替代技術，我們研發(fā)的500千伏直流斷路器已應用于張北柔性直流輸電示范工程;在配電領域，研究直流變壓、高效電能變換、中壓柔性互聯(lián)等關鍵技術，研發(fā)的多端口電能路由器設備已應用于國家重點研發(fā)計劃東莞數(shù)據(jù)中心示范工程，三端口直流故障電流控制系統(tǒng)已應用于珠海唐家灣中壓柔性配電示范工程。

　　相關的智能化、數(shù)字化、一二次融合等裝備將隨著新型電力系統(tǒng)建設迭代發(fā)展，能源系統(tǒng)數(shù)字化技術將為新型電力系統(tǒng)數(shù)字賦能，助力建設智慧電網(wǎng)。同時，電力電子化水平提高，使得保護、二次系統(tǒng)、調度等環(huán)節(jié)相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)都發(fā)生了較大改變，尤其是大規(guī)模新能源并網(wǎng)和交直流混合更是增加了電力系統(tǒng)的復雜程度和不確定性。對此，我們將依托先進的在線仿真平臺，與中國電科院及各省電科院、高校合作，開展新型電力系統(tǒng)仿真技術研究，探索設備和系統(tǒng)解決方案。