南方电网广东电网公司科技创新驱动电网高质量发展
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转自:中国电力报
今年9月,南方电网广东电网公司牵头研制的兆瓦级漂浮式波浪能发电装置在东莞加紧组装,预计装置建成后平面面积超3500平方米,相当于近7个篮球场,深远海域的波浪将通过该装置转化为绿色电能。在满负荷的条件下,兆瓦级漂浮式波浪能发电装置每天可产生2.4万度电,大约能够为3500户家庭提供绿色电力,相当于为远海岛礁增加了一个大型“移动充电宝”。
南方电网广东电网公司牵头研制的500千伏90千安高压交流限流器开展人工接地短路试验。
这是广东电网高举科技创新旗帜、激发企业创新活力的一个缩影。近年来,广东电网深入实施创新驱动发展战略,不断提升科研技术水平和自主创新能力,在多个前沿领域实现关键核心技术突破,产出一批先进的标志性创新成果。“十三五”以来,广东电网先后牵头承担9项国家重点研发项目、5项广东省重点研发项目。截至目前,累计有效发明专利拥有数6472件,累计斩获300余项重量级科技奖项。
突破“卡脖子”技术 建设安全可靠电网
在广东汕头南澳岛金牛换流站,坐落着广东电网牵头研发的重达82吨的160千伏超导直流限流器。该限流器不仅突破了包括“高性能双面封装带材”“跨大温区高压套管”在内的多项技术,还实现了100%国产化,标志着广东电网自主掌握了一整套先进的超导电力研发应用技术。
为了得到符合要求的超导材料,广东电网研发团队搭建了大电流冲击平台,对上百种带材进行了超千次的冲击实验。利用超导独特的“零电阻”和“超导态——正常态转变”特性,可以不依赖任何监测装置、在感应到故障电流的瞬间响应触发,自动完成全部限流保护过程,并在故障清除后自动恢复超导特性。超导直流限流器在正常运行时就像一根隐形的导线,没有电阻,一旦发生短路故障,在1毫秒的时间内就能迅速转化为大电阻,起到限制故障电流的作用。
在汕头南澳岛金牛换流站,南方电网广东电网工作人员对160千伏超导直流限流器开展巡视。
为有效解决电网短路电流水平超出断路器开断能力的世界性难题,广东电网除了在直流领域采用超导技术,还在高压交流领域开展创新探索,自主研制了500千伏/90千安经济型高压交流限流器,并建成了500千伏/90千安限流器示范工程。项目团队历经近200次大容量开断试验的艰苦探索,先后突破了“真空灭弧室大电流快速开断”“分裂电抗器高耦合设计制造”等多项技术,能显著改善电网运行灵活性、可靠性,提高系统暂态稳定性和电能质量,保障电网安全稳定运行。
提高自主创新能力 打造绿色低碳电网
“十四五”期间,广东规划新增海上风电1700万千瓦,随着越来越多的风能并入电网,广东电网依托广东“1+N”统一试验场,针对海上风电并网测试、仿真、监控三个关键技术环节,进行“物理试验—数字模拟—全景在线”多维度并网测试关键技术攻关,研制了海上风电测试系列关键装备,从源头把控新能源高质量并网,支撑“双碳”目标实现和智能绿色电网发展。
南方电网广东电网公司工作人员使用自主研发的激光大炮清除架空线路飘挂物。
面向高比例分布式新能源高效利用和新型直流负荷高效可靠用能需求,广东电网依托重点研发计划项目,提出了基于多端口电力电子变压器集群的新型交直流混合配用电系统结构,创新发明多端口、多功能、兆瓦级电力电子变压器,首创高频交流母线的高效拓扑结构,攻克了高频隔离和协调解耦控制等难题,装置最高效率达到98.27%。在广东省珠三角地区的数据中心、工业园区和办公生活园区等典型场景建设了多种分布式新能源的交直流混合配用电系统,以电能路由器作为能量枢纽,为分布式新能源、负荷、储能等提供交直流端口和多向能流路径,通过多台集群实现功率支援互联共济,大幅提升了系统效率和可靠性,为分布式新能源高效利用和电力系统实现双碳目标开辟了全新的路径。
聚焦互联互通互动 构建高效智能电网
为提高一次能源综合利用效率和可再生能源就地消纳率,广东电网以广州市从化区明珠工业园为依托,应用园区一体化规划、分布式调控系统、能量管理系统等技术,建立了可靠、清洁、高效的工业园区综合能源和智能电网应用的典型示范和模式。目前,园区80%以上用电量实现了自发自用,通过工商业用户互动实现削减峰值负荷大于20%,实现了园区的多能互补、用户灵活互动和源网荷储一体化运营,有力提升了工业园区整体效能。该项目成果目前已应用于26个国内外重点工程。
南方电网广东电网公司工作人员对大容量海上风电并网研究及认证测试平台进行巡检。
作为能源“互联网+”示范项目,“珠海多端柔性直流配电网示范工程”在柔直配网技术上取得重大突破与创新。示范工程攻克了柔性直流配电网系统分析与成套设计关键技术,自主研发了高性能柔直换流阀、直流断路器、直流变压器关键设备。目前,示范工程运行情况良好,具有显著的示范引领作用,有力推进了配网新的技术形态研究与建设、助力新能源消纳和高质量发展,实现多个供电区域互联共享,大幅提升可控性,建成灵活、互动、高效的能源互联网平台。
“十四五”期间,广东电网将深度融入粤港澳大湾区国际科技创新中心建设,集聚力量进行新型电力系统原创性引领性科技攻关,在波浪能发电、超导磁储能、固体氧化物电解水制氢、电力碳排放监测等方面实现关键突破,积极开展新能源绿色低碳、数字电网等先进适用技术研究,打造安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化电网。(广告)
数据来源:南方电网广东电网公司