唐飛：數字化賦能新型電力系統(tǒng)建設
來源：中國能源新聞網 時間：2024-01-19 16:59
趙玲
自2010年以來，隨著工業(yè)化城鎮(zhèn)化進程的深入推進，中國經濟發(fā)展持續(xù)迅猛，電力需求持續(xù)增長。近年來，經濟發(fā)展從高速增長向高質量發(fā)展轉變，結合“雙碳”政策的實施，能源需求形式和結構發(fā)生深刻變化，從傳統(tǒng)的煤炭和石油等資源類能源轉變?yōu)橹苯右噪娏π螒B(tài)，光伏、抽水蓄能、燃氣發(fā)電等新能源成為快速增長的領域。在落實“碳達峰”“碳中和”國家政策進程中，除了大力發(fā)展可再生能源之外，也需要在現有產業(yè)結構的基礎上，通過使用低碳甚至零碳的電力自動化技術和方案，達成節(jié)能減排的目標。為此，記者特別采訪了電力自動化專家唐飛，共同探討新形勢下電力自動化的發(fā)展趨勢。
新技術、新形勢助力電力自動化發(fā)展
唐飛，江蘇鹽城人，畢業(yè)于南京理工大學動力工程學院，1999年加入國家電力部電力自動化研究院，參與電力信息管理系統(tǒng)EIS2000的開發(fā)工作，該軟件在南京市供電公司系統(tǒng)獲得全面應用。作為首批電力綜合自動化系統(tǒng)技術能手，唐飛一心撲在推進綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展工作上，參與各類通訊規(guī)約和通訊接口的標準轉換工作，赴北京、上海、廣東、山東等國網系統(tǒng)單位和南網系統(tǒng)單位講授電力系統(tǒng)綜合自動化專業(yè)知識。
2005年，唐飛就職于國電南京自動化股份有限公司營銷崗位，后任職區(qū)域營銷總監(jiān)、營銷部副主任、市場部副主任等崗位。期間，保持對電力孤網系統(tǒng)的穩(wěn)定性能的提升持續(xù)開展研究，根據項目負荷特性結合各電氣組件的性能，應用仿真系統(tǒng)反復調整電氣參數和熱動參數，結合外部電力儲能元件的使用，摸索出一套能夠大幅緩減外部電力系統(tǒng)不穩(wěn)定情景對發(fā)電側孤網系統(tǒng)帶來的沖擊，提高孤網系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，延緩主要電力元件使用壽命，實現安全穩(wěn)定生產。該解決方案在越南小型燃煤機組獲得成功應用。
從九十年代開始，我國具有自主知識產權的電力自動化設備相繼開發(fā)成功，繼電保護設備、安全穩(wěn)定等裝置從此進入國產化時代。芯片技術、通信通訊技術的長足發(fā)展助力電廠、電網自動化領域的機組保護、高壓線路保護、調度自動化系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)、通訊組網技術等產品獲得了升級替代，進一步提高了選擇的準確性和控制精度，進一步提高了電力設備的可靠性穩(wěn)定性。近年來，在不斷提升的基礎科學的推動下，芯片技術、電子信息技術以日新月異的態(tài)勢快速發(fā)展，各種新型技術的不斷涌現為電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展帶來很大影響。在新發(fā)展格局中，如何采用新興技術進一步提高電力系統(tǒng)自動化的技術，電力系統(tǒng)自動化面臨的研究方向有哪些?
唐飛表示，國家新戰(zhàn)略、行業(yè)新要求、新技術的發(fā)展推動了電力新產品的使用。超高壓交直流輸變電戰(zhàn)略工程的實施，帶動電力自動化產品的創(chuàng)新發(fā)展，并實現彎道超車成為引領世界電力自動化發(fā)展內生的推動力。與此同時，伴隨著新能源發(fā)電占比的逐年提升，電網網架結構發(fā)生深刻變化，復雜電力能源網架結構催生強大的電網控制裝備和穩(wěn)定系統(tǒng)控制技術。多形態(tài)發(fā)電方式并入電網，需要構建更為強大的電網負荷控制系統(tǒng)，確保發(fā)電輸電用電的安全穩(wěn)定。
如何高效利用新能源電力
為了解決能源與環(huán)境問題，世界各國都一直致力于推進新能源的發(fā)展，新能源電力的應用越來越廣泛，能源占比結構逐年攀升。但太陽能風能等新能源出力不穩(wěn)定，屬間歇性電源，易對電網造成沖擊。為了解決電網系統(tǒng)穩(wěn)定性確保安全用電，電網的調頻調峰任務成為新的研究課題。由于燃氣發(fā)電機組、抽水蓄能電站對負荷變化響應的速度較快而成為二次調頻的優(yōu)選對象。
雙碳背景下，新型電力系統(tǒng)建設勢如破竹，要求發(fā)電環(huán)節(jié)向綠色清潔轉型。唐飛看來，從電力產能結構看，未來很長一段時間，傳統(tǒng)火電主導發(fā)電領域，新能源發(fā)電占比穩(wěn)步提升。如何靈活調峰調頻，在技術實現層面與發(fā)電企業(yè)經濟運行績效的平衡問題成為發(fā)電企業(yè)的核心關注點。
唐飛表示，光伏、風力發(fā)電非持續(xù)出力與相對穩(wěn)定負荷不匹配的特點違背電力系統(tǒng)需保持實時平衡的要求，使電壓控制、 調峰調頻難度加大?！笆奈濉逼陂g，隨著陸地九大新能源基地和五大海上風電基地的持續(xù)建設，新能源裝機和發(fā)電量將保持高速增長，未來風光的大比例接入電網將使電網來源復雜性加劇，電力系統(tǒng)自適應調節(jié)能力受到考驗，適配問題亟待解決。在此背景下，電力系統(tǒng)需要提高感知能力，做到全面可觀、可測、可控，以適應新形勢發(fā)展要求。
當前國網系統(tǒng)單位聯(lián)合清華大學等科研院所創(chuàng)新研發(fā)出交流-直流-新能源復雜耦合下的受端電網安全主動防御關鍵技術，為高效利用新能源電力提供了重要的技術方向，提高了交流-直流-新能源混聯(lián)受端電網系統(tǒng)應對強沖擊的能力，有力支撐我國能源清潔低碳轉型，助力實現“雙碳”目標，該系統(tǒng)年前剛投入試運行。
電力自動化面臨的難題
實現中國式現代化、落實高質量發(fā)展任務，就是從制造大國向制造強國轉變。表現在電力自動化領域，就是實現電力自動化系統(tǒng)向數字化轉型，促進自動化產品的迭代，進一步提升電力數據的采集、運算、傳輸、應用的可靠性、穩(wěn)定性。
面對電力自動化系統(tǒng)面臨的機遇與挑戰(zhàn)，唐飛認為，同世界能源電力科技強國相比，我國仍存在短板與不足，氫能、新型核電、碳捕捉利用及封存（CCUS）、燃料電池、大型燃氣輪機、高溫材料等核心技術裝備長期被國外壟斷，支撐新型電力系統(tǒng)構建的“卡脖子”技術和核心裝備亟需攻關突破。
唐飛表示，歐美西方國家對中國的崛起進行多方面的限制，突出表現在芯片、軟件、高端制造裝備領域。當前，國內主要電力自動化產品制造商使用關鍵芯片為歐美、東南亞國家地區(qū)生產的芯片，他們?yōu)檫_到限制中國發(fā)展的目的，利用進出口限制等長臂管轄措施，對中國高端制造企業(yè)實行限制銷售。此外，歐美國家對部分工業(yè)軟件進行限制銷售或更新，產品線延續(xù)設計困難。同時，發(fā)達國家還對高端制造設備設置進口限制，影響到中國國產產品的制造質量。
為此，唐飛建議，電力行業(yè)要加大自主可控關鍵核心技術和重大裝備的研制投入，以及良性產業(yè)生態(tài)的構建，加快推動新型電力系統(tǒng)發(fā)展，準確把握新型電力系統(tǒng)帶來的新機遇新挑戰(zhàn)，提升核心競爭力，支撐行業(yè)高質量發(fā)展。
責任編輯：江蓬新
