不斷加強核心輸電技術攻關

——新型電力系統下輸電技術發展迎來機遇

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本報記者 邱燕超

“雙碳”目標下，隨著新能源大規模開發進程加快，高水平消納問題給電力系統帶來前所未有的挑戰。圍繞新型電力系統構建，包括輸電技術在內的一系列技術創新攻關應用被寄予厚望。

在近日召開的2022年第九屆輸電技術大會上，與會專家就“新型電力系統下的輸電技術發展”進行了對話交流，表示應抓住建設新型電力系統的發展機遇，加強核心技術攻關，持續推動我國輸電技術發展走在世界前列。

解決清潔能源長距離外送是關鍵

新型電力系統的顯著特征是新能源在電源結構中占據主導地位。電網處于新型電力系統泛在互聯、智能互動的核心環節，而輸電技術對保障電網消納可再生能源能力具有重要意義。

“構建以新能源為主體的新型電力系統，能源轉化由集中向分散、存量向增量演化，由此決定了大容量、不確定性的新能源將作為主力電源分布接入電力系統。”清華大學教授夏清說。在此背景下，電力系統面臨著時間和空間上的不平衡問題，潮流的雙向流動對電網的功率（能量）交換能力提出了更高要求。同時，基于全氣象驅動系統，新型電力系統正在融入能源生態圈中，風光資源決定了能源的主要來源。

大規模集中式新能源的開發，需要通過長距離輸電解決外送問題，但在物理空間上繼續開辟長距離走廊空間非常困難，需要更加創新高效的技術，擴大輸電發展空間。

當前，輸電技術還面臨哪些挑戰？

“輸電規劃面臨路徑和站址選擇困難的問題。”中國電力科學研究院有限公司電力系統碳中和研究中心主任周勤勇說。除了路徑與選址困難，受氣候和環境等因素影響，輸電線路還面臨自然災害、導線損耗等諸多挑戰。

“冬季雨雪冰凍等惡劣天氣，會造成桿塔覆冰、線路舞動，這些將對金具、導線受力產生較大影響進而損壞設備。夏季強對流天氣、臺風容易造成線路倒塔（桿）。”國家電網有限公司設備管理部輸電處副處長劉敬華表示，需要加大電網改造力度，著重從災害預警、差異化設計等方面提高電網抗災能力。

“新型電力系統還面臨電力可靠保供、電網安全運行、電能經濟供應等挑戰。”南方電網科學研究院有限公司新型電力系統研究所副所長姚文峰表示，南方電網目前已對多端柔性直流及低頻輸電技術開展深入研究，以保障輸電運行經濟、可靠、靈活性要求。

未來，遠距離輸電規模將持續擴大，新能源發電基地與負荷中心呈遠距離逆向分布，還需要電網公司在特高壓交直流、特高壓跨區直流、海上風電輸電等領域加強攻關，提高清潔能源輸送能力。

用數字化輕資產帶動電網重資產效率提升

“研究新型電力系統，要在思維上進行重大突破，利用數字化輕資產帶動電網重資產的效率提升，推動輸電行業高質量發展。”夏清說。根據清華大學模擬實驗，假設到2060年保持溫升不超過1.5攝氏度，我國跨區電網容量建設將需要達到15億千瓦，是現在能量交換的6.5倍，新型電力系統將為輸電行業提供更加廣闊的前景和發展機會。

在技術攻關方面，多項創新科技成果取得全面突破，自主創新能力不斷加強。劉敬華指出，在線路走廊有限的情況下，國家電網公司開展了增容技術研究，通過新材料應用提高導線耐受溫度，通過對導線進行實時溫度弧垂監測提高導線輸送功率，最大限度發揮現有電網的經濟效益，從而為社會帶來綜合效益。

此外，南方電網圍繞新能源多時空尺度精確預測技術、電力電量平衡全景模擬軟件研發、新能源并網管理和仿真分析、新能源智能建模和參數辨識軟件開發、大容量遠距離多端柔性直流輸電技術、柔性低頻輸電技術等開展科技攻關，助力輸電行業技術發展。

在示范工程方面，特高壓輸電工程發展迅猛，成為輸電網絡的主動脈。由國家電網建設的全球首個柔性低頻輸電示范工程——臺州35千伏柔性低頻輸電工程，通過柔性低頻輸電技術，實現了海上富余風電資源的高效利用，對未來大規模開發中遠海風電資源具有里程碑意義。同時，我國首創核心技術和關鍵裝備打造的張北柔性直流輸電工程，將張家口地區的新能源成功接入北京電網，在奧運歷史上首次實現全部場館100%綠色電能供應，在國際上打出一張耀眼的中國名片。

在電纜材料方面，未來鋁將作為輸電材料的主體。“國家電網在電纜材料國產化和超導電纜應用上，都取得了進步，也是今后電纜值得關注的發展方向。”劉敬華表示。

責任編輯：于彤彤

關鍵詞： 技術發展 電力系統