新型电力系统是个新提出的概念,在今年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出了构建以 新能源为主体的打开CPEM了解更多新型电力系统 ,并且强调了双碳目标实现的基本思路。
所谓新型电力系统并不是全新的电力系统,更不是推倒传统电力系统之后再造新型电力系统,实际上以新能源为主体的前缀就说明了逐渐将传统火电转变为清洁能源的趋势,而清洁能源中以发展光伏和风电为主 ,但同时不会完全摒弃火电。
我们先要对新型电力系统的构成有一个基本概念。
传统电力系统主要是单向的,从发电,输电,配电,变电送到用户,由于发电端汽轮机的机械特性,决定了这种单向输电的系统是具有惯性的,也就是说不能想停就停,也不能想发就发,状态转换由于惯性存在是需要时间过渡的,这就造成了传统电力系统的 不灵活且脆弱 的缺点,同时具有 发电稳定 的优点。
2003年美加七州一省大停电,实际上就暴露出了传统发电方式的脆弱特点,当一个发电机组停机,其他机组超负荷运转,由于频率崩溃而接连停机造成大面积停电。如果我们假设有一种快速响应的电源填补了第一个停机的发电机组的容量空缺,那么其他机组就没有额外负荷的重担,也就不至于发生大停电事件。
这种快速响应的电源需要具备灵活,即插即用的特点,从发电方式看,以风光为主的新能源非常符合这个要求,同时从环境保护降碳的角度,利用新能源可谓是一举两得,既弥补了传统电力系统不灵活脆弱的缺点,同时取代大比例火电实现降碳目标,甚至于对于环境植被保护都具有不可估量的良性作用,比如沙漠中的光伏项目。
我们发现,新型电力系统实际上是传统电力系统的网作为新能源微网接受和输送的接口,同时与传统发电共同形成分布式多点电源,以多元化发电方式将传统电网升级为可靠、高效、坚韧、灵活、主动的智能电网。
不难发现, 新能源是增加项,传统火电是减少项,但是承载电能的网没有变。 从全球的新能源接入网来看,未来中低压配电网将毫无疑问成为主网,而不是高压或特高压输电网。因此,原来的配电网还是那个网,只不过为实现新能源的接入需要很多监控,测量,保护,电力电子等技术的引入来实现,而这张物理网并没有变。
这么梳理下来会发现,传统电网现存的问题不会因为新能源的加入而自动消失,相反这些遗留问题可能会被进一步放大,造成的负面影响可能更大。
因此,我们不得不回头认真思考下,如果传统电网的遗留问题不能很好的解决,一定程度上将难免会阻碍构建新型电力系统的进度。
或许是时候收缩一下对未来新型电力系统的无限畅想和宏大描绘,回到现实问题上。愿景和方向固然重要,但是如果不能夯实具体实际工程问题,这种美好的愿景可能缺乏坚实的基础,结果会怎么,大家都可以想像的到。
配电网十年多的经历中,笔者主要的领域是配电网安全运行和供电可靠性提升方面,具体到专研的分支领域则是占比80%以上的 配电网接地故障 问题,坦白说,过去十年这个行业并没有突破性的进展,问题还是哪些问题,误区还是哪些误区,只不过最近几年讨论的频率高了,关注的人多了起来。
在这里列举几个具体工程技术问题,供大家思考和探讨,有必要我们可以组织一次线上讨论会。 这些实际工程问题对于传统配电网升级以迎接新能源接入的挑战就显得极其关键了,需要给予十分的关注。
重新认识谐振接地系统中 阻尼电阻 的作用和用途,从笔者研究结论看,当前预调式消弧线圈普遍串/并接阻尼电阻是错误的应用,谐振接地系统近些年实际应用中表现不佳的真正原因恐怕就是阻尼电阻导致。
绝缘异常(故障)感知的 人工静态定值 已经全然不适应当前规模越来越大的配电网,与智能电网的自动化趋势存在明显的冲突,由于每个变电站所辖电网大小不同,其感知定值应该具备一站一策的特点,也就是依据各自电网的参数情况,可以自适应的设定 实时动态定值 ,解决人工经验定值的诊断误差大,准确性偏离实际造成监测死区太大的问题。
随调式消弧线圈实际上是 (正常时)等效不接地 + (故障时)消弧线圈 接地 的组合应用方式,对于大于10A电容电流的电网,这种组合式接地方式从根本上与《配电网技术导则》相关规定存在明显冲突。
从实际应用效果看,小电阻接地方式没有存在的必要,电网公司应毫不犹豫停止将谐振接地转变为小电阻接地以及新建小电阻接地系统,重新评估谐振接地在电缆系统的作用和效果。(*成都会议报告:西安电缆沟火灾综合治理实践项目中统计发现有70%多的接地故障是瞬时的,而不是业内人以为的电缆系统故障一定是永久性故障。)
不少地方电网寄希望密集安装一二次融合开关来快速隔离接地故障,实际上从线路侧 单点信息 是不可能解决二三千欧姆以上的高阻故障问题的,必须结合站内母线侧中性点 全局信息 ,同时也需要考虑接地方式对于故障特征量的影响。
就以上实际工程问题,笔者接受任何形式的技术讨论和交流。
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