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我国电力科技现状与发展趋势|我国经济发展现状

发布时间:2019-07-24 09:22:25 影响了:

第30卷 第18期 2006年9月 电 网 技 术 Power System Technology Vol. 30 No. 18

Sep. 2006

文章编号:1000-3673(2006)18-0001-07 中图分类号:TM85 文献标识码:A 学科代码:470·4037

我国电力科技现状与发展趋势

郭剑波

(中国电力科学研究院,北京市 海淀区 100085)

Present Situation and Development Trend of Power Science and Technology in China

GUO Jian-bo

(China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100085,China)

ABSTRACT: On the basis of piefly describing the development course of electric power industry in China and summarizing its features and development trend, the present situation of power science and technology in China and its development trend are analyzed in detail. Due to persistent and fast growth of electric power demand in China and large power demand scale, the author points out that at present the developed power science and technology in China should possess following features: it should be reliable, practicable and easy to be spread out and applied; evident economic benefit can be pought about by use of it; it should be of state-of-art technology and is adaptable to the development of modern science and technology; the developed power science and technology should be energy saving and in favor of environmental protection.

KEY WORDS: power system;power science and technology; development trend

摘要:在简述我国电力工业发展历程,总结我国电力工业的特点和发展趋势的基础上,详细分析和论述了我国电力科技的现状和发展趋势。由于我国电力需求将保持持续、快速的增长态势而且需求规模大,作者提出当前我国电力科技的发展趋势及特点是:可靠性要求高、实用性强;经济效益突出、便于推广应用;加强技术先进研究、适应科学技术的发展趋势;节能、环保技术发展前景广阔。 关键词:电力系统;电力科技;发展趋势

月,装机突破300 GW;2004年5月底,装机容量

突破400 GW。2005年12月又跨越了500 GW大关。截至到2005年底,发电量2 414 TWh,比上年增长13.3%;其中水电364T Wh,火电1 985.7 TWh,核电53 TWh。今后10~20年,我国电力工业仍将保持持续、快速增长的态势。预计到2020年,我国装机总容量将超过1 000 GW。

1949年以前,东北丰满、水丰等水电站及其配套的154~220 kV输电线组成了当时中国最大的电网,装机容量646 MW。此后,以东北松虎、松李220kV输电工程为起点,逐步在各地形成省级和跨省级电网。1972年建成的330 kV刘天关输变电工程使跨省的西北电网出现,并出现了更高一级电压。1981年建成了第一个500 kV输变电工程——平武工程(595 kV)。随后,华中、东北、华北、华东4个跨省500 kV电网和西北330 kV跨省电网逐步形成。1989年±500 kV葛洲坝—上海直流输电工程的建成,首次实现两大区的联网。截至2004年底,我国220 kV及以上输电线路长度达226 776 kV,比上年增长9.3%,变电设备容量达到70 186 MVA,比上年增长17.2%。2005年7月,随着西北-华中背靠背直流工程的投运,我国大区电网间实现了互联。2005年9月,我国第一个750 kV输变电工程正式投入运行,标志着我国电网技术又迈上一个新的台阶。今后10~20年我国大区电网间互联将进一步加强,并逐步形成以特高压交流(1 000 kV)和特高压直流(±800 kV)为骨干网架的国家电网。

0 引言

1882年上海电气公司的成立标志着中国电力工业的诞生,1949年全国装机容量为1.85 GW。1949年以后,我国电力工业发展迅速,平均每年以10%以上的速度增长。1987年我国发电装机容量突破100 GW;1995年3月,装机容量突破200 GW;1996年,发电装机容量居世界第2位;2000年4

1 我国电力工业的特点和发展趋势

(1)电力需求和装机容量持续、快速增长。 近2年,我国电力需求增长迅猛。尽管电力工业保持了2位数的增长率,但仍然在2004年出现

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了大面积的电力短缺。到2006年底,我国装机总容量将达到580 GW,全国电力供需形势将趋于缓和,缺电范围和时段将减少,表现为季节性、时段性缺电的特点,供需紧张可能仅出现在华东、华北、南方区域电网的局部地区。今后10~20年我国每年平均新增装机容量将达30 GW。

(2)电网在资源优化配置中将发挥重要作用,远距离输电规模宏大。

由于资源分布状况、电力需求增长趋势和技术条件的限制,今后相当长一段时间内,我国发电一次能源仍将主要依赖煤炭和水能。可开发水电资源近2/3主要分布在西部的四川、云南、西藏3省区,煤炭保有储量的2/3分布在山西、陕西、内蒙3省区;而约占2/3的用电负荷分布在沿海和京广铁路沿线以东的经济发达地区,这些地区发电能源资源严重不足。为解决发电资源分布与用电负荷分布极不均衡的矛盾,需要大容量、远距离输电。根据目前的规划研究,到2020年,中远距离输电的规模将可能达到250 GW左右,其中2/3以上的输电距离可能超过1 000 km。

(3)实现全国联网和跨国联网,电网庞大、复杂。

目前,我国电网除西北采用330 kV/750 kV电压序列外,其它电网均采用220 kV/500 kV电压序列。东北、华北和华中实现了同步联网,华中与西北、华东和南方电网通过直流实现联网,形成了北起东北伊敏、南抵四川二滩的链型同步电网。随着电力工业的发展,我国电网将成为世界上最庞大、最复杂和技术最先进的电网,其特征是:拥有世界上最大规模的电站——三峡电站(最终装机将达22.4GW);世界上最大的电源基地——西南水电基地(外送规模将达70GW左右);拥有世界上平均海拔最高的750 kV电网;将建设百万伏级交流和±800 kV直流输电工程,拥有当今世界上最高运行电压的交直流电网;将构成以特高压交直流为骨干网架的国家电网,形成世界上最大规模的远距离输电(通过特高压交直流电网传送的容量可能超过200 GW);可能形成世界上规模最大的同步电网(华北—华中—华东同步电网);是世界上直流输电规模最大的国家(容量在1 GW以上的直流输电工程有20多个,比世界上此类规模的直流输电工程总和还多);形成国家、大区和省3级电力市场;按国家、大区、省、地(市)、县5级调度。

(4)自动化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重视,先进的继电保护装置、变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统以及电网安全稳定控制系统得到广泛应用。

随着电网网架结构的加强和电网自动化水平的提高,我国电网安全稳定事故大幅下降。从20世纪70年代的19次/a,下降到80年代的5.2次/a,90年代下降到2.7次/a。1997年以后,未发生主网稳定事故,电网供电可靠性也有较大提高,平均供电可靠性为99.820%。

(5)经济、高效和环保。

随着大容量机组的应用、电网的发展以及先进技术的广泛采用,煤耗与网损逐年下降。20世纪90年代以后,供电煤耗以平均每年 3.6 g/kwh的速度下降。到2004年,供电煤耗为379 g/kWh,电网线损率为7.6%。新建火电厂将广泛采用大容量、高效、节水机组,采用脱硫技术并控制NOX的排放。到2020年,在人口密集地区,将建设60 GW的天然气发电机组和40 GW的核电机组。在电网建设方面,将采用先进技术提高单位走廊输电能力、降低网损,加强环境和景观保护,城市电网将逐步提高电缆化率、推广变电站紧凑化设计。

(6)我国电力工业的产业政策是:大力发展水电,优化发展火电,加快发展核电,因地制宜地积极发展风电、太阳能等可再生能源发电,加快发展电网。同时,坚持建设与节约并重,把节约用电放在优先位置,加强电力需求侧管理,提高资源利用效率;大力推进技术进步和产业升级,提高关键设备制造和供应能力。

2 我国电力科技的现状及发展趋势

(1)高参数、大容量、高效率、环保型、节水型是火电技术的发展方向和工作重点。

我国能源生产和消费结构中,煤炭所占比例将保持在75%左右的水平。预计到2020年,我国装机容量的63%、发电量的70%将依靠煤电。为了适应电力需求的持续、快速增长,提高火电机组效益、保护环境、节约资源,我国将大力发展600 MW及以上超(超)临界机组,推广利用洁净煤发电技术,减少SO2、NOx、CO2和粉尘的排放;在缺水地区将积极采用空冷机组;鼓励热电联产和热、电、冷技术的推广,以提高能源的综合利用率。

2002年,开发超超临界技术被列为国家863重大项目攻关计划,2003年列入国家重大技术装备研制

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计划。目前,我国已累计开工建设4个1 000 MW级超超临界项目共计10台机组,超超临界机组的发电效率比目前主要采用的亚临界机组高出10%,比超临界机组高出6%~8%,可将单位千瓦煤耗降至275 g。

在环境保护方面,1997年国家修订了火电厂大气污染物的排放标准,增加了对SO2排放浓度的限制,并提出了NOx排放浓度限制。在1998年又进一步对SO2污染控制区和酸雨控制区提出了更加严格的限制,要求2000年排放达标,并实行总量控制;新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂必须建设脱硫设施;2000年前已运行的燃煤含硫量大于1%的电厂要求减排,2010年前分批建成脱硫设施或采取其它减排措施。我国从70年代开始研究SO2控制问题。目前采用的主要技术有:对300 MW及以上的新装机组,以采用湿法(石灰石-石膏法)FGD为主;对300 MW以下的中型机组,采用价格比较便宜的脱硫方式,如旋转喷雾脱硫、炉内喷钙脱硫、尾部烟气循环流化床脱硫等。深圳西部电厂 300 MW机组还安装了海水脱硫装置。我国低NOx燃烧技术研究始于80年代初,通过对燃烧方式和新型燃烧器的设计研究降低NOx的排放,如北京高井电站100 MW机组采用的新型低NOx圆型旋流燃烧器,可以降低NOx的生成量50%以上。近些年新建的200 MW及以上火电机组全部采用电除尘器。目前正在四川白马电厂建设300 MW循环流化床发电技术示范工程,2×150 MW整体煤气化联合循环发电技术正在山东烟台电厂试点研究。

(2)大力开发水电,以大型水电站和抽水蓄能电站为重点、因地制宜开发小水电。

我国水能资源蕴藏丰富,经济可开发容量 395 GW,年发电量1 720 TWh,居世界首位。可开发量的3/4以上分布在西部地区,主要集中在四川、云南、西藏地区。按照大力开发水电的方针,预计到2020年水电装机容量可望达到260 GW,届时东部和中部地区水电基本开发完毕。展望到2020~2030年,西部地区除西藏外水电也将基本开发完毕。

目前,我国已建设了当今世界最大的水利枢纽 工程—三峡工程和世界最高的碾压混凝土大坝 (216.5 m)—龙滩大坝,在高坝建设技术、泄洪消能技术、大型地下洞群建设技术、高边坡及地基处理技术、巨型金属结构制作和安装技术等方面已取得重大突破,技术水平位于世界前列。我国水电技术

的研究重点主要是:①复杂自然条件下水电开发技术,包括:复杂地质条件下深埋长隧洞的关键技术,滑坡治理及高边坡工程关键技术,高水头大流量消能关键技术,深覆盖层处理技术以及先进的勘测技术等。②大坝安全及风险分析技术,包括:大坝监测、安全评价和预测预警技术,混凝土建筑物耐久性及安全检测技术,各种水工建筑物病害加固修复技术等。③大型水电站机组及自动控制新技术,包括:水情预报和梯级优化调度技术,大型水电站(尤其是抽水蓄能电站)自动控制系统,大型水电机组的先进调速器以及大型抽水蓄能机组的变频调速技术,大型水电机组的设备制造、在线监测与故障诊断、磨损测量评价与修复技术等。

(3)加快发展核电,引进消化与自主创新并举,重视核电安全。

目前,我国已具备自主设计、制造600 MW压水堆核电站的能力,拥有多座核电站建设、运行管理的经验。我国自行设计建造的首座秦山核电站(电功率为310 MW压水堆机组),于1991年12月15日并网发电。大亚湾核电站(2×900 MW级压水堆机组) 1994年投入商业运行。预计到2020年,我国核电装机容量将达40 GW,约占总装机容量的4%左右。

除上述2核电站外,我国投入运行的核电站还有:由我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的2×650 MW商用压水堆核电站—秦山二期核电站;采用加拿大坎杜6重水堆核电技术建造的2台700 MW级核电机组—秦山三期(重水堆)核电站;按照国际标准,实现了项目管理自主化、建筑安装施工自主化、调试和生产准备自主化,部分设计自主化和部分设备制造国产化(整体国产化率达到30%)的岭澳核电站一期工程(2×990 MW)。中国与俄罗斯合作的田湾核电站于1999年10月20日正式开工,一期工程建设2台单机容量为1 060 MW的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组。现已投产运行和正在建设的11套核电机组均属第二代核电机组。今后,我国将充分利用已积累的核电技术和经验并充分吸取国际先进技术和经验,争取在较短时间内达到自主设计和建造百万千瓦级大型核电机组的目标并早日进入第三代核电机组发展阶段。我国已建成的高温气冷堆试验核电站和正在建设的快堆试验核电站以及对一体化核蒸汽系统和闭式核燃料循环系统已进行的大量研究开发工作有力地推

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动着我国迈向第四代核能利用系统的进程。我国在热核聚变方面取得的研究成果和积极参与国际合作的走向也是令人鼓舞的。

(4)可再生能源发电迅速发展,风电和太阳能将作为重点。

截至2004年底,我国风电装机为780 MW,加上生物质能、太阳能等其他可再生能源,总的发电容量也不到1 000 MW,仅占全国装机总容量的2.3‰。我国风能资源仅次于美国和前苏联居世界第三位。已探明风能储量为3 226 GW,可开发利用253 GW,近海可利用750 GW。预计到2020年,风力发电可实现大规模开发利用,总装机容量将达 20 GW,目前,我国已实现了兆瓦级风电发电机组的本土化生产。我国风电需要研究的技术主要包括:风资源测量、大型发电机组的设计和制造技术、海上风能资源勘测和风电场建设、大规模风电利用和风电接入电力系统的技术。

目前,我国光伏发电装机容量累计超过 100 MWp。在广东深圳建成了亚洲最大的太阳能光伏发电系统,总容量为1 MW,预计年发电能力约为980 MWh。预计到2010年我国光伏累计安装容量将达到600 MW。在国家863计划的支持下,我国正在进行碟式太阳热发电系统研究。在光伏技术研究开发方面,我国先后开展了晶硅高效电池、非晶硅薄膜电池、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS)、多晶硅薄膜电池以及相关材料的研究。随着材料技术的发展,光伏发电的效率将大幅度提高,预计2010年将达20%,2020年达25%,成本也将降低,预计2010年将达20元/Wp,2020年达8元/Wp。目前我国正在研究在西北戈壁大规模开发太阳能的计划,第一座兆瓦级碟群太阳能电站也有望在2010年前后兴建。

(5)开展特高压交直流技术研究和应用,为资源优化配置提供支持、解决电网发展的瓶颈问题。

为解决发电资源分布与用电负荷分布极不均衡的矛盾,减轻运输和环保压力,满足大容量、远距离输电的需要,解决输电线路走廊紧张和受端电 网短路电流超标等问题,我国正在研究和应用1 000 kV交流特高压和±800 kV直流特高压输电技术。500 kV电压等级在我国已出现25年。2005年9月投运的西北750 kV输变电示范工程是目前我国运行电压等级最高的交流输变电工程,海拔高度在1735~ 2 873 m之间,由我国自己设计、制造、建设和运行

管理,设备国产化率达到90%以上。由于地处高海拔地区,该工程外绝缘相当于沿海地区的特高压。西北750 kV输变电工程的投运,为我国发展百万伏级特高压技术打下了良好基础。

我国于l986年开始了特高压输电技术的系统性研究。先后开展了特高压技术系统分析与规划设计、输电线路对环境的影响、特高压外绝缘特性、特高压输变电设备研制等方面的研究。1996年在武汉高压研究所户外场建成了我国第一条特高压试验研究线段,线段长度200 m。1999年试制成功一台1 000 kV/150 MVA单相发电机变压器。我国已起草了百万伏级输变电设备技术规范,输变电设备制造企业和研究所具备自己开发研制百万伏级输变电设备的条件和基础,特高压建立试验基地正在建设中。目前正结合中国特高压交流技术应用的特点,开展大容量、远距离输电条件下特高压系统特性、无功和电压控制、过电压与绝缘配合、高海拔和重污秽等恶劣自然环境下特高压的外绝缘、电磁环境、特高压输变电设备研制、大件运输和建设安装等方面的研究,并将研究成果用于特高压交流输变电示范工程的规划和设计。预计第一个特高压交流输变电示范工程将于2008年建成投运。

20世纪50年代我国就开始了直流输电的研究,1987年12月建成了我国自行研制的浙江宁波至舟山跨海直流输电工程(±100 kV,100 MW,55 kV)。目前我国已成为世界上最大的直流输电国家,已投运的直流输电工程已达8个,直流输电容量为15.52 GW,直流输电线路长度为4 920 km。1989年通过引进设备建设了葛洲坝—上海±500 kV直流输电工程(1 200 MW,1 045 km)。我国投运的直流输电工程设备国产化率分别为:三常为30%,三广和贵广为50%,灵宝换流站达到了100%。建设中的三沪和贵广二回直流输电工程国产化率将达70%。我国已具备自己设计、制造、建设和运行管理超高压直流输电工程的能力。为满足西南水电开发和外送的需求,我国正在研究±800 kV特高压直流输电技术,±800 kV特高压直流试验基地已开工建设。预计2010年前后我国将建成世界上第一个特高压直流输电工程,这标志着我国正从直流输电大国向直流输电强国迈进。

(6)加强提高电网输电能力的技术研究和应用,提高电网效益,缓解线路走廊紧张的压力。

输电距离长、输送规模大是我国电网发展过程

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中的主要特点。在相当长的一段时间,我国电网每回500 kV输电线的输电能力大多在600~900 MW。为此,我国加强了对电力系统计算分析理论、电网稳定控制、先进实用输电技术应用以及加强管理和设备改造增容等方面的研究,以提高电网的输电能力。主要技术措施和研究成果有:

1)通过理论分析、现场调研和试验、事故模拟分析以及实验室模拟等方式研究系统动态特性。2004年和2005年,先后2次在东北电网500 kV系统进行了人工三相接地短路试验,通过现场试验和分析研究发现,目前系统的负荷特性已发生较大变化。采用经研究推荐的负荷模型后,2005年东北-华北联网条件下东北黑龙江至吉林断面的稳定极限提高了300 MW。

2)对发电机励磁系统和调速系统进行测试。要求机组励磁系统和调速系统必须满足国家标准。以2005年东北—华北联网系统为例,采用实测励磁参数后,黑龙江至吉林断面稳定极限比采用典型参数提高了300 MW。

3)2003年9月21日,东北—华北—华中(川渝)实现了同步联网,但出现了0.13 Hz的超低频振荡现象,根据系统分析结果在一些关键发电机上安装PSS后,提高了系统的动态稳定性。目前,我国已在200多台发电机上安装了PSS,以2005年华北-华中联网系统为例,在华中的川渝电网新增23台PSS后,可提高川渝、渝鄂断面稳定极限200 MW。

4)推广应用同杆并架和紧凑型输电技术,以提高单位走廊的输电能力。目前,在三峡输电工程政平至宜兴500 kV线路采用同杆双回500 kV紧凑型输电线路,以提高线路的自然功率、节省线路走廊、改善电磁环境,此外华东电网利港—锡东南的500 kV同杆4回输电线路的设计建设已进入实施阶段。

5)研究大截面导线和耐热导线技术,以提高线路热容量。对于已运行的线路,通过理论和试验研究适当提高线路的最高运行温度,可提高输电能力。例如,为了挖掘现有输电线路的输送能力潜力,华东研究把导线温升标准从70℃提高到80℃,使线路输送能力提高20%左右,现该措施已在斗山—石牌的500 kV线路上采用,并获得较好的效果。

6)采用串并联补偿技术,提高输电能力。华中川渝系统正在设计和建设的4台SVC,总容量为570 Mvar,将使川渝断面稳定极限提高180 MW,使鄂渝断面稳定极限提高270 MW。国内已具备生

产大容量SVC的能力,国产化的输电系统用SVC已于2004年11月在辽宁鞍山220 kV变电站成功投运。1999年3月由我国自主研制的±20 Mvar STATCOM在河南电网投入运行,50 Mvar STATCOM也在上海得到应用。从2000年开始,我国已投入运行的串补容量达5 592 Mvar,其中可控串补工程有2个,总容量为210 Mvar,主要用于阻尼低频振荡,提高系统稳定性。完全由国内设计、研制和建设的可控串补装置于2004年12月在甘肃陇南成县-碧口220 kV线路投运,串补度50%,容量95.4 Mvar,提高输电能力33%。目前,使用自主研制500 kV串补装置的工程正在建设中。预计今后几年,我国每年投产的串补容量将在2 000 Mvar左右。

(7)深入研究电网安全稳定控制与经济运行技术,提高电网自动化水平,适应全国联网和电网经济安全运行的需要。

基于“三道防线”的电网设计理念、安全稳定装置的配置以及先进的自动化系统和继电保护装置保证了我国电网在网架相对薄弱情况下的电网安全,近些年我国未发生主网稳定破坏和大面积停电事故。目前,国家电网调度中心、各网、省调度机构和绝大部分地区级电网调度部门均配置了数据采集与监控/能量管理系统(SCADA/EMS),近33%左右的县级供电公司建设了调度自动化系统。区域协调型安全稳定控制系统、雷电定位系统、广域监测系统(WAMS)、线路故障定位系统等得到广泛应用。调度自动化系统大多采用国内自行开发并有自主知识产权的系统;大型火电机组较普遍地采用了以微机为基础的机、炉、电分散控制系统,辅机系统正开始向计算机网络化和高度集中控制方向发展;以厂级监控信息系统(SIS)和厂级管理信息系统(MIS)为代表的全厂综合控制和管理优化已开始起步,各电压等级变电站基本装备了变电站自动化系统。2004年220 kV及以上系统保护正确动作率达99.21%,故障快速切除率达99.33%,微机保护占有率达96.04%,其中线路保护的微机保护占有率达97.71%。电力设备的在线监测、故障诊断和状态检修等先进技术逐步进入实用化阶段。 目前,我国正在加强大型互联电网稳定机理及其分析手段的研究,开发基于高性能集群服务器的大规模交直流电力系统电磁暂态和机电暂态实时并行计算装置,并计划在电力系统数模混合仿

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真实验室的基础上,结合最新研究成果建立大型交直流电力系统仿真中心;开发具有自适应、区域协调和预测功能的电网安全防御体系;研究SCADA/EMS与WAMS相结合的电网动态数据平台和电网实时动态安全评估技术,开发具有动态监测、动态安全分析和预警、辅助决策支持功能的新一代电网调度自动化系统;研究自动电压控制系统及其在网、省电网的应用;研究交直流并联运行系统控制、多回直流协调控制、直流多落点问题及其技术措施;研究变电站集成自动化系统,解决现有系统功能单一、重复配置、信息共享困难、可靠性较差的问题。

(8)提高供电可靠性和供电质量、加强环境保护与节能技术的研究,实现高效、经济和环保的目标。

2004年,我国各主要电网频率按50±0.2 Hz标准统计,平均合格率达到99.99%,主要电网电压平均合格率达到99.08%。2000年国家经贸委、国家计委联合颁布的《节约用电管理办法》和2002年原国家经贸委制定的《关于推进电力需求侧管理工作的指导意见》,推动了需求侧管理(DSM)技术和节约用电技术的研究和广泛应用。2004年,我国10 kV用户平均供电可靠性为99.820%,扣除系统电源不足限电因素为99.941%,与10年前相比,用户平均停电时间缩短了4/5。定制电力(custom power)技术正在得到应用。节损降耗已作为各级电力企业管理者的考核指标。

目前,我国正在加强对输变电工程的电磁环境研究,重点开展750 kV及以上高压输电线路、直流输电线路、电力电缆线路、变电站的电磁环境影响研究,建立电磁环境数据库;开展降低输电线路及变电站周边电磁影响和噪声水平相关技术的研究,研究输变电设施的优化设计方案。动态电压恢复器(DVR)、固态切换开关(SSTS)、配电用静态无功发生器(DSTATCOM)、有源滤波(APF)和飞轮储能(FESS)等定制电力技术正在成为我国电力电子技术的又一重点研究领域。需求侧管理和节能的政策和技术措施研究将有助于进一步提高我国电网企业的经济效益。

(9)通信与信息技术。

目前我国电网专用通信系统已从微波为主逐步过渡到以光纤为主,已初步建成覆盖国家、大区和省网的电力通信光纤三级主干网络,信息网覆盖

了绝大部分区域、省公司和直属单位。信息技术在各级企业管理、生产运行等方面发挥了重要作用,办公自动化(OA)联网运行,建立了基于IP网络的视频办公系统和远程培训系统,实现了网络视频会议和远程移动办公。MIS、GIS等信息技术在电力企业得到广泛应用,一些电力企业还开展了ERP技术的研究和应用。建立了电力系统信息安全实验室,开发研制了电力专用网络安全隔离设备。1999年,我国开展了低压配电网电力线高速通信技术(power line communication,PLC)的研究,先后研制出传输速率为2 Mbps、14 Mbps、45 Mbps、200 Mbps的低压电力线高速通信系统,利用电力线作为通信介质,实现数据、话音、图像等综合业务传输,为电力负荷监控、远程抄表、需求侧管理以及智能家庭等提供了高速数据传输平台。

随着特高压电网和全国联网工程的建设,通信和信息资源的整合和有效利用、建立统一的规范和技术标准、网络和信息安全等方面的研究工作将得到加强,通信网监控和管理技术的研究、超长站距和特高压环境下光纤通信系统和载波系统、数据整合、信息挖掘等技术的研究与应用将进一步深入。

3 我国电力科技发展趋势的特点

(1)需求旺盛、规模大。

在当前和今后相当长的一段时间内,我国电力需求将保持持续、快速的增长态势,我国电力科技发展的一个突出特点是:大容量、大规模和大范围应用。大容量、高效、环保大机组的研究与大型水电站开发的相关技术、大型核电站及其相关技术、可再生能源发电的规模化利用技术、特高压交直流输电技术等都是针对这一特点而提出来的。

(2)可靠性要求高、实用性强。

我国政府对电网安全极其重视,这也是我国电网安全稳定控制技术、继电保护以及电网调度自动化技术跻身世界先进行列的一个重要原因。我国在新技术研究和推广应用方面不仅重视其先进性,也十分强调其实用性和可靠性,保证电网安全和可靠供电是新技术应用必须满足的条件。保证电力系统安全的技术,如先进的核电技术、电力系统分析与控制技术、电力系统广域监测技术、电网安全防御和事故恢复技术、具有动态安全分析和预警以及辅助决策支持功能的新一代电网调度自动化系统、交直流并联运行和多回直流协调控制等技术都是我国电力技术的研究重点。

第30卷 第18期 电 网 技 术

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(3)经济效益突出、便于推广应用。

我国十分强调技术的经济性和实用性,我国的电力技术水平应与经济发展水平相适应,并结合人力资源丰富的特点。从总体来看,应重视理论研究,二次系统强于一次设备。如:我国开发的大型交直流电力系统全数字实时仿真装置采用的是基于PC Cluster的技术;提高电网输电能力的主要技术措施是投入少、产出高的技术,如仿真和理论研究、参数测试和参数调整、安装PSS和安全稳定控制装置;在电力电子技术方面,重点推广基于晶闸管技术的SVC和可控串补。2005年和2006年采用这些技术将提高跨区送电能力2 800 MW。

(4)加强先进技术研究、顺应科学技术的发展趋势。

环保技术、经济高效的发电、输配电技术、保证电网安全的技术、提高供电质量和可靠性的技术等是当今电力工业技术发展的重要方向,在这些技术方向上,我国的电力科技研究正在形成一些热点领域,如:围绕煤电的环保和高效发电技术、可再生能源发电大规模利用技术、电磁环境研究、大容量远距离输电技术、电力电子技术、大规模交直流系统安全稳定分析与控制、电力系统自动化以及通信信息技术等。一些领域的研究已取得丰硕成果,如超超临界机组和循环流化床发电技术已经得到应用,特高压交直流输电技术即将进入工程实施阶段,广域监测技术正在得到广泛应用,大功率电力电子技术正在成为新兴产业,超导技术在电力系统中的应用取得实质性进展。2004年7月我国第一组超导电缆系统在云南省昆明普吉变电站正式投运。

(5)节能、环保技术发展前景广阔

目前,国家规定电力建设项目开工前必须通过环境评价,国家关于节能和环境保护的政策将大大推动电力环保技术的发展和电力科技进步。在相当长的一段时间内,我国煤电在发电量中所占比例将保持在70%左右,洁净煤燃烧技术、超(超)临界锅炉技术、烟气脱硫脱氮技术、除尘技术、粉煤灰利用技术等将是最具发展前景的技术。风电、太阳能发电等可再生能源发电技术及其大规模利用和并网技术、电能储存技术正在成为我国电力技术的热点研究领域。提高单位走廊输电能力、输电线路电磁环境研究及相关技术措施将成为电网技术研究的重点。电力电子技术的研究和应用将作为电力工

业规模化节能的一项重要技术措施。

(6)注重标准化研究、加快成果的推广应用。 我国十分重视技术标准的研究工作,强调技术创新工作的同时,要求随着重大示范和重大中试工程的实施,尽快形成相应的技术规范、技术导则和技术标准,以加快科技成果的推广应用。

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郭剑波(1960—),男,教授级高工,博士生导师,中国电力科学研究院副院长兼总工程师,长期从事电力系统规划、运行和电网可靠性研究工作。

(责任编辑 宋书芳)

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